特种工程塑料产业深度调研及未来发展现状趋势

特种工程塑料产业深度调研及未来发展现状趋势高温尼龙：耐温性能优异，契合汽车轻量化趋势的以塑代钢材料耐高温尼龙因为优异的机械性能和耐高温性能被广泛用在电子和汽车领域。尼龙（聚酰胺，PA）是主链中重复单元含有酰胺基团（-CONH-）的高聚物的总称。耐高温尼龙是长期使用温度在150℃以上的PA，主要分为半芳香尼龙和全芳香尼龙。全芳香尼龙的熔点很高，不利于加工；半芳香尼龙可以兼顾良好的耐热性和加工性能。常见的耐高温尼龙有PPA、PA4T、PA6T、PA9T和PA10T。耐高温尼龙因为不仅具有良好的机械、抗蠕变、阻燃以及耐高温性能，且与金属相比也更加轻便，因此被应用在汽车领域，作为发动机区域的零部件、管子等。耐高温尼龙优异的可塑性以及高强度和低翘曲度也使其可以被应用在电子领域，作为连接器等。电子和汽车是高温尼龙最主要消费市场，二者合计占总消费量的85%以上。2020年电子和交通运输分别占高温尼龙消费量的58%和30%。高温高压溶液缩聚法是耐高温尼龙主流的工业生产方法。目前高温尼龙的合成方法主要有5种，分别是高温高压溶液缩聚法、低温溶液缩聚法、聚酯缩聚法、界面聚合法和直接熔融缩聚法。高温高压溶液缩聚工艺是在N2气氛保护下，将等物质的量的二元酸和二元胺与适量水和少量反应剂在高压聚合反应釜中，先低温合成尼龙盐，再升温预聚合物得到低分子量的预聚物。预聚物真空干燥后通过固相缩聚或者熔融聚合得到高熔点、高分子量的最终产物。该反应为水相反应体系，生产成本低，经过多年发展，该工艺已经相当成熟，并且成功应用在工业生产中。高温尼龙生产企业主要在海外，国内高温尼龙企业与海外仍有差距。2020年全球高温尼龙产能为26．4万吨，主要生产企业有杜邦、帝斯曼、艾曼斯、索尔维、巴斯夫以及日本的三井化学、可乐丽。国内产能约为1．65万吨/年。国内高温尼龙企业起步时间晚，数量仍然较少，生产规模较小，品类相对单一，产品性能稳定性不足，目前主要厂商有金发科技、新和成、沃特股份等。电子和汽车是高温尼龙最主要消费市场。目前，高温尼龙产品的消费主要集中在电子、汽车、消费品以及航空航天和等领域，其中，电子和汽车占高温尼龙总消费量的85%以上。2020年电子和交通运输分别占高温尼龙消费量的58%和30%。耐高温尼龙可承受LDS和SMT加工中的高温，用在小型化电子器件中。耐高温尼龙具有优异的耐高温性能、机械性能、尺寸稳定性和介电性能，也被应用在电子领域内。与LCP相比，耐高温尼龙结合线强度高且耐漏电性更好，更加安全，机械强度也更高。耐高温尼龙可以使用激光直接成型技术（LDS）和表面组装技术（SMT），具有良好的加工性。汽车轻量化趋势下，高温尼龙可替代金属材料用在传统燃油车多个系统中。汽车领域中，传统燃油汽车可以通过提高汽车发动机的燃烧温度来有效提升燃油利用效率、降低碳排放与油耗，因此对发动机零部件的耐热性要求不断提升，高温尼龙可满足相关发动机应用需求。并且，在汽车轻量化趋势下，高温尼龙可替代金属材料，应用在发动机（装饰罩盖、固定支架）、吸气系统（吸气导管、缓冲罐、节流阀体、进气歧管）、冷却系统（水室、支架、水管、风扇）、油路阀门系统（油底壳、同步皮带轮罩、链导槽）和燃油系统（燃油管道）中。高温尼龙被用在新能源汽车的电池系统和管路方面。新能源汽车也采用了轻量化的设计思路，使用高分子材料取代了原来的金属部件，要求材料能够有良好的介电性能、热学性能、机械性能以及阻燃性，高温尼龙材料可应用于交流电机外壳、充电器模块、电池箱和电子控制器、电动车的电池系统中。高温尼龙在新能源汽车管路方面市场前景广阔。混合动力车平均冷却管路13．5米，纯电动车16米，均高于传统燃油车的5．5米。耐高温尼龙采用碳纤维增强后还可用于制造车身、底盘等。金发科技和普利特在近五年也有2项专利提到可以将耐高温尼龙用在汽车结构上。据沃特股份，北汽极狐等车型已开始使用公司的尼龙材料。全球以及国内汽车产量回春，汽车轻量化设计有望为高温尼龙带来万吨级应用市场。中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车发展技术路线图》指出，2020年、2025年、2030年单车重量需分别较2015达到年减重10%、20%、35%。以塑代钢趋势中，尼龙是重要的代钢材料。2017年我国平均每辆汽车使用尼龙量约为8kg，全球汽车平均单车尼龙用量为28-32kg。汽车产量方面，自2021年来随着全球经济逐步复苏，汽车行业情况开始回暖。国内汽车市场趋势与全球汽车市场一致。根据汽车工业协会预计，2025年国内汽车产量为3000万辆。到2025年，若以汽车单车平均尼龙用量15kg计，国内汽车领域需要尼龙材料45万吨。高温尼龙较传统尼龙66具备性能优势，随着高温尼龙在汽车生产中逐步替代传统尼龙应用，汽车轻量化有望为高温尼龙带来万吨级应用市场。工程塑料行业现状分析从全球工程塑料下游需求来看，工程塑料需求快速增加。由于具有良好的力学性能以及成本效益，叠加近年来以塑代钢、以塑代木等应用趋势持续推进，工程塑料产品在包括汽车、轨道交通、电子电气、家用电器、建筑建材、电动工具等产品制造业的应用越来越广泛。从国内工程塑料需求量来看，根据中国塑料工业协会数据，2021年我国工程塑料需求量约665万吨，同比增长6．06%，未来需求量将继续逐步提升。工程塑料下游应用介绍我国工程塑料起步较晚，但发展迅速，目前已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工应用等相关配套能力的完整产业链，产业规模不断扩大，并且出口不断增长;企业规模持续壮大，产品品种不断增加;科技水平日益提高，部分产品技术、质量指标也已接近国外先进水平。近年来，PPS、PI、PEEK等特种工程塑料及下游制品的产业化发展提速，聚砜类、聚芳酯、特种聚酰胺等小品种处于技术开发和应用研究阶段，产业化进程较慢。目前，我国工程塑料行业处于稳定发展阶段。各品种工程塑料发展程度不一，部分实现产业化且产能闲置，部分品种处于技术开发和应用研究阶段。整体来看，有效生产能力尚不能满足国内需求，需从国外大量进口。特种工程塑料行业发展态势（一）特种工程塑料国家政策支持特种工程塑料作为较重要的一类化工新材料，被广泛应用于航空航天、医疗器械、食品接触、汽车、电子电气、水处理、家居用品等行业，其发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用，同时也推动传统产业改造和产品结构的调整。对此，政府提出多项政策，鼓励聚芳醚砜等特种工程塑料的发展。（二）特种工程塑料进口替代市场空间巨大根据行业研究报告显示，2019年全球聚芳醚砜消费量达6．78万吨，到2024年可达9．35万吨，2019年至2024年复合增速为6．64%，国内80%市场份额被索尔维、巴斯夫两大海外巨头占据。目前，国内部分企业经过持续的研发已经能够实现聚芳醚砜的量产，产量突破了千吨，国内进口替代市场空间巨大。（三）特种工程塑料高端产品未来有望替代进口我国生产的聚芳醚砜多应用在食品接触、电子电气和水处理膜等领域，在汽车、航空航天、医疗器械等高端领域应用仍然较少，市场占有率较低，高端聚芳醚砜产品主要依赖进口。随着国内企业的不断研发投入，未来高端聚芳醚砜产品关键技术的突破指日可待，并将逐步实现高端产品进口替代的目标。PSF材料市场状况PSF材料主要应用于医疗器械、食品接触、航空航天、汽车、电子电气、水处理、其他工业等领域，各领域需求的稳步增长带动PSF材料需求快速增加。预计2024年聚砜合物消费量可达93，455吨，2019-2024年复合增长率为6．64%。根据GlobalMarketInsights数据显示，2020年PSF材料全球市场空间为16．60亿美元，预计2021-2027年将保持4．90%的年复合增长率，2027年市场规模将超过23．00亿美元，亚太地区预计将成为主要市场，其中医疗器械、食品接触、汽车航空、电子电气领域的份额总计超过70．00%。（一）PSF材料卫生/医疗行业市场状况医疗器械所用材料必须具有极佳的生物相容性与承受苛刻环境的能力。PSF材料无细胞毒性、无致敏性、无皮肤刺激性，能经受高压蒸汽、环氧乙烷、低温等方式灭菌，符合ISO10993标准，可在II级与III级医疗器械中使用。PSF材料因质轻、能被X射线透过、设计自由度高等特点正逐步取代金属医疗材料应用于消毒盘、手术牵开器、股骨试验盒、牙科器械等。此外，PSF材料还因其优异的化学惰性与生物相容性，在医用膜材上被大量的研究与应用。早在1999年，美国国家透析相关疾病检测显示，超过70%的血液透析膜是基于PSF材质制备而成，相比传统结构件，其功能性更强。目前，各类具有不同选择透过性的PSF膜材料层出不穷，如血液透析膜、选择性阻隔膜等。自2013年以来，我国医疗器械行业市场规模不断扩大，预计2022年达12，529．00亿元，2025年将达18，414．00亿元。其中，2020至今，受新冠疫情和国内庞大需求的影响，医疗器械行业投融资金额逐渐增加，投资者活跃度较高。随着国家不断颁布政策，指导医疗器械行业发展，中国医疗器械发展空间大。随着产业发展政策环境持续优化，以及公众对医疗器械诊断精准化的需求日趋强烈，未来中国医疗器械行业市场规模，将会保持稳定增长态势。（二）PSF材料食品接触市场状况PSF材料因其性能稳定、无毒，符合美国食品药品监督管理局和欧洲委员会对食品及其接触应用的相关法规要求，广泛应用于食品接触领域。随着人们健康意识不断提高，对食品安全越来越重视。2011年，PC婴儿奶瓶制品因安全毒性问题遭到了欧盟的全面禁止，PPSU因其无毒、耐高温、高透明及优异的抗冲击性能成为PC的替代品之一。2017年5月举办的ChinaPlas2017国际橡塑展中，德国巴斯夫展示了以Ultrason®E2010PES为材料生产的空气炸锅，比传统的玻璃材料更轻、韧性更优、使用寿命更长。PSF材料可广泛用于婴儿奶瓶、微波烹调器具、咖啡滤析器、爆米花机、电炸锅、电饭锅、蛋炊具及吸奶器部件、饮料和食品等食品接触用具及厨房用具等。厨具行业规模未来将不断扩大。根据Statista统计数据，预计2022年全球炊具和烤箱领域的收入可达到58．60亿美元，其中中国市场收入可达28．82亿美元，占据主要份额。预计全球炊具和烤箱领域的收入在2022-2027年的复合年增长率为4．59%，全球炊具和烤箱领域的销量在2027年将达到1，348万台。（三）PSF材料汽车航空领域市场状况在汽车航空航天领域，利用PSF的耐磨、耐负载性能，可制成止推环、灯具部件、空调系统密封条等；利用其可塑性、耐热性能可制作防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、雷管、电子点火装置元件等；利用其天然阻燃、耐化学性、低变形性可生产飞机内部配件和飞机外部零件、宇航器外部防护罩、照明器档板、电传动装置、传感器等。汽车领域中，新能源汽车将成为PSF市场增长较快的终端市场之一。中国新能源汽车产销量在2012年至2021年实现飞速增长，其产量从2012年的1．30万辆增长至2021年的354．50万辆，复合增长率为86．48%。航空航天领域也将成为PSF市场增长较快的终端市场之一。目前波音、空客等大型航空航天对轻量化飞机部件的需求不断增加，驱使PSF生产企业推陈出新。PlastiComp与德国巴斯夫合作推出了基于聚芳醚砜的长纤维热塑性塑料（LFT），该复合材料作为以塑代钢的首选，为航空航天器的持续轻量化提供了解决方案，对PSF材料在航空航天领域的应用产生积极影响。（四）PSF材料电子电气领域市场状况PSF具有天然阻燃性、良好绝缘性、耐热性、耐化学性及加工稳定性，可用于制作各种高温用接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱、印刷电路板、轴套、TV系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒等。我国集成电路产业规模持续增加，贸易摩擦加速国产化进程。2018年，我国集成电路市场规模已达1．50万亿元，成为全球最大的半导体市场，PSF在集成电路以及半导体中的应用随之增长。2022年全球半导体设备销售额有望连续刷新历史记录。根据SEMI预计，2021年半导体设备全球销售总额将达到1，030．00亿美元的新高，较2020年的710亿美元增长45．07%。预计2022年全球半导体设备市场总额将扩大到1，140亿美元，有望连续三年创历史新高。（五）PSF材料水处理膜和超滤膜市场状况PSF具有高强度、高韧性、高刚度和水解稳定性及可溶于极性溶剂，可用于制造中空纤维膜、平板膜、管状膜和超滤膜等。近20年是我国膜产业的高速增长期。至2017年底，全球膜产值已达1050．00亿美元，我国膜产业的总产值约为2000．00亿人民币，我国膜产业占全球膜产业产值比重从1999年的1．70%提升到了2017年的27．00%以上。未来随着污水资源化、深度水处理的需求增加，水处理膜产业仍将快速发展。根据BCCresearch《UltrafiltrationMembranes》显示，PES和PPSU可作为聚合物和共混物提升工程膜的性能从而制得超滤膜。超滤膜的全球市场在2021年为44．00亿美元，预计在2026年增长到59．00亿美元；2021-2026年，复合增长率为6．04%。（六）PSF材料其他应用市场状况PSF可