市场规模“狂飙”至23亿美元,七大领域发力,工程塑料国产化正当时

材料文献解读 2023-02-14
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近日,广东优巨先进新材料股份有限公司年产2万吨特种工程塑料复合改性生产及应用加工基地开工。该项目由优巨新材料投资建设,计划总投资5亿元,主要研发生产聚砜(PSU)、PEI、PEA、PETG等特种工程塑料复合改性产品,预计达产后年产值不低于15亿元。

根据Global Market Insights数据显示,2020年全球市场空间为16.6亿美元,预计2021-2027年将保持4.9%的年复合增长率,2027年聚砜材料市场规模将超过23亿美元。亚太地区预计将成为主要的市场。

1、7大领域应用

目前,聚砜材料主要应用于食品接触、航空航天、汽车、工业、膜材、电子电气等领域。

食品接触:聚砜材料因其性能稳定、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。生活中,聚砜材料可用于婴儿奶瓶、微波烹调器具、咖啡滤析器、爆米花机器、电炸锅、电饭锅、蛋炊具及挤奶器部件、饮料和食品等食品接触用具及厨房用具等。根据Statista统计数据,2010年至2020年,全球厨具用品市场规模从1,150亿美元增长至1,600亿美元,保持快速增长,预计未来到2023年,全球厨具市场规模将达到1,730亿美元。

航空航天:由于聚砜材料具有超强的韧性和抗冲击力,且满足低烟密度、低毒排放以及低热量释放的安全要求,在飞机结构与内饰元件的使用量日益增大,如波音777飞行甲板化霜水盘、座椅影音显示器罩、餐饮回收小车等。根据中国商飞公司2019年发布的《2019-2038中国商飞公司市场预测年报》,未来20年(2019-2038),全球将新增45,459架飞机,其中喷气支线客机4,756架,单通道飞机32,055架、双通道客机8,648架,市场总价值约66,179亿美元。

汽车:聚砜材料作为一种结构材料,具有众多的优异性能,如可长时间承受180℃高温,尺寸稳定,即便在高温下也能保持较好的抗蠕变性能,而且耐热水、燃油以及冷却液等溶剂,因此在汽车与交通领域有着广泛的应用,比如在交流发动机、导火线连接系统、转向柱罩和发动机罩下的零件,以及汽车分速罩、电池罩、传感器、点火器零件、汽车灯罩等方面均有应用。此外,聚砜材料还用于生产保险丝密封件、车内反光镜、热空气导管、止推环、带进油控制柱的油泵等汽车用制品。据IHS Markit预测,2021年全球汽车销量将达8,340万辆,同比增长4.2%,并在随后两年内继续保持稳步增长态势。

卫生/医疗行业:医疗领域中,器械材料必须具有极佳的生物相容性与承受苛刻环境的能力,聚砜材料符合ISO 10993标准,即不具有细胞毒性、致敏性与组织毒性,又能经受高压蒸汽、环氧乙烷、低温等离子与伽马射线等常规灭菌方式,可以在II级与III级医疗装置中使用。聚砜材料相对于现在使用最多的金属医疗材料,其质量更轻、能够被X射线穿过、制作灵活(可制成透明、不透明以及各种彩色制件)。

因此,聚砜材料在消毒盘/盒、手术牵开器、股骨试验盒、牙科器械、医用软管等应用方面正逐步取代金属材料。此外,聚砜材料还因其优异的化学惰性与生物相容性,在医用膜材料上被大量的研究与应用。根据Evaluate MedTech发布的《World Preview 2018,Outlook to 2024》统计数据,2017年全球医疗器械市场销售额为4,050亿美元,同比增长4.6%;预计2024年全球医疗器械销售额将达到5,945亿美元,2017年-2024年间复合增长率为5.6%。

水处理膜:聚砜材料具有高纤维强度、韧性、刚度和水解稳定性,可溶于传统加工溶剂,用于制造中空纤维、平板和管状膜,减少过滤器堵塞,并最大限度地减少制造缺陷。

电子电气:聚砜材料不但具有良好的绝缘性能、极低的介电损耗因子、较高的介电强度,而且在190℃高温下能保证其性能不出现较大波动。随着电子电器向小型轻量化发展,聚砜材料在变压绝缘器件、电线绝缘材料、各类接触器、断路器锁闩、以及电路基板等方面的使用量也日益增多。2021年1月29日,工业和信息化部发布了《基础电子元器件产业发展行动计划(2021—2023年)》(下称《行动计划》),提出到2023年电子元器件销售总额达到2.1万亿元,在关键产品技术方面将迎来突破,专利布局更加完善;培育一批大型企业,争取有至少15家企业营收规模突破100亿。

工业领域:聚砜材料还可以应用于泵罩、塔填料、窥镜、阀门、卫生管道及部件、水管转接头、污染控制设备、轴承保持器等方面,比如,聚砜管道可以适应不同的环境且能保持良好的防蠕变性和低吸水率,从而被广泛应用。

2、三国内聚砜行业后来居上,逐步打破国外垄断

长久以来,聚砜材料由于其较高的技术壁垒,一直被国外企业垄断。世界上著名的聚砜材料生产商主要是比利时索尔维和德国巴斯夫,此外,日本住友、俄罗斯谢符钦克工厂也具有一定的生产能力。索尔维公司产品主要销往美国和欧洲地区,巴斯夫公司产品除在欧洲销售外还在美国、东南亚、日本和中国销售。

整体来看,国外企业品牌优势强,产能大,全球供应链稳定,渠道商合作强,产品性能处于行业标杆,生产管理经验成熟,但是供应周期相对较长。国内先后有天津材料研究所、大连聚砜塑料、上海曙光化工、上海曙鹏、天津合成材料厂、吉大特塑等企业对聚砜材料的量产进行了一系列的探索和尝试,但是相对于国外企业来说,体量较小,产品质量较低。2010年后,帕斯砜、优巨新材、浩然特塑等陆续进入聚砜行业,多数只有几百吨的产能,直到2016年,优巨新建二期聚砜产能5,000吨,共6,000吨的产能,并逐渐实现稳定销售,成为聚砜产品全球第三大供应商。

近年来由于聚砜优异的性能,国内外厂商有不同程度的新建产能,国外索尔维去年在印度新增一条聚砜生产线,国内沃特股份、浩然特塑、金发科技均有不同程度的新建产能。

特种工程塑料的生产使用量虽不及通用塑料,但其很多性能远胜于通用塑料,有着不可替代性。未来,随着人类在尖端领域的不断探索和发展,特种工程塑料的重要性将日趋增加。作为特种塑料的重要品种之一,聚砜树脂可制成薄膜、纤维、复合材料等,已在众多领域包括高端领域得到了广泛应用。但聚砜对于我国大部分的公司而言仍处于中试阶段,产量严重不足,质量仍待提高,还需要国家和企业的共同努力,才能尽快赶上国外先进水平。

3、国家鼓励聚砜材料发展,逐步实现国产替代

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,管理水平明显提高。

当前,我国工程塑料产业发展的矛盾主要体现在:通用工程塑料缺乏自主核心技术,特种工程塑料产研脱节;国产技术装备水平相对较低,产品质量稳定性差;国内产品供应不足,专用料比例低,中低档产品偏多;产品结构不够合理,基础树脂合成企业少,改性加工型企业多;技术投入不够,产品开发与市场服务脱节,本土企业的竞争力较差。

总体来看,我国工程塑料有效生产能力仍不能满足国内市场的需要,我国现已成为全球最大的工程塑料进口国。根据中国石油和化工联合会机构统计,2018年我国工程塑料的自给率仅为62%,我国特种工程塑料的自给率则更低。特种工程塑料作为最重要的一类化工新材料之一,被广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、航空航天等诸多领域,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。对此,政府提出多项政策,鼓励聚砜等特种工程塑料的发展。国家未来重大战略性新兴产业亟待国产化材料的进口替代和其他国产化重大支撑。

国家发展改革委、商务部发布《鼓励外商投资产业目录(2019年版)》,重点提及的化学原料和化学制品制造业包括聚砜、聚醚砜、聚芳酯、聚酰胺及其改性材料等。

中国石油和化学工业联合会关于“十四五化工新材料产业发展的战略和任务”的重点工作指导:开发聚砜、聚苯砜、聚醚醚酮、液晶聚合物等高性能工程塑料。

聚砜作为先进的“医用高分子材料”,被列入国家“十二五”重点产品目录第221项。被列入“十三五”重点产品目录第180项,是新材料产业发展重点。

科技部制定的《“十三五”材料领域科技创新专项规划》报告中明确指出特种工程塑料是重点发展的先进结构材料技术之一,并且制定了将特种工程塑料等高端产品的自给率5年内提高到50%的目标。

文章来源: 前沿材料PLUS,最美巢居,中国化工信息周刊

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