PDF我国电线电缆用高分子材料行业研究报告 - 东吴证券

1、我国电线电缆用高分子材料行业研究报告东吴证券股份有限公司投资银行总部 沈晓舟一、 电线电缆用高分子材料行业概述（一）电线电缆用高分子材料介绍电线电缆是当今信息化、电气化社会的重要基础产品，与人们的日常生活息息相关，被喻为国民经济的神经与血管。电线电缆用高分子材料作为电线电缆产品的重要组成部分，更是关系到电线电缆行业发展的重要因素，毫无疑问，电线电缆材料的创新与发展必然会推动电线电缆行业的改革与进步。目前国内电线电缆用高分子材料根据材质主要分为塑料、橡胶和聚烯烃类热塑性弹性体。其中塑料主要包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）等。橡胶主要分为乙丙橡胶

2、、氯丁橡胶、丁腈橡胶和氯化聚乙烯等。电线电缆用高分子材料行业的上游供应行业包括生产PVC、PE、EVA等高分子原料的大型石化行业、阻燃剂行业、及加工助剂行业等，下游需求产业主要是电线电缆制造行业。（二）电线电缆用高分子材料的的主要产品（1）PE电缆料 国外早于20世纪40年代就将PE用于通讯电缆。90年代中后期，PE电缆就已在PE&制品中占据了重要位置。1995年、1996年美国PE电缆消耗树脂的总量分别为223kt和218kt，占电线电缆料消耗树脂总量的50.11和48.23。1996年，PE电缆料消耗树脂总量已超过PVC的204kt，占第一位。西欧1995年、1996年PE消耗总量

3、分别为268kt和263kt，占电线电缆料消耗树脂总量的37.43和38.27，次于PVC;而居第二位。1994年、1995年日本电缆主要被覆材料消耗总量分别为294.6kt和311.2kt，其中PE类均为105.4kt，次于PVC而居第二位。近年来，随着环保呼声的提高，国际上正逐步以PE代替PVC，使得PE电缆料的消耗量逐年增加。（2）高速挤出PE通讯电缆料目前，国际上通常采用高密度聚乙烯(HDPE)或中密度聚乙烯(MDPE)作通讯绝缘料。HDPE的机械强度和电气性能均较好，尤其具有较高的韧性，完全满足绝缘料的使用要求。自70年代中期，市话电缆的绝缘层已大部分采用HDPE。（3）交联PE电缆

4、料电力电缆正向交联PE方向不断发展。目前，国际上从1kV低压电缆、6-35kV中低压电缆至110kV高压电缆都倾向于用交联PE。国际上交联PE;生产技术主要分三大类：辐射交联主要生产电器装备用电缆；硅烷交联用硅烷作为交联剂，在催化剂作用下使PE交联；化学交联以低密度聚乙烯(LDPE)为基料，有机过氧化物为交联剂，适合于高温、高压、高频等条件下使用的线缆，可制造6-35kV、35-110kV中高压电缆、航空电缆、控制电缆等，其生产技术主要由美国GE公司发明并推广应用。（4）阻燃PE电缆料80年代初，国外已研制出低烟无卤阻燃电缆料。到80年代后期，已经开发了第二代电线电缆料用无卤阻燃塑料。同第一代

5、产品相比，第二代无卤阻燃塑料除了在阻燃性能、发烟性、毒性、腐蚀性能、力学性能、电性能上有所改进外，其高速挤出性能是一大特征。日本每年颁布50余件与无卤阻燃电缆料有关的专利。这些专利大多属于日立电线株式会社、日本联合碳化物公司以及藤仓、住友、大日本等电线公司。这类专利试图用不同的方法，解决无卤阻燃电缆料的中心问题，即克服阻燃性能与其他性能的矛盾，对各种性能进行综合平衡；另有很多专利致力于开发新型的配合剂，其中氢氧化镁是一种很重要的配合剂，已在很多国家取得专利，并被许多国外权威文献推荐。（5）屏蔽电缆料屏蔽电缆料是电缆中用于保护主绝缘层不被破坏的半导电复合材料。它是中高压电力电缆必需的配套材料。半

6、导电屏蔽层对电缆使用寿命有较大关系，如屏蔽的光洁性、屏蔽与绝缘的粘结、杂质的迁移等对电缆有潜伏性影响。目前，国际上已有不少聚烯烃制造商开发并生产出了半导电屏蔽电缆用交联PE专用料。如美国UCC，主要牌号包括HFDA0590、HFDA0585、HFDA08804；日本宇部兴产公司，主要牌号有UBECV315、VBECV319；英国BP公司，主要牌号为HFDM0595(黑色)、H315ES(黑色)、H310ES(黑色)。（6）PVC电缆料在电线电缆料的绝缘和护套材料中，PVC比较便宜，机械性能优良，加工方便，使得它长久以来成为电线电缆料行业使用数量最多的材料。20世纪末以来，PVC材料的环境问题被

7、广泛认识，一些发达国家已提出了限制或全面禁止使用PVC电缆的法令建议。有数据表明，西欧国家在线缆领域PVC的用量，1994年为441;kt，占线缆所用树脂的58，而2000年，PVC在西欧线缆业总的用量是398kt，占线缆所用树脂的48，总量和所占比例均呈下降趋势。近年来，控制和禁止使用PVC材料已形成了强有力的趋势。虽然用无卤料取代PVC材料的呼声越来越高，但是PVC本身具有短期内还无法取代的优势(如价格低廉，阻燃性好，加工设备、工艺简单，硬度可调范围广，电绝缘性好，耐油、耐化学试剂等)，所以短期内在世界范围完全禁止PVC的使用并不现实。（7）PP电缆料 PP因其机械性能、电性能、耐磨性、耐

8、化学试剂特别是耐油的优越性能，大量用于电力电缆架空线及电器装备电缆。国外PP用于电线电缆料绝缘开始于60年代，至 90年代中后期PP在美国用量已达10Lt以上，在PP总用量中占据了较重要的份量。英国BP、日本宇部兴产、德国拜尔等公司都有PP电缆料牌号，但尤以美国开发的PP电线电缆料牌号最多，并以ProfaxSE191为最优良。由于要求耐低温和柔软性，所以国外线缆用PP为乙丙嵌段共聚物。二、行业发展背景介绍电线电缆用高分子材料是电线电缆产品发展的关键元素，电线电缆技术的发展、产品的更新都必须以材料为基础。电缆材料的品种很多，其中塑料和橡胶是电线电缆绝缘、护套用的主要材料。目前，

9、塑料材料用量占电缆材料总用量的65%，橡胶材料占25%,随着新材料的不断开发，橡塑共混技术的应用已非常广泛，其用量约占10%。目前，国内专业生产电线电缆材料的生产厂家超过300家，一般的都为中小企业，生产规模较小，主要以一种材料加工为主，产品比较单一，品种齐全的材料加工企业很少。近年来，电线电缆新材料的迅速发展，推动了电线电缆新产品的研发与制造，电线电缆材料的国产化，降低了我国电线电缆产品的制造成本。目前国产电线电缆材料的品种达到国外品种的85%以上，如35KV以下的交联聚乙烯绝缘料已完全国产化，产量和质量都得到了保证，配套的内外半导体屏蔽料也实现了国产化。硅烷交联电缆绝缘料不但实现了两步法产

10、品的工业化生产，还开发了一步法新工艺的硅烷交联电缆绝缘料。低烟无卤阻燃电缆料国内生产已经普及，各项指标和工艺性能都达到或超过了国外同类产品。各种辐照电线电缆的材料国内大多数都已能正常生产。总体来说我国电线电缆材料发展水平与先进国家之间差距有所缩短，基本满足了国内电线电缆产品制造的需要。同时，为满足健康、安全的目的，国内电线电缆产品开始注重应用生态设计技术（无卤、不含铅等重金属、低烟、阻燃、燃烧时不产生腐蚀性气体、可再利用），电线电缆产品的主要原材料向绿色环保方向发展趋势明显。如无卤低烟绝缘和护套料的推广应用，符合欧盟Rohs指令的电缆材料的推广应用等。但国内还有一部分电缆材料难以满足产品高技术

11、、高性能的要求，需要从国外进口。例如高压和超高压电缆用的可交联聚乙烯电缆料以及与之配套的半导电内外屏蔽料和生产电缆附件用的有些材料等国内目前还无法生产。除国内生产电缆材料的工艺装备不能满足要求的原因外，电缆材料研发的投入低、研发能力薄弱也是重要因素。三、电线电缆用高分子材料行业在国内外的发展现状（一）电线电缆用高分子材料行业在国外的发展现状近年来，世界电缆产品呈持续增长状态，发展最快的是美洲。北美国家电缆产品产量约为世界总产量的26。世界电缆生产总量中的最大份额是低压电缆和电力行业用电线，约占总量的36。随后分别是高压电缆，约占总量的28；绕包线约占总量的20；户外敷设用铜芯通信电缆，约占总量

12、的9；计算机用电缆以及其他类型的建筑物内部的通信电缆，约占总量的7。从电缆生产的产值来看，光纤光缆以及计算机用电缆，约占总量的25.4，其中光纤光缆约占总量的8.9。从增长幅度来看，增长幅度最大的是光纤光缆。据Cahners In-Star集团的调研报告，光纤光缆前景十分看好，在2005年之前，将以23的年均增长率增长。仅次于光纤光缆的是计算机电缆以及户内敷设用通信电缆。电力电缆保持着小幅稳步增长的态势。随着世界电缆业的发展，相应于以上电缆的各种电缆料的需求也在不断增长。 从公司结构上，国外绝大部分电缆材料的生产是从树脂合成到电缆料加工一体化，使材料品质得到了严格的保证，产品的品种开发得到合理

13、的程序，容易满足电缆制造商的要求。例如，北欧化工是一家生产高压电缆交联PE料的知名大厂，从35kV到330kV的可交联PE料，品种规格齐全，与此同时还生产硅烷交联电缆料，半屏蔽电缆料等，质量可靠，是全球主要供应厂商，也深受电缆供应厂的欢迎。其原因是北欧化工是一家从树脂合成到深加工的大厂，针对不同要求的电缆材料也可以对基体树脂进行个性化处理。这一点，就国内目前的材料生产厂是做不到的，也是国内目前有一部分电缆料产品始终不能制造的根本原因。国外电线电缆材料目前主要朝着安全、环保和节能等趋势发展。（二）电线电缆用高分子材料行业在国内的现状我国电线电缆材料是随着电线电缆的发展而发展起来的，总体来说与世界

14、上先进国家的水平相差不远。改革开放以来，很多新材料从国外引进使用。到目前为止，大部分材料国内都已自主研发，如35kV及以下的交联电缆绝缘料，已完全实现国内生产，而硅烷交联PE电缆料，国内从无到有，目前不但能生产两步法硅烷交联电缆料，同时还进一步成功开发一步法硅烷交联电缆料和自交联硅烷交联电缆料。低烟无卤阻燃电缆材料目前已基本能生产满足各类电缆要求的材料，基本不需要进口。各种温度等级辐照交联电缆料，国内大都实现自主生产。因此，就大部分电缆材料而言，我国技术水平已经与国外同步。由于世界电缆技术的飞速发展，我国还有一部分电缆材料产品仍然需要从国外进口，例如高压和超高压电缆用的可交联聚乙烯电缆料，与之

15、匹配的半导电内外屏蔽料，目前国内还不成熟，其主要原因在于此类材料的生产单纯靠电缆材料行业的努力是不够的，需要全方位的配合。其他也有部分产品在性能和质量上与国外同类产品存在一定的差距，环保性材料和大规模的替代PVC电缆料的新材料仍需开发。因此，从总体上讲，国内电线电缆材料的技术水平不低，但是在某些特殊产品上与国外还是存在一定的差距。 四、电线电缆用高分子材料行业未来的发展问题及方向我国是一个电线电缆生产大国，而电缆工业的发展是一个由市场需求为拉力，技术进步为推力，以电缆材料的发展为基础的不断创新的过程，电缆工业的大发展都是以新型的电缆材料的开发与创新为主线，使电缆工业的发展达到了今天空前高度。电

16、缆工业中影响最深远的五大材料为超导材料、光纤新材料、纳米材料、碳纤维、聚烯烃，这些材料是21世纪以来在电缆工业中因材料创新而使电缆得到发展的重要条件。作为电缆的绝缘和护套材料的橡塑材料，聚烯烃是一个重要的基础材料，为电缆料的发展开辟了广阔的前景，电缆料的许多新品都应运而生。过去十年来，电缆材料工业的进展是很大的，其主要为以下几个方面：市场需求量有大幅度增加；电缆料的品牌多样化；绿色环保已成为电缆的主流；低烟无卤阻燃电缆料市场大发展；高品位电缆料逐渐增多；各类热塑弹性体已进入电缆工业；超高压电缆绝缘料的研究开发项目已经启动；电缆料的生产机制多样化。而在未来3-5年内，我国电线电缆材料市场其发展趋

17、势主要包括：（1）电缆料主流向环保阻燃型发展环保型阻燃电缆料的配方及其制备工艺，在电缆料的阻燃抑烟体系、热稳定体系和配方组分的环保性方面具有创新性，建议进一步加大市场开拓力度，开发系列产品。当今，公共设施和安居工程发展迅速，高层建筑群越来越多，建筑物内外装饰和居室的电气化使得传输电能的电线电缆遍布于整个建筑物，给人们的工作和生活带来了极大的方便，但也存在安全隐患。;软聚氯乙烯本身所固有的优点使其在电线电缆行业得到了广泛的应用，但是随着电力电缆行业的迅速发展，对电缆料的性能要求也日渐提高，软用作电线电缆时的一些缺点也暴露出来。由于聚氯乙烯的含氯量高达以上，燃烧时会释放出高浓度的有毒烟雾，妨碍视线

18、，影响逃生及灭火，甚至直接致人死亡。而且当聚氯乙烯用于制备软制品时，由于需要加入大量的增塑剂，失去其阻燃特性，甚至成为易燃材料，有毒有害气体的发生量更为严重。根据材料的基本物性可以确定适合用于环保型阻燃电缆料的基础树脂、稳定剂、阻燃剂、增塑剂、抑烟剂等基本组分。应用结果表明，成缆过程平稳，挤出的电缆表面光滑细腻，性能满足用户要求。（2）电缆料向中高压，超高压，可交联发展：中高压及超高压、大长度、大截面、多样化和高可靠性是当今电线电缆材料的发展趋势。随着我国国民经济与电力事业的迅猛发展，除T/k型发电项目需采用高压交联电缆以外大规模的城市电网改造对高压交联电缆的需求也非常迫切。现在，城市街道高压

19、线入地已经成为一种发展趋势，全国许多城市相继出台了架空线改走地下电缆或光缆的措施。如2004年上海市制定了2010年架空线入地的规定，将上海市内环线及其他地区的183km2范围，“一城九镇”的269km2范围以及其他重要地区和路段都划入架空线入地的重点控制地区。目煎全国城市平均电缆入地率仅为10%左右，而各城市目标大都确定在50%-80%，发达国家城市地下电缆化率已达80%-90%，有的甚至已达100%。城市电网建设和改造中电缆入地率的提高在美化城市环境、节省土地资源、提高供电可靠性的同时，也为高压交联电缆提供了巨大的市场空间。（3）低压交联电缆料向环保型发展交联PE电缆比PVC电缆更为经济和

20、安全。0.6/lkV交联PE电缆已成为该电压等级更新换代的产品，且需求量愈来愈大。对于lkV及以下等级的交联电缆，主要生产工艺有硅烷交联、辐照交联和紫外光交联3种。其中，硅烷交联工艺具有制造设备简单，操作方便，综合成本低等优点。近年来研发的硅烷自交联PE绝缘电缆料，可以在自然条件下几天内完成交联，无需蒸汽或温水浸泡，与传统的硅烷交联生产方式相比，自交联工艺生产工序少，更加节能，生产成本更低，并提高了生产效率。目前，硅烷交联PE电缆料作为低压电线电缆的绝缘材料，在我国已得到了广泛的应用。在低压电线电缆的新增产量中，环保型的硅烷交联电线电缆所占比例已超过2/3。预计到“十一五”末，硅烷交联电线电缆的产量将超过PVC电线电缆的产量。目前，我国市场上进口的硅烷交联PE电缆料主要来自陶氏公司和北欧化工公司。近年来国产的硅烷自交联PE绝缘电缆料技术已成熟