过滤材料技术研发与工艺壁垒

过滤材料技术研发与工艺壁垒过滤材料技术研发与工艺壁垒过滤材料及其制品的生产涉及材料配方设计、关键工艺流程创新及参数优化、关键生产设备设计制造、复杂性结构设计、性能检测等多方面技术，包含了物理、化学、机械、材料、自动控制等多个领域的高端知识，对新进入者有着很高的技术要求；其次，过滤材料及其制品下游应用领域广泛，不同行业、不同工况环境对产品的性能要求有较大差异，这就需要生产厂商对原材料特性、过滤原理、结构设计等具有深入地研究，才能设计及生产出符合客户需求的高效、低阻、耐用的产品；最后，过滤材料作为可持续改性的材料，共混改性、表面改性、纳米材料改性等新技术的出现将进一步提升其性能，实现不同产品之间性能的差异化。这就需要企业持续不断的进行研发投入，才能不断推出新产品以满足甚至引领客户的需求，在市场竞争中占据优势地位，而缺乏研发储备的生产企业难以生产出适应细分市场的高附加值产品。综上，技术研发与工艺壁垒构成了拟进入者进入本行业的主要障碍。行业现状分析过滤材料是过滤设备的关键原材料，直接决定过滤设备性能的发挥，同时过滤材料制成的产品又属于耗材，需要定期更换以保证过滤效果的稳定性，因此同一客户将产生对过滤材料的持续性需求。据中国纺织信息中心发布的研究报告显示，2015年全球非织造过滤介质市场规模为42．9亿美元，预计2016-2024年将以7．6%的年均复合增长率增长，2024年市场预期达到83．2亿美元。其中增长的主要动力来自于中国、印度等亚太地区新兴经济体。随着我国经济的持续快速发展，政府、企业和居民的环保责任意识不断增强，我国已将环境保护确立为一项基本国策，是关系到国家现代化建设的全局和长远发展的事业。根据中国纺织信息中心数据，2015年我国非织造过滤介质市场规模达到5．61亿美元，2016-2024年我国非织造过滤介质市场规模将以9．28%的年均复合增长率增长，2024年我国非织造过滤介质市场规模将达到12．43亿美元。过滤材料行业基本概述过滤材料是一种捕集或分离分散于气体或液体中固体颗粒的物理过程，在外力作用下，位于一侧的含尘气或悬浮液中的流体通过介质的孔道向另一侧流动，固体颗粒被截留，从而实现流体与颗粒的分离。过滤过程中，固体粒子沉积在其表面或内部的有渗透性的材料，称为过滤介质。工业用过滤介质种类较多，按照结构可分为柔性过滤介质（如织造和非织造过滤介质等）、刚性过滤介质（如烧结金属纤维毡、多孔陶瓷等）和松散性过滤介质（如活性炭、硅藻土等）。柔性、刚性和松散性过滤介质的性状不同，过滤实施方式不同，所应用领域和环境各有差异。同一类别的过滤介质在截留能力（截留粒子的最小尺寸）、过滤效率、流体阻力和其他特性方面也存在较大差异，适用行业和工况环境多样。过滤材料行业发展概况过滤是一种捕集或分离分散于气体或液体中固体颗粒的物理过程，在外力作用下，位于一侧的含尘气或悬浮液中的流体通过介质的孔道向另一侧流动，固体颗粒被截留，从而实现流体与颗粒的分离。过滤过程中，固体粒子沉积在其表面或内部的有渗透性的材料，称为过滤材料。过滤材料种类较多，按照结构可分为柔性过滤材料（如织造和非织造介质等）、刚性过滤材料（如多孔陶瓷、多孔纤维等）和松散性过滤材料（如活性炭、硅藻土等）。柔性、刚性和松散性过滤材料的性状不同，过滤实施方式不同，应用领域和环境各有差异。同一类别的过滤材料在截留能力（截留粒子的最小尺寸）、过滤效率、流体阻力和其他特性方面也存在较大差异，适用行业和工况环境多样。过滤材料的特性主要分为机械特性和应用特性。其中机械特性主要包括强度、耐磨性、密封性、振动稳定性等性能；应用特性主要包括化学稳定性、热稳定性、吸附性、静电特性、再利用性等性能。随着环保意识的不断觉醒和治理力度的不断加大，国内环保产业进入了快速发展期，人们对健康的用水和空气质量的要求日益提高，环保过滤产业增长动力强劲，未来几年有望迎来成倍增长。非织造过滤材料作为一种新型过滤材料，具有优良的过滤效能、高产量、低成本、易与其他滤料复合且容易在生产线上进行打裥、折叠、模压成型等深加工处理的优点，对织造过滤材料等具有很好的替代作用。另外，非织造过滤材料还具有耐撕裂和穿刺、耐化学性、高持水度、高透气性以及优良的耐磨性、阻燃性、吸收油脂、高流速、良好的拉伸强度等诸多应用优势，近年来已经在各行各业得到广泛的应用，在环保产业快速增长的背景下，非织造过滤材料发展前景良好。行业未来发展趋势高性能过滤材料是未来重点发展方向：在政策方面，工信部、发改委等部门联合颁布的《新材料产业发展指南》里明确指出基础材料产业总体产能过剩、高端不能完全自给，重点是要发展高性能、差别化、功能化的先进基础材料；关键战略性材料是支撑各高端应用和实施重大战略需要的关键保障材料，重点是有效解决战略性新兴产业发展急需，突破高端制造业战略材料受制于人的局面。工信部、发改委在《产业用纺织品行业十三五发展指导意见》指出将环境保护产业用纺织品作为重点方向，其中大气污染治理用纺织品，重点推动高效低阻长寿命、有害物质协同治理及功能化高温滤料和经济可行的废旧滤料回收技术的研发应用。目前国际厂商主要占据过滤材料的中高端市场，产品附加值高。在国内市场，高性能过滤材料将在国家政策支持的大背景下，迎来快速的发展机遇。未来国内具备核心技术和研发优势的过滤材料企业，将依托产品技术优势和本土化优势逐步挤占国际巨头的市场份额，占据更大的市场份额。过滤材料综合性能不断提升，应用领域不断丰富过滤材料因其具有优异的机械特性和应用特性，在各应用领域都表现出了不可替代性，目前已广泛应用于工业以及家用、医用、环境保护等气相过滤、液相过滤场景。随着科学技术的不断发展，半导体、航空航天、新型显示、医疗器械等一大批高精尖产业对洁净环境要求越来越高，普通过滤材料已无法满足其性能品质要求。通过对过滤材料设计研发、生产工艺的不断摸索，根据不同的使用条件和要求，从不同的角度对现有过滤材料进行改性或应用新型复合工艺技术研制新型过滤材料以进一步提高其性能和品质，将会大大丰富过滤材料的应用领域。企业由提供单一或少数产品向提供综合解决方案发展：随着过滤材料性能的不断提升，应用领域的不断拓展，仅提供单一或少数种类产品的企业难以满足客户多样化及产品定制化的需求。过滤材料企业正在向提高产品性能、丰富产品种类、结合客户需求为客户打造综合解决方案的方向发展。未来，在研发实力和技术成果转化能力等方面领先的企业将在探索新领域、开发新产品方面具备明显的发展优势，为企业做大产业规模、提升核心竞争力、增强综合实力、促进企业持续稳定发展奠定坚实的基础。过滤是一种捕集或分离分散于气体或液体中固体颗粒的物理过程，在外力作用下，位于一侧的含尘气或悬浮液中的流体通过介质的孔道向另一侧流动，固体颗粒被截留，从而实现流体与颗粒的分离。过滤过程中，固体粒子沉积在其表面或内部的有渗透性的材料，称为过滤材料。过滤材料种类较多，按照结构可分为柔性过滤材料（如织造和非织造介质等）、刚性过滤材料（如多孔陶瓷、多孔纤维等）和松散性过滤材料（如活性炭、硅藻土等）。柔性、刚性和松散性过滤材料的性状不同，过滤实施方式不同，应用领域和环境各有差异。同一类别的过滤材料在截留能力（截留粒子的最小尺寸）、过滤效率、流体阻力和其他特性方面也存在较大差异，适用行业和工况环境多样。过滤材料已被广泛应用于工业以及家用、医用、环境保护等固气分离、固液分离场景。发展有利驱动因素（一）国家法律法规和产业政策的大力支持近年来，国家出台了一系列政策法规和产业政策文件，为环保产业的发展提供了良好的政策环境。2014年《中华人民共和国环境保护法（新修订）》的颁布将保护环境作为国家的基本国策，同时加大了污染环境的违法成本；2016年颁布的《十三五生态环境保护规划》提到生态文明建设上升为国家战略。同时，《大气污染防治行动计划》、《打赢蓝天保卫战三年行动计划》和《水污染防治行动计划》等具体行动规划相继发布，同时配合燃煤发电、钢铁、水泥、有色、焦化、铁合金、石油化工等重点污染行业污染物排放标准的日趋严格，为支持环保行业构建了完善了法律和产业政策环境。其次，《关于加强环境监管执法的通知》、《环境保护主管部门实施按日连续处罚办法》等加强环境监管执法规定的实施以及企业和社会公众环保责任意识的不断增强，都大大促进了全社会加强环保投入，进一步推动环保行业良性健康发展。再次，《中国制造2025》、《纺织工业发展规划（2016-2020年）》、《产业用纺织品行业十三五发展指导意见》等指导规划和意见的发布，重点鼓励和引导产业用纺织品行业结构调整和产业升级，促进产业迈向中高端，将进一步促进纺织过滤材料的快速发展。（二）下游市场需求前景广阔随着我国对空气质量和节约用水、污水处理日益重视，环保标准的提高以及环保监督和执行力度的加强，特殊排放和超低排放更加常态化，下游客户对过滤材料的需求将进一步增长，另一方面，随着机织和无纺过滤材料技术的不断进步和性能的不断提高，新的应用领域被不断开发，如作为声学器件、传感器等接触流体但易损器件的保护材料，过滤材料新领域的增量需求不断增长。（三）高性能合成纤维的国产化进一步推动了过滤材料行业的发展当前过滤材料主要以丙纶、涤纶、锦纶、芳纶、PPS、PTFE等纤维为原材料。近年来我国化纤行业快速发展，在耐高温、耐腐蚀材料如芳纶、PPS、PTFE等材料的研发和生产上取得突破，产业化水平和产品质量的不断提升，改变了之前部分材料主要依赖进口的状况。《化纤工业十三五发展指导意见》进一步提出实现高性能纤维产业化，包括扩大单线产能、优化控制过程，实现芳纶、PPS等高性能纤维的批量化和低成本生产，强化产品质量标准的制定和执行，全面提高产品质量的稳定性，进一步增强产品的市场竞争力。高性能化学纤维的国产化和低成本化生产，有效降低了我国高性能滤料原材料的进口依赖，有利于过滤材料企业降低生产成本和进一步保障交货期，对我国对滤料行业有较大支持作用。中游产业过滤材料产业的中游为过滤材料的研究设计与生产制造。随着我国政府、企业和居民的环保意识的增强，我国非织造过滤介质市场规模一路走高，2020年已经达到了8．7亿美元，预计2024年有望达到12．4亿美元。过滤材料的制造需要相当完备的技术体系。从我国近年来滤材相关专利申请趋势来看，我国滤材相关专利申请数量显著提升，2020年时甚至达到