封孔类材料行业市场需求与投资规划

封孔类材料行业市场需求与投资规划

复合材料行业发展政策近年来，工信部等多部门都陆续印发了支持复合材料行业的发展政策，内容着力于复材料行业先进技术创新。复合材料兴起虽然只有半个多世纪，但是已经取得令人瞩目的成就，它在改变着许多高技术结构的面貌。因此，它是国际上激烈竞争的高技术领域之一。谁在这种高技术领域占上风，就可能在航空、航天、国防上领先。越来越多的复合材料产品，正融入生活中的方方面面，带来便利的同时，也产生了很多需要改进的问题，如回收、降低危害等等。目前我国复合材料行业企业在注册资本5000万元以上的企业数量较少，约为500家，该类企业主要生产两种或多种新型复合材料，如高分子复合材料、石墨烯复合材料等;注册资本在1000-5000万元的企业数量超过1000家，该类企业主要生产一种或两种复合材料，如纸塑复合材料、木塑复合材料等。注册资本1000万元以下的企业数量较多，多为基础复合材料的生产。复合材料兴起虽然只有半个多世纪，但是已经取得令人瞩目的成就，它在改变着许多高技术结构的面貌。因此，它是国际上激烈竞争的高技术领域之一。谁在这种高技术领域占上风，就可能在航空、航天、国防上领先。我国复合材料行业产业链上游为基质材料和增强剂材料，中游按照集体材料不同分为树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、水泥基复合材料和碳基复合材料，下游领域包括航天领域、汽车领域、建筑领域、风电领域等。目前我国复合材料行业企业在注册资本5000万元以上的企业数量较少，约为500家，该类企业主要生产两种或多种新型复合材料，如高分子复合材料、石墨烯复合材料等;注册资本在1000-5000万元的企业数量超过1000家，该类企业主要生产一种或两种复合材料，如纸塑复合材料、木塑复合材料等。注册资本1000万元以下的企业数量较多，多为基础复合材料的生产。我国复合材料种类较多，以目前行业中较为主流的复合材料产品碳纤维复合材料为例，根据CNPP的排名，市场上口碑较好的碳纤维复合材料多为日本和德国的产品，排名前三名的分别为日本东丽、东邦（日本帝人）、西格里（德国），中国较为知名的品牌分别有光威复材、吉林化纤和中复神鹰。根据中国企业数据库企查猫，目前中国复合材料企业超过3000家，主要分布在珠三角和环渤海等地，特别以广东和山东为代表。截至2022年7月，广东共有相关复合材料企业数619家，占比13．9%，山东省则有667家，占比12．7%，江苏企业数量占比为8．1%。复合材料行业目前体量较小，但发展潜力大。因碳纤维、玻璃纤维等在复合材料行业的广泛应用，随着国家相关鼓励政策的落实，复合材料未来会出现快速增长。随着国民经济的高速发展，经济结构的转变，新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展，国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。其中交通运输、工业设备发展推动高分子复合材料增长潜力很大，从子行业应用看，航天航空、汽车、风电等行业需求增长力度较强。根据全球预测增速6．6%测算，到2027年，中国复合材料市场规模有望达到2615亿元。在电池电动汽车产量增加的同时，燃料电池汽车预计也将快速增长，这两者都在推动复合材料及其成型工艺取得新的进展。预计2027年全球复合材料市场规模将达1120亿美元。我国复合材料行业面临的问题国产复合材料自动化成型工艺的应用比例较低，主要局限于航空和航天等高端领域，民用复合材料仍以传统的手糊或手工铺贴成型为主，与国外的自动化制造水平存在明显差距。复合材料制造关键装备技术水平薄弱，以进口引进为主、仿制为辅，部分装备如热熔预浸机、缠绕机、热压罐、热压机的设计制造以及复合材料自动铺放设备、预浸料自动拉挤设备的研制虽取得一定突破，但在科研和生产中对进口装备的依赖程度仍较高。我国复合材料的结构件设计以跟踪替代应用为主，自主设计应用能力较弱。例如，根据国外的实际应用统计，主承力结构使用T300级碳纤维复合材料的减重效率可达25%，而我国减重效率则相对较低，多数不到20%。高性能树脂基复合材料应用水平与发达国家先进水平存在明显差距。高性能树脂基复合材料在大型客机、风力发电和汽车等领域的大规模应用尚未破局，复合材料产业尚未形成规模。例如，我国研制的ARJ21支线客机复合材料用量占比约为2%，正在研制的C919中型客机复合材料用量占比约为10%，而国外最新研制的波音787、空中客车A350等大型客机复合材料用量占比则达到50%以上。中国复合材料行业区域集中度根据中国企业数据库企查猫，目前中国复合材料企业超过3000家，主要分布在珠三角和环渤海等地，特别以广东和山东为代表。截至2022年7月，广东共有相关复合材料企业数619家，占比13．9%，山东省则有667家，占比12．7%，江苏企业数量占比为8．1%。中国复合材料企业布局我国复合材料的种类较多，行业内企业根据其主营产品的不同呈较为分散的竞争状态。从重点布局区域来看，我国复合材料业务多为国内布局，国外销售网络还有进一步打开的空间。根据其营收规模来看，普特利、中材科技、会通股份有较强的业务竞争力。中国复合材料行业市场排名我国复合材料种类较多，以目前行业中较为主流的复合材料产品碳纤维复合材料为例，根据CNPP的排名，市场上口碑较好的碳纤维复合材料多为日本和德国的产品，排名前三名的分别为日本东丽、东邦（日本帝人）、西格里（德国），中国较为知名的品牌分别有光威复材、吉林化纤和中复神鹰。矿用安全材料行业的发展情况和未来发展趋势（一）煤炭工业行业现状2011年之前，在一次能源结构中煤炭占比一直在70%左右。在未来相当长时期内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。《大气污染防治行动计划》到2017年，煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下，已提前实现。随着碳达峰、碳中和目标的实现，煤炭的占比还会小幅下降，但绝对值还没有达到高峰，煤炭消费量还会小幅度上涨。再考虑现代煤化工的原料用煤，我国煤炭的消费量还会增加。2021年，我国煤炭消费占比下降到56．0%，下降了0．8%，但消费量却增长了4．6%。2021年，我国原煤产量40．7亿吨，占世界开采总量的50．8%；进口煤炭3．2亿吨，出口0．03亿吨。煤炭对外依存度为7．3%。煤炭工业是我国能源安全的基石，煤矿安全生产则是煤炭工业发展的基础。得益于国家层面对煤矿安全生产的重视，一系列安全生产的法律法规和标准得以制定和实施。1978年全国煤矿死亡率为9．44（人/Mt），2021年该指标下降到0．044（人/Mt），煤矿安全生产状况得以长足进步。煤矿安全生产的现实需求带给了矿用安全材料广阔的市场空间，在煤矿瓦斯燃爆、冒顶、机电、运输、放炮、火灾、水害和其他共八大类别灾害中，瓦斯燃爆、冒顶、火灾、水害的死亡人数占比最高，且大部分属较大、重大或特大事故，社会影响大。矿用安全材料主要用途为井下灾害的治理与开采辅助，其用途为利用材料的固有理化性质，对矿井内部进行加固填充、防水防火，对存在灾害隐患的开采环境进行提前防治，对灾害发生的地点进行有效治理避免灾害的扩大。矿用安全材料的广泛使用有效降低了煤矿开采活动死亡率，为我国煤矿安全生产保驾护航。（二）矿用安全材料行业现状我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。井工煤矿开采作业较露天煤矿而言开采难度大、风险高。由于开采环境相对狭小、地质状况相对复杂、通风条件较差且易接触地下水层等现实条件影响，井工煤矿作业往往伴随着水害、火灾、瓦斯燃爆、煤尘和冒顶等灾害的威胁。面对各类井下灾害，井工煤矿工作者采取了积极的防治措施。早期，煤矿职工采用木材、煤矿渣、黄沙、水泥、混凝土等传统材料进行各类填充、加固等工作，此类材料易获取，价格低廉，但性能较差；随后，随着化学工程与材料科学的发展，部分新型材料与传统材料开始共同用于井下灾害治理领域。但由于技术不成熟，部分材料理化性能较差，安全性较差，对煤矿安全生产和职工人身安全造成了损失。当前，为规范以上乱象，主管部门推行了矿用产品安全标志强制认证和《煤矿加固、堵水、充填和喷涂用高分子材料通用安全技术规范》《煤矿井下注浆用高分子材料安全使用管理规范》《煤矿堵水用高分子材料》《煤矿加固煤岩体用高分子材料》《煤矿充填密闭用高分子发泡材料》等一系列行业标准，提高了矿用安全材料的技术门槛，为煤矿安全生产工作和煤矿职工人身安全提供了可靠保证，也为矿用安全材料行业后续发展提供了理论和路线依据，促进了矿用安全材料行业的有序发展。1、矿用安全材料与传统建筑材料的区别（1）矿用安全材料理化性能要求煤矿开采地下作业中，常面临地下水渗入、酸碱性腐蚀、煤层易燃、岩层断裂等情形。复杂的作业面环境和多发的各类井下灾害对矿用安全材料提出了严苛的理化性能要求：一方面，矿用安全材料需根据种类不同满足加固、堵水、防火、填充等多种基础用途对结构强度、韧性、阻燃性、致密性等理化指标带来的严苛指标要求；另一方面，矿用安全材料应具有可靠的耐用性，对各类环境影响具有较强的耐受性，能长期有效工作。传统结构材料其主要应用场景单一，无法与矿用高分子安全材料理化性能一概而论。（2）矿用安全材料安全性要求矿用安全材料主要应用场景为矿井下，通风环境相对露天环境较差，且常与可燃物相接触，并暴露在后续作业环境中，其安全性直接关系到煤矿安全生产工作和职工安全：一方面，矿用安全材料在施工过程中不可迅速产生大量热量，不可迅速产生大量气体，另一方面，矿用安全材料不应本身具有较大毒性或可分解出有毒物质威胁。传统结构材料对放热、气体生成以及剧毒物析出等方面的要求低于矿用安全材料。（3）矿用安全材料可施工性要求井下作业面对的灾害情形复杂，存在岩层断裂带加固、顶板加固、采空区填充、防火防水涂装、封孔等各类情形，施工面不具有明显的形状，这对矿用安全材料的可施工性提出了较高要求：一方面矿用安全材料需以流体形式深入各断层、裂缝形成整体结构效果，另一方面矿用安全材料其应用场景对时效性具有较高要求，需要其迅速反应生成固结物。传统结构材料可接受的可施工性要求相对矿用安全材料而言较低。2、矿用安全材料主要类型自煤矿工业诞生起，矿用安全材料便开始应用，而随着科技水平的不断提高，新技术不断得到应用，矿用安全材料也得以与时俱进。上世纪，我国普遍使用粉煤灰、黄土、砂子和水泥等廉价易得的传统材料用于煤矿灾害治理。传统材料价格低廉且施工简单，有一定程度的加固、填充、堵水及防灭火性能，曾一度是矿用安全材料的主流产品。传统材料虽价格低廉，但其力学性能差、致密性低、稳定性不高，治理效果较差，无法满足越来越复杂的井下环境与越来越高的煤矿安全生产需求；随着材料工程的发展，各类高分子材料以其优异的性能受到了矿用安全材料行业重视。上世纪七十年代起，国外相继研发出聚亚胺胶脂、酚醛树脂等高分子材料用于煤矿安全和灾害治理领域，此类材料一般为灌浆材料，以流体形式封装保存，使用时可向地层岩土孔洞、裂隙及采空区等进行灌注浆液，浆液通过自身组分间化学反应或与空气反应由流体转化成固结体，可用于填充、包裹、结构支撑等不同用途，起到防灭火、堵水、加固和填充密封等作用。当前矿用安全材料的主要研究趋势在于前沿新材料应用与现有材料的改性。一方面，随着材料科学、化学工程等基础科学日新月异的发展，越来越多的先进材料涌现，井下灾害治理作为前沿先进材料的应用领域之一，针对新材料应用的研究未曾间断，但新技术新材料的应用需要长时间的应用技术研究和可靠性研究，从材料出现，到最终形成产品需要较长周期；另一方面，现有矿用安全材料如聚氨酯、酚醛树脂，技术成熟，但在可靠性、成本、效率等方面仍有大量提升空间，通过原料、辅料、催化剂的种类、配比变化、自身改性以及与其他材料的复合等方式，矿用安全材料可增强材料性能、克服材料固有短板，从而在面对更为复杂、极端的井下环境时仍能保持应有的可靠性和稳定性。复合材料行业前景分析2022年3月10日，交通运输部、科学技术部发布《十四五交通领域科技创新规划》，其中交通运输装备关键核心技术攻坚工程明确：聚焦载运工具、工程装备、生产作业装备、应急保障装备等交通装备的瓶颈问题，攻克高性能轴承、齿轮、高性能传感器、数控系统、伺服电机等关键核心零部件、专业工程软件系统及高性能合金和复合材料技术。目前，国内上游纤维制造集中度强，中游复合材料产能分散。上游纤维产能集中在中低端产品，高端产品依赖进口。玻璃纤维方面，中国巨石、泰山玻纤、重庆国际和中材科技占据绝大部分国内产能;碳纤维方面，国内产能集中在中复神鹰、中简科技、江苏恒神、光威复材等企业;芳纶纤维方面，国内产能集中在泰和新材、仪征化纤、中蓝晨光等公司。树脂行业的主要供应商有宏昌电子和上纬新材等。材料性能是决定飞机性能的最重要因素。现代大飞机原材料的选取是安全性、经济性、技术水平综合评估的结果。复合材料在大型民用飞机主承力结构上的应用比例，已成为衡量民机技术先进性和市场竞争力的重要标志。近些年，随着国内轨道交通行业的快速发展，轨道车辆轻量化的要求越来越高，碳纤维复合材料等先进复合材料在轨道车辆上的应用成为轨道交通行业下一步的重点研发方向。随着技术发展，传统的金属材料正在被先进复合材料所代替，复合材料用量已成为新一代民机先进性的重要标志。结合当今国际主流民用大飞机机型对复合材料使用的案例（如空中客车的A350复合材料使用比例超过50%，而C919这一比例只有12%;而飞机发动机等核心部件也在持续加大复合材料替代金属的研发和应用），预计中国国产飞机的复合材料使用比例有较大提升空间，未来发展前景良好。从全球来看，复合材料在交通运输领域需求较大，以及工业设备领域，分别占据24%和26%的需求量;而国内的复合材料目前主要集中于建筑与结构领域，作为主力的交通运输及工业设备领域发展空间巨大。随着国民经济的高速发展，经济结构的转变，新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展，国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。复合材料行业市场发展态势分析复合材料（composite;compositematerial）由两种或两种以上物理、化学性能不同的材料，通过物理或化学的方法复合而成，其中的组分相互协同作用，但彼此独立，各自保持其固有的物理、化学和机械等特性，且其间存在界面的多相固体材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。我国复合材料行业产业链上游为基质材料和增强剂材料，中游按照集体材料不同分为树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、水泥基复合材料和碳基复合材料，下游领域包括航天领域、汽车领域、建筑领域、风电领域等。复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。目前，我国较为主流的复合材料有碳纤维复合材料，主要应用与风电叶片，在碳中和的政策指引下，预计该类复合材料的需求将持续增加;其次玻璃纤维复合材料作为装配式建筑的一部分也有较高的需求;芳纶纤维复合材料的应用范围稍少于前两种材料，多数用于航空航天领域。目前，全球复合材料第一大技术来源国为中国，中国复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的78%;其次是日本，日本复合材料专利申请量占全球复合材料专利总申请量的12%。美国和韩国虽然排名第三和第四，但是与排名第一的中国专利申请量差距较大。复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:（i）复合材料必须是人造的，是人们根据需要设计制造的材料;（ii）复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在;（iii）它具有结构可设计性，可进行复合结构设计;（iv）复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属。现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。进入21世纪以来，全球复合材料市场快速增长，亚洲市场增长较快，尤其中国是复合材料增长最快、最大的生产和消费国，风能、大型飞机、汽车工业、建筑业、造船、环保等成为市场的主导力量。中国的大市场吸引了国外一些知名复合材料企业入住，例如Hexcel、Gruit、Vestas、RTP、Alcan、Menzolite、空客、Samtechap、Huntsman等，纷纷在中国建厂或扩产，均取得良好的效益，Vestas宣称已接下100套风电叶片订单。从全球来看，复合材料在交通运输领域需求较大，以及工业设备领域，分别占据24%和26%的需求量;而国内的复合材料目前主要集中于建筑与结构领域，作为主力的交通运输及工业设备领域发展空间巨大。随着国民经济的高速发展，经济结构的转变，新能源、环保、高端装备制造等其他新兴产业的加快发展，国内高性能纤维复合材料需求将日渐强劲。其中交通运输