全球及中国芳纶产业发展现状及前景分析

全球及中国芳纶产业发展现状及前景分析一、芳纶产量近年来我国对位芳纶发展迅速，多家企业的产业化技术取得突破，实现了批量生产。2019年，国内芳纶总产量为13800吨，其中对位芳纶产量实现小幅增长，约为2800吨；间位芳纶产量约为11000吨，总体达到国际先进水平。目前国产芳纶产品主要用于高温过滤、防护、密封等材料中。与国外产品相比，国产芳纶产品在航空、航天、国防军工等高端领域的应用尚缺乏竞争力。二、芳纶需求分布对位芳纶大分子链中的酰胺基团和对位苯基相连接，常见的是聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。苯环与酰胺基团的共轭效应决定了对位芳纶高强度、高模量的优异性能，其密度仅是钢丝的五分之一，但拉伸强度却是钢丝的5-6倍，适用于制作轮胎子午线及增强其他橡胶制品。同时对位芳纶具有优异的耐磨性、耐切割性和防弹性能，被广泛应用于防弹安全防护、摩擦材料替代等领域。全球对位芳纶的需求领域分布主要集中在车用摩擦材料、安全防护、防弹材料、保护增强光学纤维、轮胎、橡胶增强等领域。我国对位芳纶的主要应用领域是光纤增强、安全防护，再就是汽车胶管、绳索等。间位芳纶分子链中的酰胺基团和间位的苯基相连，主要代表是聚间苯二甲酰间苯二胺。与对位芳纶相比，其分子链酰胺和苯环键之间没有共轭效应，内旋转位能较低，链段柔性相对较好，结晶度较低，所以其模量低、伸长率高，作为织物的手感和舒适性更好。间位芳纶具有优异的阻燃性、耐高温、绝缘性和化学稳定性，广泛用于防火材料、高温传送带、高温过滤材料、高温防护织物、电气绝缘隔热等领域。全球间位芳纶的需求领域主要分布在电气绝缘纸、安全防护织物、高温过滤材料、电气设备和橡胶增强等领域。我国间位芳纶主要用在相对低端的高温过滤材料领域，其次才是安全防护和绝缘纸领域。与国际市场相比，我国制造的间位芳纶性能仍有很大的提升空间。三、全球芳纶市场竞争格局芳纶纤维最初由美国杜邦公司在20世纪60年代成功开发并率先产业化，经过60年的发展，杜邦芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟，占据技术和市场上的垄断地位。目前，全球对位芳纶产量达8万吨、间位芳纶产量达4万吨。其中，杜邦对位芳纶和间位芳纶的市场份额分别占到51.6%和67.4%，日本帝人公司在对位芳纶的市场份额达到38.3%，国内企业泰和新材间位芳纶市场份额占世界第二。四、杜邦公司专利布局杜邦在芳纶领域的专利申请始于1957年，一直持续到现在。从市场角度看，在间位芳纶实现产业化之前，杜邦的专利布局集中在美国、德国、英国、法国以及欧洲少数国家；在1967—1980年间，杜邦进一步扩大了在欧洲的专利布局，并且开始了在加拿大和日本的专利布局。在1981—2000年间，芳纶国际化发展的趋势逐渐显现，杜邦不仅进一步巩固了自身在美国的市场地位，加强了在德国、加拿大的专利布局，而且，面对日韩芳纶产业的崛起，杜邦还在日本和韩国进行了大量的专利布局，另外还通过巴黎公约和PCT（《专利合作条约》）途径积极申请海外专利。进入21世纪，随着亚洲新兴市场的崛起，杜邦在海外市场的专利布局开始从欧洲向亚洲转移，重点在日本、中国、韩国进行大量专利布局，通过专利布局抢占市场。从技术角度看，随着时间的推移，市场逐渐成熟，杜邦在芳纶产业的专利布局逐渐向产业链下游转移。在间位芳纶产业化之前，专利布局主要集中在聚合物的制备和生产工艺的研发，之后关于化合物制备方法的关注度逐渐较低，重点开始向生产工艺和应用领域倾斜；在1980年之后，生产工艺、产品及应用领域成为专利布局的重点，更偏向生产工艺的研究；而进入21世纪后，对于芳纶产业的专利布局开始由对生产工艺的研究偏向于产品及应用领域。通过以上分析，可以发现针对自主技术和产品，杜邦采用的是主要市场全覆盖、产业链全覆盖的专利布局策略。即根据市场发展的成熟度，在巩固本土市场的基础上，逐渐扩展海外市场，重点把握主要市场；根据技术发展的成熟度，专利布局逐渐由产业链上游向产业链下游过渡。在我国正式实施《专利法》的第一年（1985年），杜邦就在我国开始了芳纶的专利布局之路，其在华布局的第一件专利CN85107011.6，涉及“高通量的芳香族聚酰胺反向渗透膜及其制造过程”。目前，杜邦已经累计在华布局了254件与芳纶有关的专利，专利技术包括化合物的制备、复合材料、生产工艺、产品和应用几个方面，布局重点主要集中在生产工艺，其次是产品和应用。从应用领域看，主要集中在防护用品、电气绝缘材料和过滤材料，这与国内芳纶纤维主要用于工业过滤、防护和电气绝缘的情况是相一致的。另外，杜邦在轮胎帘子线、高强绳索、管材、拦截落石的防护网等方面也有一定专利布局。由此可见，杜邦在我国的专利布局侧重对工业生产和下游应用的布局，通过专利抢位，限制中国企业对芳纶纤维的生产制造，有效控制中国芳纶市场；在产业链下游，对芳纶纤维在防护用品、电气绝缘材料和工业用过滤材料的应用进行重点布局，遏制产业链下游厂商与国内芳纶纤维企业的合作。五、中国芳纶产业发展展望芳纶以其优异的性能，在国防军工等传统领域有重要的应用，在新能源汽车、5G通信等新兴领域也显示出巨大的潜力。我国芳纶产业起步相对较晚，但最近几年也取得了长足发展，然而距国际领先水平还有一定差距。比较而言，我国芳纶在产量、质量、产品的种类等方面都需要提升，产品应用领域也需要从低端市场向高端市场转移。芳纶的改性研