一文盘点工程塑料的分类、特性、产业链、竞争格局和发展趋势

材料人柱力 2022-08-22

工程塑料产业链

2427 字丨阅读本文需 8 分钟

按照使用特性,塑胶材料可分为三大类:通用塑料、工程塑料、特种工程塑料。

工程塑料有着广泛的应用。

那么,工程塑料的定义、分类、主要特性、产业链、行业状况、竞争格局和发展趋势是怎么样的呢?

一、定义、分类和主要特性

工程塑料是指被用作工业零件或外壳材料的工业用塑料。与通用塑料相比,其在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面均能满足更高要求,此外还具有更加便于加工以及可替代金属材料的特性。

工程塑料可以作为结构材料,在较宽的温度范围内承受机械应力,在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。

从分类及品种来看,通用工程塑料包括聚酰胺(尼龙,PA)、聚碳酸酯(聚碳,PC)、聚甲醛(POM)、聚酯(PBT和PET)、聚苯醚(PPO)。特种工程塑料是综合性能较高,长期使用温度在150摄氏度以上的一类工程塑料,但目前大部分品种生产规模较小,包括聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚砜(PSF)、聚醚酮(PEK)、液晶聚合物(LCP)等。

工程塑料分类情况

资料来源:公开资料整理

工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度最快的领域,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。其中,包含家用电器制造的电子电器、汽车工业、建材、机械为工程塑料主要下游应用领域。

工程塑料下游应用介绍

资料来源:公开资料整理

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。

资料来源:公开资料整理

工程塑料的主要特性

1、质量轻、相对密度小

工程塑料的相对密度一般在1.0~2.0之间,远低于金属。自重轻,可替代一些传统的金属材料用于航空飞行器、车辆等领域。

2、较高的比强度

用玻璃纤维、碳纤维等纤维增强,可以大大提高抗张强度,*拉伸强度与相对密度的比值一般在1500-1700,甚到高达4000(钢1600,铝1500)

*拉伸强度(tensilestrength):是指材料产生最大均匀塑性变形的应力。在拉伸试验中,试样至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度,其结果以MPa表示。

3、突出的耐磨和自润滑性能

用工程塑料作摩擦零件,与耐磨金属合金相对,磨耗量低于1:5,氟塑料更佳。

4、优良的机械性能

在较宽的温度范围内,许多工程塑料,尤其是增强的工程塑料有优异的抗冲击和耐疲劳性能。

5、优良的电绝缘性

几乎所有工程塑料都有优良的电绝缘性和耐电弧的特性,可以跻身优良绝缘材料行列

6、化学稳定性

对酸、碱和一般有机溶剂都有很好的抗腐蚀性。

7、较好的制件尺寸稳定性

8、有较高的耐热性

一般的工程塑料在不同玻璃纤维增强时,UL长期连续使用温度都超过100℃,特种工程塑料的指标一般都超过150℃。

9、优良的吸震、消声和对异物的埋没性能

工程塑料作为运动零部件使用时,没有金属撞击的噪声,有优良的吸震消声性能。对于有磨粒存在的条件下,可以埋没异物,不像金属之前可能会咬死或刮伤。

10、良好的加工性能

工程塑料可以在较低的温度下(通常400℃以下),采用注塑、挤出、吹塑等方法进行加工,制品可采用机械方法再加工,尺寸稳定,成品的互换性强,模具费用低,与加工金属相比,可节省能耗50%左右,工时缩短,成品率高。

二、工程塑料行业相关政策梳理

2010年以来,国务院、工信部、发改委等陆续出台工程塑料行业相关政策,主要政策内容围绕积极发展包括工程塑料在内的先进结构材料、发展包括特种工程塑料制备技术在内的高性能高分子结构材料的制备技术、加强应用研究、鼓励外商投资工程塑料领域等方面。

资料来源:公开资料整理

三、工程塑料产业链

工程塑料属于石油化工产业链中的中间产品,其上游包括石油产品、甲醛、PA66、双酚A等化工原料、塑料阻燃剂等。工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。目前,工程塑料广泛应用于汽车、电气设备、消费电子、家用电器、机械制造、航空航天等领域。

工程塑料产业链

资料来源:公开资料整理

PA66除用在制作锦纶纤维等民用领域外,工程塑料及工程树脂为等工业用领域作为PA6第二大以及PA66第一大需求领域未来有望为PA产品带来较大需求增量。从产量上来看,自2014年来,我国尼龙66产量逐年增长。据统计,2021年我国PA66产量达到39万吨,同比增长0.78%,增速趋缓。

四、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。

五、工程塑料行业竞争格局

从市场竞争格局来看,目前,国内工程塑料行业企业数量较多,上市企业中,会通股份、国恩股份、普利特未披露业务毛利率数据。从披露工程塑料类业务毛利率的上市企业来看,国立科技、金发科技、南京聚隆、道恩股份、同益股份业务毛利率在20%以上,属于第一梯队;三房巷、江苏博云、云天化业务毛利率在15%以上,属于第二梯队;其他企业属于第三梯队。

工程塑料行业竞争梯队(按业务毛利率)

资料来源:公开资料整理

六、工程塑料行业未来发展趋势

1、随着行业对于产品要求的不断提高,预计工程塑料将朝着性能更高的改性化塑料发展;同时,在化工产业严防落后产能背景下,预计工程塑料生产技术将趋向环保化。

2、汽车、现代轨道交通、航空航天等领域对轻量化、高强度等方面的要求对提高工程塑料的适用性提出要求,预计工程塑料向高性价比细分市场如改性工程塑料等方向发展。

3、目前,我国工程塑料行业的规模化企业仍较少,加上工程塑料行业的技术壁垒较高,需要大量的研发资金,大型生产企业在资金能力方面具有竞争力。目前行业内技术研发企业集中在大型生产企业,预计行业集中度将提升。

4、目前,我国的工程塑料自给率仅为60%,在新材料领域明显处于偏低水平。其中,特种塑料自给率不足50%。随着国内企业研发进程加快,以及国内企业对高技术企业进行收购,预计工程塑料自给率水平提升。

来源:华经情报网,山娃游记,Proe和Creo教程

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