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芳纶:芳香聚酰胺造纤维三大高性能人造纤维之一,性能优用途广芳纶(rmdfbrs,是由酰胺基以及芳香环或其衍生物构成的高聚物长链分子,统称为“芳香族聚酰胺纤维,简称为“芳纶。因为芳香基取代了脂肪基,主链结构主要由苯环对位而成的棒状分子结构构成,由于大共轭的苯环存在,分子链段难以发生内旋转,分子链的柔性减小而刚性增强。芳纶纤维分子主链规整性较好,含有刚性致晶单元,液晶形态并排平行排列可以形成内部分子链段高度有序性,实现高模量。在纺丝过程中,这种结构可以在有限空间内沿纤维取向高密度多层堆叠,使得聚合物有较高的强度。图1柔性链和刚性链聚构成芳纶分子链 图2芳纶纤维内部结呈现高度有序性数据来源《纶纤的研现状功能应用展》 《芳纶维的究现及功化应进展》结构上分对位芳纶1414)和间位芳纶1313)芳纶具备高强度、高模量、低密度和高耐磨性的特点,表现出优异的物理和化学性能。芳纶与碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维并称世界三大高性能人造纤维。表1芳纶具有优异的物理和化学性能物理性能 高强度、低密度、高耐磨性、绝缘性强化学性能 阻燃性好、耐高温、耐有机溶剂数据来源新材在线、结构上分为对位芳(和间位芳(I根据结构不同芳纶可分为有对位芳(PP)和间位芳(PI)以及邻位芳纶其中邻位芳纶因商业价值不高一般不考虑在内。对位芳纶以由苯二甲酰(TP)和对苯二(PP)为聚合单体溶解拉丝合成结构上排列呈直线状间位芳纶则由间苯二甲酰(IP)和间苯二(P)缩聚而成结构上呈现锯齿状。对位芳纶 间位芳纶表2对位芳对位芳纶 间位芳纶3of25原料对苯二甲酰氯、对苯二胺间苯二甲酰氯、间苯二胺特点高强度、高模量耐热性好,高耐磨性、绝缘性缺点①吸湿性差,耐光性、耐紫外对日光稳定性较差,难以染色性能均较差;②不易降解,难以回收聚合工艺低温溶液缩聚法低温聚合法、界面聚合法、低温溶液聚合法典型工艺两步法工艺:低温溶液连续聚一步法工艺:即低温溶液间歇合,聚合物分离后洗涤干燥,聚合,原液经过过滤后直接进再用浓硫酸重新溶解,干喷湿行湿法纺丝,水洗后干切,切法纺丝,纤维经过水洗后干燥,卷绕成型断后打包数据来源化工材料因为结构上的差异,两者性能用途迥异且对应到不同的下游应用。其中对位芳纶具高强度高模量特点主要用于需要耐高温防弹装甲光缆、摩擦密封材料、橡胶制品、高强缆绳等领域。间位芳纶具备优异的耐高温阻燃和绝缘性主要应用于高温防护服电绝缘和高温过滤等领域。图3对位芳纶(1414)以及间位芳纶1313)分别对不下游泰和材、化高、芳纶在耐温性伸长率上较碳纤维超高分子量聚乙烯有优势碳纤维,芳纶具有更好的拉伸韧性,因此在有结构增强且需具备韧性领域可以替代碳纤维,例如光纤光缆增强结构,轮胎增强等;相较于超高分子量聚乙烯,芳纶耐高温更优,在需要耐高温的个人防护有得天独厚的应用优势。表3芳纶相比碳纤维和超高分子量聚乙烯在耐热性和断裂伸长率有优势纤维种类强力模量断裂伸长率密度分解温度 极限氧指数gdgda %gm³℃ %对位芳纶22-262.8500-11001092.4-4.41.45500-55029间位芳纶5-6.50.7985-1641715-301.38370-42027-29超高分子量聚乙烯403.513001103.50.97150(熔融)17-18碳纤维232.6-3.51480190-4201.51.8370036-40数据来源中化纤、
图4芳纶在耐高温性,断裂伸长率上有优势数据来源中化纤、从军用物资走向民用领域,国内2000年后实现工业化芳纶诞生于20世纪60年代的美苏冷战时期最早作为美国航空材料开发。冷战结束后随着芳纶被逐步应用民用领域实现了军用战略物资到民用产品的过度。国际上率先实现芳纶商业化应用的是美国杜邦公司,其于1960年小试成功间位芳纶,并于1967年开始生产对应的工业型号omx972年杜邦公司的对位芳纶vr实现工业化同年日本帝人实现间位芳纶onx的生产此后荷兰阿克苏诺贝尔赫斯特等厂商逐步实现了芳纶的产业化。早期芳纶产能多集中于美国、日本以及欧洲,随着芳纶规模化生产日趋成熟我国也开始芳纶纤维的开发早在1986年“七五期间国内就有东华大学化纤研究所、晨光化工研究院、上海合成纤维研究所、沈阳市红星密封材料厂等单位开始研制和生产对位芳纶,但受制于资源,成本等原因芳纶产业化进度缓慢。二十一世纪开始,国内芳纶产业化开始突破2004年,泰和新实现间位芳的量产,随后201年其对位芳纶也实现了工业化2010年间苏州兆达借助东华大学的技术积累成为国内售价对位芳纶企业随后中化国际基于苏州兆达的积累在2020年底完成了5000吨对位芳纶产能建设。图5芳纶纤产业化从欧美走向亚洲《纶纤的研现状功能应用展、表4中国在2000年后实现芳纶产业化企业国家品牌产品工业化年份备注杜邦美国No®Kvr®间位芳纶对位芳纶19671972最早实现芳纶纤维的商业化生产,产能约占全球总产能的80%Con®间位芳纶1972 全球芳纶纤维产能第二大的企帝人日本hnor®杂环芳纶业,主营业务为氨纶和芳纶,间1978位芳纶年产能7000吨对位芳纶wron®对位芳纶1986 年产能1500吨。科隆韩国Hrorn®对位芳纶是芳纶主要的生产企业之一,产2006 品与世界一流公司相比,性能明显差距。晓星韩国AKX®对位芳纶2009泰和新材泰和新材泰普龙® 对位芳纶 2004中国泰美达®间位芳纶 2011总产能位居全球第三位。间位芳纶居全球产能第二位,对位芳居全球产能第三位。中国 对位芳纶 2020 目前有5000吨对位芳纶的产能国际数据来源新材产业、对位芳纶:艺生产壁垒,口依赖高,护,光缆增,汽车领域驱下需高增纺丝生产过程长,设备要求高对位芳纶生产门槛高生产涉及聚合纺丝两个步骤此外纺丝过程涉及的浓硫酸回收也是产业化生产的难点在对苯二甲酰TP和对苯二胺PP)的单体聚合成对位芳纶PP)过程涉及单体活性高、聚合放热量大聚合过程相变复杂等问题随后PPA需要在100%浓度硫酸以及一定压力下进行纺丝后制成纤维。纺丝过程中硫酸有腐蚀性,因此设备要求极高,且残存的浓硫酸会使纤维在纺丝过程中导致聚合物的降解,从而影响纤维的强度和模量。图6对位芳纶工艺流长,设备要求高数据来源中蓝光《伸级位芳的性、制及应概述》对位芳纶生产流程长,涉及设备多,不同工艺的调试决定产品性能目前对位芳纶主流聚合工艺包括低温聚合和界面聚合,低温聚合不需要提纯,形成的均相体系可以直接纺丝,因生产效率高、工艺相对简单、溶剂消耗少、成本更低被国内外广泛采用,成为最广泛的芳纶生产工艺,对位芳纶生产难度更高的界面缩聚法仅有杜邦掌握。纺丝主要包括干法纺丝和湿法纺丝,干法纺丝速度更快但国内还在突破中芳纶生产路线长涉及工序关键设备多各主流厂家根据自己的knowhow开发出相应的工艺和产,因此生产过程中的纺丝速度、稳定性、连续性、以及生产成本均存在差异。表5主流厂商开发出不同的工艺路线厂商工艺路线聚合工艺杜邦熔融进料+硫酸配浆低温溶液缩聚、界面缩聚帝人溶液进料+冰硫酸配浆低温溶液缩聚泰和新材熔融进料+硫酸配浆低温溶液缩聚数据来源华经业研、通过对生产过程中张力,干燥性能的处理,根据不同的强度、模量,对位芳纶又可分普通型高强型和高模型其又分别对应不同的下游应用。表6对位芳分为普通型、高强型和高模型性能项目普通型高强型高模型断裂强度(Ndt)≥18.0≥22.0≥18.0GPaNdtx852059013985GPaNdtx85205901398520590139≥100≥694特点普通产品,高性价比强度高20%,主要用于橡胶轮胎、特殊用品、航空模量高20%-30%,应用于拉伸性能要求高的领域,如光用品缆,绳索初始模量注:注:1Ndt=0.144GPa数据来源中华民共国纺行业准《∕T54604对位芳(4)长丝、对位芳纶下游光缆增强,防护,汽车需求高增长防弹防护光纤增强领域是对位芳纶主要下游应用对在防弹防、光纤增强、橡胶增强以摩擦密等领域。根《芳纶发展现状及未来趋势的数据,全球对位芳纶在防弹防护与摩擦材料的应用占比均为30%而因国内对位芳纶发展时间相对晚于国外且受国内产业结构影响,对位芳纶在国内下游应用多集中于光纤增强,安全防护领域应用占比分别为40%以及30%此外汽车胶管也是国内对位芳纶的主要应用之。图7全球对位芳纶下游主要为防弹防护和摩擦密封 图8国内对位芳纶主要游为光缆其5轮胎10橡胶增10
防弹防30
绳10汽车胶10
10
光纤增40光缆增15
摩擦密封30
安全防护30数据来源《纶发现状未来势、 数据来源《纶发现状未来势、表7对位芳纶的用途广泛用途分类最终用途举例应用特性轮胎飞机轮胎,赛车轮胎,轿车轮胎货车和工程车轮胎,摩托车轮胎自行车轮胎重量轻,强度高,模高,尺寸稳定,收缩低,耐刺破橡胶制品
输送带,传送带,汽车用软管,压系统软管,海洋勘探用软管,气管道,交辊,涂覆织物,空气簧
强力高,模量高,尺稳定,耐热好,耐化品防弹衣,头盔,防弹护甲,交通工 强度高,能量消耗性具保护,战略设施保护 好。质量轻,舒适性好防弹材料防弹衣,头盔,防弹护甲,交通工 强度高,能量消耗性具保护,战略设施保护 好。质量轻,舒适性好防弹材料刹车衬带,离合器衬片,密封圈, 纤维原纤化,耐热性摩擦密封绝缘材料 刹车衬带,离合器衬片,密封圈, 纤维原纤化,耐热性摩擦密封绝缘材料 盘根,垫圈,触变剂,工业用纸, 耐化学性,阻燃性,绝缘材料 械性能好复合材料
航天航空结构件增强,造船,高列车厢内隔板,压力容器,集装结构,运动及休闲器具,塑料添剂,土木工程,混凝土加固
质量轻,强度高,模高,耐冲击,耐磨耗通讯电子器材
光缆增强材料,机载星载舰载雷罩,透波结构材料,轻型天线,种印刷线路板,电子电器运动结件,控制操纵用电缆
强度高,模量高,尺稳定性好,透波性好绝缘性好中化纤项环评预计2025年全球对位芳纶市场规模37亿美元受下游防护用品驱动以及新兴应用领域开拓根据帝人的数据预计到2025年全球芳纶市场市场规模在53亿美元,约350亿人民币R为9.7%。根据schndmrkt预测,预计2025年全球芳纶中7%为对位芳纶,则对位芳纶市场空间达到37亿美元参考油材讯数公众号数据对位芳纶为平均14万元/吨间位芳纶10万元/吨测算预计2025年对位芳纶以及间位芳纶的需求量分别达到18万吨与10万吨当前全球芳纶名义产能约14-15万吨/年其中对位芳纶需求约在8-9万吨对应市场规模在70亿元左右2018年我国对位芳纶需求量约在1.2万吨,当前需求量在2万吨左右。受地缘冲突对个人防护领域需求驱动,以及5G建设下光缆需求拉动,预计未来数年国内对位芳纶需求有望超过3万吨。图9帝人预测2025年全球芳纶市场空间预计达3亿美元
图102025年全球对位芳纶需求量预计达18万吨40 200035 10001000110002510002010001580001050220
225E
6000400020000
220
225E对位芳纶(亿美元) 间位芳纶(亿美元)
对位芳纶(吨)强度高,尺寸稳定性强度高,尺寸稳定性管道电缆增强,通用电缆增强,机好,耐腐蚀,耐热,介械结构用绳缆,船用绳缆电性好绳缆数据来源帝人Rechandmar、 数据来源帝人Rechandmar、光缆需求增长拉动对位芳纶增量对芳纶纤维凭借高强度高模量以及低蠕变的性能,同时兼具优秀的化学稳定性和低热膨胀效应,成为最理想的光缆非金属增强材料。对位芳纶纤维室内外光纤和电力,室外SS光缆、室内光缆及跳线等领域广泛应用起到显著抗拉增强作用。图1对位芳纶作为光缆增强材料优势明显 图12芳纶在SS光缆中用作增强数据来源:中化高纤、 数据来源《芳纶发展现状及未来趋势》表8光缆中增强件性能比较,对位芳纶有绝对优势指标单位对位芳纶玻璃纤维BO()钢丝超高分子量聚乙烯密度31.442.541.567.850.97强度Gpa28-3.21.8-2.55.51.83.0-3.6伸长率%2-43-52.55-62-4模量Gpa80-12070-80260190100-140线膨胀系数10^-61℃-4-24.8-613130-200蠕变%<0.210-20001.7-5.0图例数据来源中化纤、5G通讯的发展对光纤光缆的强度模量寿命质量等性能提出更高要求5G网络的建设光缆逐渐代替传统金属线成为信息传播主要介质作为张力构件,芳纶可以使得脆弱光纤在受到拉力时得到保护而不致伸长从而不损害信号的传输性5G通信网络的建设大幅加速芳纶在信息领域用量。根据工信部数据,截止021年底,全国光缆线路总长度5488万公里。根据国家统计局数据2021年中国光缆产量为31万芯千米,同比增长4.4%均保持增长态势未在十四规划下新一轮信息革命与产业变革深度融合5G网络作新基的关键将推动光缆产量增加,从而带动对位芳纶用量持续扩大。此外海洋资源的陆续开发,连接海上平台与海峡作业之间信号传输的光缆需求增长也成为对位芳纶在光缆中又一新需求点根据油化材讯数据整理2018年光缆用对位芳纶需求量在4800吨左右2020年或达到5400吨。图132021年中国光缆产量为31万芯千米 图14截止2021年底全国光缆线路总长度8万公里300030002000200010001000500
4%3%2%1%0%-1%
600500400300200100
2%2%1%1%5%0214215216217218219220221
-2%
0 0%214215216217218219220221光缆产量(万芯千米
同比增速
光缆线路长度(万公里
同比增速数据来源国家计局 数据来源工业信息部、汽车领域应用空间大对位芳纶依靠优异的物理化学性能在汽车领域应用广泛对位芳纶广泛被用于汽车保险杠后梁刹车片离合器衬片,轮胎帘子布等部件增加其耐磨防爆性能。此外,对位芳纶应用于各类汽车胶管、工业传送带等可增强尺寸稳定性、耐疲劳性和附着性。在新汽车新能源轻量化背景下相较于聚酯尼龙人造丝和PN丝等其他纤维,芳纶在高强度、高模量、高粘结性领域具备优势,芳纶在汽车领域的应用空间空间被打开根据cnonrbhm统计2019年全球对位汽车轮胎橡胶应用占比为29.02%,而国内该领域则为15.13%,在该维度下芳纶未来有巨大的替换空间。图15对位芳纶在汽车中用途广中化际替代车辆传统你那个钢材料部件强度是钢丝强度5倍比强度高替代车辆传统你那个钢材料部件强度是钢丝强度5倍比强度高高尺寸稳定性高模量,提升车辆安全性能耐腐蚀性化学惰性,不易被腐蚀提高车辆使用寿命低热膨胀效应耐疲劳性热膨胀系数为负值降低能耗数据来源中化际、2.1. 供给端:对位芳纶进口依赖度高,国内产能逐步突破对位芳纶国内进口依赖严重进口替代空间广阔截止2021年共有对位芳纶产能约9.3万吨,于当前全球需求相当,其中国内需求约在3万吨以上高度依赖于进口目前全产能主高度集中于杜邦公司、帝等行业巨头,杜邦和帝人分别拥有对位芳纶产能35000吨和32000吨,合计占据全球产能的80%以上且多集中于中高端领域国内对位芳突破较晚规模化生产企业较少,仅泰和新材、中蓝晨光、中芳特纤等企业产能够规模供应市。预计随着国内产业的进步、芳纶改性测试能力等发展国内对位芳纶有望逐步实现从低端到高端的渗透,未来国产对位芳纶进口替代空间广阔。表10杜邦和帝人占全球对位芳产能80%公司地点产能(吨)美国杜邦美国35000日本帝人日本32000韩国可隆韩国7000泰和新材中国山东6000中芳特纤中国山东3200韩国晓星韩国2000韩国泰光韩国1000蓝星新材(中国化工子公司)中国四川1200仪征化纤(中国石化子公司)中国江苏1000中化国际中国江苏5000平煤神马中国河南500合计93900数据来源华经报网图16国内对位芳纶产能自2020年起开始爬坡来国产化有望突破
图17芳纶年进口量超过2万吨2014-2021年芳纶进口7.3%60200.03%40201003010030200.02%2%1%00800100.01%0050 5%00503050100.00%3013010301050503050404060000
50000000
214215216217218219220221
-5%-1%-1%-2%101010070101010070809000102
芳纶进口量(吨) 增速数据来源公司告、 数据来源中国关、间位芳纶:人防护要需,芳纶覆从0到1打开空间阻燃耐热性能优,工艺流程具备多样性间位芳纶是由酰胺基团相互连接间位苯基所构成的线型大分,是目前世界上有机耐高温纤维中发展最快的品种之。根据间位芳纶结构其晶体里氢键在两个平面上存在,如格子状排列,从而形成了氢桥的三维结构。氢键的作用强烈使间位芳纶化学结构稳定,具有优越的耐热性能以及优良的阻燃性能、耐化学腐蚀性能、电绝缘性及机械性能等特点,是航天航空、军工消防、电子通讯、节能环保、石油化工等高科技产业领域不可或缺的基础材。表1间位芳纶性好物理性质间位芳纶密度g∙m−31.38单丝线密度tex0.22断裂强度Ntex35.3断裂伸长率%15-30拉伸弹性模量Ntex617.4含水率%530℃时热收缩率%3.5热分解温度℃370420氧指数%29数据来源复合料社、间位芳纶生产工艺选择性多于对位芳纶过程上由缩+纺丝构成根据不同工艺路线不同厂商选低温聚合+干法纺丝工(美国杜)面聚合法+湿法纺丝工(日本帝人)或低温溶液聚合+湿法纺丝工艺(泰和新),纺丝阶段,间位芳纶采用一步法工艺,即低温溶液间歇聚合,原液经过过滤后直接进行湿法纺丝,水洗后干切,切断后打包。图18间位芳纶生产流相比对位芳纶流程短数据来源公司告、间位芳包括白纤维、有色纤维和造纸纤维三大类。各主流厂商根据自身资源禀赋选择对应的生产工艺后会进行改性以生产不同性能的产品。低温聚合+干法纺丝杜邦工艺路线厂商表低温聚合+干法纺丝杜邦工艺路线厂商帝人 界面聚合+湿法纺丝泰和新材泰和新材 低温聚合+湿法纺丝数据来源中国工信中心需求端:个人防护为主要应用,中国需求复合增速9.5%。根据Ysrch的数据2021年全间位芳纶年需求量约4.1万,其欧美日韩等发达国家和地区消费市场约80%,国内市场占比约在0%从销售额来看2021年全球间位芳纶市场销售额达到了7.24亿美元预计2028年将达到12.65亿美元年复合增长为8.02%(2022-2028中国消费市场增速快于全球2021年市场规模为1.45亿美元,约占全球的20%,预计2028年将达到2.84亿美元届时全球占比将达到22.42%预计年复合增长为9.31(2022-2028根据观研报告网发布的数据,中国间位芳纶需求量约0.9万吨;预计未来年间位芳纶需求将达1.42万吨复合增速9.5%需求保持高增长。图192028年全球间位芳纶市场销售额预计达到14 12.514 12.52% 700064832%11.7576812 11.1 1% 600053141%
图202028年全球间位芳纶市场销量预计达到5万吨7.968.579.297.968.579.299.975.586.156.596.127.24
5000
3733942
5004473844684111
6052
1%8 4005%
3555
3535 5%630000%40%2000-5%2-5%1000-1%0-1%0-1%销售额(亿美元
增长率()
销售量(吨
增长率)QYeearc、 QYeearc、个人安全防护是主要需求芳纶纸抢占高端市场从终端应用领域看,间位芳纶具有耐高温和阻燃特征以及较好的织物热湿舒适性,主要应用于高温防护织物、电气绝缘隔热以及需要耐高温条件下的高温过滤材料、高温传送带等领域当前工业过滤、防护和绝缘蜂窝芯材是其主要下游。目前工业过滤为国内间位芳纶主要应用领域,从全球范围看,个人防护、绝缘类蜂窝材料为主要方向。图21全球间位芳纶下主要为安全防护和绝缘纸 图22国内间位芳纶下游主要为过滤材料和安全防护领域电子元10过滤材19
橡胶增5
安全防31
其他应6
安全防护绝缘35
过滤材63
绝缘纸数据来源《位芳的技和发方向、 数据来源《位芳的技和发方向、国内个人防护服装市场规模超过0亿元个体防护领域用间位芳纶增速50%在个体防护领域间位芳纶因其优异的性能已经得到各方广泛的认可,根据凯盛新材招股书披露,近年来国家和企业对于安全的重视程度与投入越来越大每年各类防护服装的年需求量约在1.8亿套左右。按平均单价每套80元人民币计算,总金额约为150亿元人民币。另根据国家林业局发改委财政部联合印发《全国森林防火规2016-2025目前共有2522支森林消防专业队伍未来十年将新组建512支,每支森林消防专业队伍人数按照最低标准25人计算森林消防专业队防火服总数量不低于76000套,除此之外森林公安森林航空等人员也需配备防火服仅此轮换装森林防火服整体需求将不低于100000套上述防护服及防火服需求将促使芳纶需求的快速增长随着社会经济发展,防护标准提高,国内防护服装用间位芳纶用量每年将有50%以上增速,020年国内个体防护用间位芳纶需求量达到3000吨此外全球地缘冲突增加,反恐形势的严峻也推动了个体防护装备需求。根据R的统计,2016年防弹类纺织品市场规模16.37亿美元预计2025年市场规模将扩大至23.28亿美元其中亚洲地区市场规模将由2016年的3.17亿元增加到2025年的4.81亿美元,成为增长最快的地区。图23芳纶混纺在工业防护中市占率约在9%聚酯纤
其
高密度聚乙纤维维 11
无纺布聚丙22聚酰胺纤维 芳纶混纺10 9IR环洋表13预计2028年工业防护服市场规模将达121.5亿美元单位:亿美元201720222028C(2017-2021)2022增速C(2022-2028)高密度聚乙烯纤维14.5616.8623.13.68%0.14%5.39%无纺布聚丙烯15.1217.8226.382.03%8.74%6.76%芳纶混纺6.097.5610.683.74%7.27%5.92%聚酰胺纤维5.727.5212.555.37%6.64%8.91%棉纤维7.979.2413.022.66%4.37%5.89%聚酯纤维10.5613.1220.173.86%6.84%7.43%其他10.1311.3715.582.02%3.67%5.38%合计70.1683.51121.53.16%5.12%6.45%IR环洋图24全球安全防护用纺织品市场空间增速(位:亿美元)
图25全球防弹类纺织品市空间(单位亿美元)864216.8712.1337012.3.20%12.3.50%9.389.222.50%5.096.372.301.62.028 56
3.70%7.54
4.70%4.81
4.20%6.944.77
16.37
3.58%0 06 0E AGR
4 3.1720欧洲 亚洲 北06 0E
3.28 全球AGR、 、同益中股书产品差别化多样化是发展方向未来间位芳纶的差别化产品多样化是其发展方向。通过添加改性剂、增加官能基团等方式可以对间位芳纶进行改性,提高其染色性能、抗紫外光性能以及耐热阻燃性能,进行差别化应用。间位芳纶差别化是厂家开发的方向,目前泰和新材围绕间位芳纶开发出包括白纤维、易染纤维、可染纤维、纺前着色纤维、芳纶基导电纤维和间位芳纶纸等8个系列百余种产品可以满足间位芳纶多个高端领域的应用。图26间位芳可以进差别化应用产品间位芳纶白纤维间位芳纶白纤维易染纤维 可染纤维 纺前着色纤维芳纶基导纤维沉析纤维 间位芳纶纸数据来源《位芳的技现状发展向、芳纶纸是高端航空航天运输领域重要应用芳纸或蜂窝芳纶纸。芳纶绝缘纸应用于变压器中线圈、绕组层间绝缘材料,绝缘套、部件间、导线及接头用绝缘材料;电机和发电机中线圈绕组、槽间、相间、匝间、线路终端绝缘材料;电缆和导线绝缘、核动力设备的绝缘材料等领域。以蜂窝芯材结构制作的芳纶纸板可应用于船舶、高铁、飞机、导弹、卫星宽频透波材料、大刚性次受力结构部(机翼、整流罩、机舱内衬板、飞机舱门、货舱和隔墙)等。图27芳纶蜂窝生产流程数据来源《纶纸窝芯的制技术其应研究展》芳纶纸蜂窝芯材作为夹层结构复合材料用芯材之一,其具有天然蜂巢的六边形结构,用其制备成的夹层结构具有比强度高、比刚度大、结构稳定性强隔音隔热阻燃燃烧时烟量少且毒性小等优点是间位芳纶在高端航空及运域的方。图28芳纶纸蜂窝芯材在航空航天领用作受力结构数据来源《纶纸窝芯的制技术其应研究展》图29间位芳纶纸蜂窝在各类机应用部位广数据来源《纶纸窝芯的制技术其应研究展》芳纶锂电池涂覆材料从0到1向上空间弹性大动力锂电隔膜是决定锂电池安全性的重要部件使用对位或者间位芳纶的油性涂覆于高镍三元等高能量密度电池是解决电池隔膜耐热隐患的可行路径目前常见的锂离子电池隔膜通常为聚丙烯聚乙烯或者是两者共同的复合膜这些材料熔点通常低于170℃但是当电池因内部或外部原因造成升温时,隔膜会熔融并收缩,造成正负极直接接触导致短路,引起电池燃烧、爆炸等意外事故的发生,给电池的使用带来安全隐患。当前涂覆包括水性涂覆(勃姆石、氧化+无机溶剂)以及PF、PA和芳纶为代表的油性涂覆材料其中水性涂覆主要用于磷酸铁锂电池占比约在70%以上水性涂覆与油性涂覆通常按照不同比例混合互补通过双面多层涂覆、单面多层涂覆或单面混合涂覆方式隔膜涂覆需求。根据凯盛新材招股书目前芳纶涂覆已经在松下供给特斯拉的A电池上已全面使用芳纶涂覆具更优的吸液保液性能和离子电导率安全性高抗穿刺性能好可在不影响安全性的前提下制造出更轻薄小巧的微型高容量电池。涂覆使用高耐热性芳纶树脂进行复合处理而得到的涂层,一方面能使隔膜耐热性能大幅提升,实现闭孔特性和耐热性能的全面兼;另一方面芳纶树脂对电解液具有高亲和性,使隔膜具有良好的浸润和吸液保液的能力而这种优秀的高浸润性可延长电池的循环寿命,极大的提升电池的快充性能。表14隔膜分机料分类特点材料代表企业颗粒无机材料透气性好、耐热性更高、勃姆石、氧化铝壹石通、德国纳博特有机材料
粘结性好、吸液性强、涂更薄、可以降低隔膜内阻提高电化学性
PDF、芳纶、PMMA 日本帝人、住友化学溶剂 水性 去离子水、乙醇、丙三醇 万华化学、美孚油性 丙酮、NM溶剂 水性 去离子水、乙醇、丙三醇 万华化学、美孚数据来源高工电、芳纶是当前最轻薄并且性能最优异的涂覆材料芳纶的耐电解液亲水性好,抗穿刺能力强,且一致性好无颗粒,可单独用于涂覆,涂层可做到1.5μm左右低于PF和陶瓷2μm的混涂厚度且密度产品勃姆石进口氧化铝国产氧化铝PDF产品勃姆石进口氧化铝国产氧化铝PDF芳纶-国产芳纶-进口PMMA型号-611日本A23A-0719LB间位芳纶间位芳纶旭化成涂覆厚度μ)22221.51.52.5比重(c)3.053.53.91.781.441.443单平米单涂覆量()6.177.82.672.162.167.5单Wh对应涂覆材料用(吨)148170189655656182数据来源粉体、芳纶涂覆潜在优势明显025年保守状态下市场空间44亿元向上弹性空间巨大作为传统涂覆材料PF在未来双控政策限制下PF或存供应缺口。芳纶涂覆相较于传统的陶瓷涂覆在安全性、耐温性、浸润性方面优势明显,且下游电池厂对涂覆材料成本不敏感。芳纶涂覆凭借优异的性能有望在涂覆材料中渗透率快速提升。参考高工锂电、tnk的预测2025年全球锂电出货量合计2102h,其动力电池550h储能锂电390h消费电池62h按照中材科技公告,单h动力电池需要隔膜1500万平米025年全球隔膜需求量达到15亿平米。按涂覆隔膜渗透率在70%,对应潜在涂覆隔膜市场空间在221亿平米。假设2025年单面涂覆和双面覆市占率均为50%,单面涂覆厚度2μm双面涂覆厚度4微米芳纶比重.44g/cm32025年芳纶涂覆隔膜均价在4元/平米若保守按照芳纶涂覆在涂覆隔膜中渗透率为5%测算,根据测算可得2025年芳纶涂覆对应芳纶需求4767吨,对应市场空间44亿考虑到芳纶涂覆隔膜是最优异的涂覆材料且届时芳纶涂覆价格有望进一步下降,芳纶涂覆渗透率有望提升,向上弹性巨大。2002025年渗透芳纶涂覆量(亿平米)芳纶用量(吨)市场空间(亿元)2002002025年渗透芳纶涂覆量(亿平米)芳纶用量(吨)市场空间(亿元)2005%11.0447674410010%22.0795358810015%33.11143021325020%44.1419069177025%55.1823837221221225E动力电池(GW)储能电池(GW)消费电池(GW)30%66.2128604265G、Ea、 泰和材投者关活动录表隔膜涂覆被日本帝人住友等主导泰和新材积极布局芳纶涂覆虽然性能最优,但受制于成本、专利等原因在电池隔膜涂覆中占比较低。当前芳纶涂覆专利被日本帝人、住友等海外厂商掌握。参考泰和新材的投资者关系记录表国内厂商进军芳纶涂覆已经有7~8年历史当海外芳纶隔膜价格在10~15元/平米国内有少批量产品价格在10元/平米左右,仅在军工领域应用。拥有溶剂回收、拥有自主专利、收率有优势的国内生产芳纶企业转战隔膜电池涂覆将具备巨大的成本、规模优势。泰和新材亦在此领域积极布局。供给端:产能高度集中,泰和新材产能全球第二间位芳纶行业集中度高泰和新材跻身头部间头部企业主美国杜邦、日本帝人、中泰和新等,其中美国杜邦、日本帝人两家企业最早实现间位芳纶工业化生产根据华经情报网数据截止2021年全球间位芳纶产能在5.3万吨,其中海外龙头杜邦具备3万吨产能,占据绝对主导。国内产能主要为泰和新材和超美斯供应。其中泰和新材当前有间位芳纶产能1000吨,全球产能市占率超过2%仅次于杜邦公司规划在2025年实现总产能2万吨,公司有望开启从间位芳纶国内龙头向全球龙头跃迁的步伐,在市占率上进一步提升,并加速向下游应用进一步拓展。表17泰和新材间位芳纶产能全球第二企业国家产能(ta)规划产能(ta)杜邦美国30000泰和新材中国110009000帝人日本5000超美斯中国4500东丽熊津日本,产地韩国1500汇维仕韩国1000合计53000数据来源:华经情报网、芳纶多元化用打开国厂积极布局中化国际:精细化学品龙头,对位芳纶打开空间3项目顺利投产公司由贸易转型持续向精细化工转型当前6PP、二氯苯、硝基氯苯产能全球前三,环氧氯丙烷、环氧树脂国内领先。在建工程和固定资产总额逐年增长。公司在瑞恒新材料碳三项目竞争优势突出2022年中逐步投产项目规划60万吨P65万吨苯/丙酮、24万吨双酚、40万吨PO和15万吨风电行业发展带动环氧树脂需求快速增长在环氧树脂中应用占比约21%2021年风电叶片对应环氧树脂需求约37万吨,此外环氧胶黏剂和环氧树脂复合材料需求快速提升公司环氧丙烷项目项目采取PPO及双氧水法H等绿色工艺,昂比氯醇法具备清洁、节能优势,核心产品竞争优势突出,预计全部新建项目满负荷运行状态下利润超过20亿元。图31公司打造一体化循环经济产业链数据来源公司告拟建年产60万吨PDH、65拟建年产60万吨PDH、65万吨苯酚丙酮、24万吨双酚A、40万吨PO和15万吨CH生产装置及相关公辅工设施项目内容江苏瑞恒新材料科技有限公司碳三产业一期项目工程项目名称项目投资
总投资139.13亿元,其中建设投资122.80亿元,流动资金11.84亿元,建设期利息4.49亿元经济效益 预计年均销售收入110.11亿元、年均利润总额17.15亿元项目投资回收期 6.37经济效益 预计年均销售收入110.11亿元、年均利润总额17.15亿元数据来源公司告、000吨/年对位芳纶业务打开空间公司5000吨对位芳纶项目目前生产调试线状态良好,产品顺利投放市场并得到客户认可,并在下游产品开发和应用测试领域得到权威机构检测认证。全球芳纶业务高增长,在锂电池pck废水超滤膜打开新应用潜在增量市场超过20000吨/年当前公司5000吨/年对位芳纶呈现满产满销,在电子通讯,橡胶增强,个体防护复合材料等下游均实现稳定销售未来公司将进一步推进浆粕、短切纤维及D布等产业链下游项目实施。远期公司对位芳纶产能有望进一步扩充,开启新成长空间。图32中化国际收入规模稳定增长1,000.00800.00600.00400.000.00
2017 2018 2019 2020 2021 Q
15.0010.000.00营业总收入(亿元) 归母净利润(亿元)() ()数据来源公司告、泰和新材:芳纶氨纶双龙头,向下游领域不断开拓国内芳纶龙头向全球龙头迈进受益于芳纶需求持续增长芳纶龙头、全球第二大间位芳纶生产商。当前具备芳纶名义产能1.3万吨,其中对位芳纶6000吨,间位芳纶1.7万吨。预计2025年前公司将实现对位芳纶2.15万吨,间位芳纶2万吨,芳纶纸3000吨。公司将实现国内芳纶到全球芳纶的跃迁。公司将持续受益于芳纶下游工装、防弹服装5G光缆带来的需求驱动同时实现国产产品由低端产品向高端产品方向的进口替代以及由防弹防护领域需求驱动的出口增加。1开发莱特美智能纤维9成立高子新材料产业1开发莱特美智能纤维9成立高子新材料产业园7宁夏宁东泰和新材成立3组建国家芳纶工程中心1对位芳纶项目投产4间位芳纶项目投产9间位芳纶研发启动1989氨纶一期1987公司成立数据来源泰和材、公司积极布局芳纶涂覆隔膜领域芳纶涂覆隔膜市空间弹性纶作为锂电池隔膜涂覆一致性好、无颗粒、涂层薄,是最优异的隔膜涂覆材料相较于现在主流陶瓷或者PF涂覆①
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