聚砜全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究

聚砜全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究液晶高分子：5G領(lǐng)域用途廣泛，不斷加速液晶聚合物（LCP）因優(yōu)異的耐高溫性和介電性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用在電子領(lǐng)域。液晶聚合物（LCP，LiquidCrystalPolyester）是由剛性分子鏈構(gòu)成，具有一定（一維或二維）的有序性，在一定條件下既能表現(xiàn)出液體的流動性又能表現(xiàn)出晶體的各向異性的，主鏈上含有大量剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香族聚酯類材料。LCP可以分為溶致性液晶（LLCP）、熱致性液晶（TLCP）和壓致性液晶三類。LLCP在溶劑中呈液晶態(tài)，只能在溶液中加工，不能熔融，用作纖維和涂料；TLCP則因溫度變化而呈液晶態(tài)，綜合性能優(yōu)異，而且能夠進(jìn)行注塑、擠出成型加工。根據(jù)熱變形溫度（HDT），TLCP還可以被細(xì)分為高耐熱型（HDT≥300℃）、中耐熱型（280℃≥HDT≥240℃）和低耐熱型（HDT≤210℃）。LCP具有優(yōu)異的機械性能，還具有低吸濕性、耐候性、耐熱性、阻燃性以及低介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)等特點，在電子領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。酸解法是主流的LCP工業(yè)生產(chǎn)方法。目前有4種主要的LCP的合成方法，分別是氧化酯化法、硅酯法、苯酯法和酸解反應(yīng)法，其中，酸解反應(yīng)法是現(xiàn)在最主要的工業(yè)生產(chǎn)LCP的方法。酸解法是通過芳香族二元酸與乙酰化的酚類單體進(jìn)行熔融縮聚，脫去副產(chǎn)物醋酸后得到LCP，再通過注塑、擠出、溶液澆注、吹塑和拉膜等加工方法得到各種形態(tài)的LCP產(chǎn)品。全球LCP產(chǎn)能主要集中在日本和美國，國內(nèi)LCP產(chǎn)能快速增長中。當(dāng)前全球LCP材料產(chǎn)能約8．2萬噸，主要集中于日本和美國，行業(yè)集中度較高。美國塞拉尼斯擁有2．2萬噸產(chǎn)能位居全球第一，其次為日本寶理、住友，產(chǎn)能分別為1．5萬噸與1萬噸。國內(nèi)LCP的發(fā)展起步較晚，總產(chǎn)能約1．6萬噸。近年隨著金發(fā)科技、普利特、沃特股份等企業(yè)迅速發(fā)展，國內(nèi)產(chǎn)能快速增長。其中沃特股份預(yù)計在2022-2023年分別投產(chǎn)1．5萬噸、0．5萬噸LCP。有望成為全球最大的LCP材料供應(yīng)商。未來我國LCP需求量有望持續(xù)增長。2020年全球LCP需求量為7．8萬噸，國內(nèi)LCP的需求量為3．2萬噸。電子電器是LCP最主要的消費領(lǐng)域。隨著電子電氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，未來我國LCP的需求有望持續(xù)增長。據(jù)中國化工信息中心預(yù)計，到2026年國內(nèi)LCP總消費量將從現(xiàn)在3．2萬噸增至4．3萬噸。LCP輕便、耐高溫、介電損耗因子低，可作為5G基站天線的塑料振子材料?；局刑炀€振子是天線的主要組成部分，可以放大信號和控制信號輻射方向。5G基站對于振子材料有嚴(yán)格的要求：（1）表面組裝技術(shù)（SMT）的制造工藝要求振子材料可以承受260℃；（2）輕量化；（3）電磁波具有頻率越高，波長越短，越容易在傳播介質(zhì)中衰減的特點，所以頻率越高，就要求振子材料的損耗更小。與傳統(tǒng)金屬振子相比，塑料振子除了輕便，還可以通過注塑成型的方法實現(xiàn)高精度，是5G天線振子的方向。相比于目前主流的聚苯硫醚（PPS）塑料振子，LCP塑料振子具有更好的注塑性、耐熱性和更低的介電損耗，競爭優(yōu)勢更大。預(yù)計到2025年5G基站振子對應(yīng)LCP新增需求量為1．07萬噸。截止到2022年6月，我國已建成的5G基站數(shù)量達(dá)到185．4萬個，占全球60%以上。根據(jù)工信部發(fā)布的《十四五信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃到2025年實現(xiàn)每萬人擁有5G基站26個，據(jù)此預(yù)計到2025年，我國5G基站總數(shù)達(dá)364萬個。通常5G基站有3面天線。假設(shè)單面天線主流方案采用192個振子，對應(yīng)需要一個基站需要576個振子。LCP和PPS密度接近，96個振子約需PPS共1kg。預(yù)估到2025年LCP振子材料的新增需求量為1．07萬噸。LCP材料介電性能和柔韌性優(yōu)異，可替代傳統(tǒng)聚酰亞胺材料應(yīng)用在5G柔性印刷電路板中。LCP材料可以作為基材用在5G高頻高速電路板，尤其是柔性印刷電路板（FPC）中。傳統(tǒng)電路板基材聚酰亞胺（PI）基材因介電常數(shù)和損耗因子較大且吸潮性較大，在高頻傳輸時損耗嚴(yán)重，無法適應(yīng)當(dāng)前的高頻高速趨勢。與PI相比，LCP材料在傳輸損耗優(yōu)勢顯著，基材損耗值僅為0．2%-0．4%，僅有傳統(tǒng)基材的1/10。并且，LCP的高機械強度可以支撐多層連線的架構(gòu)；可彎折性也迎合了小型化趨勢。LCP基材的電路板多用在5G手機的天線（即以LCP為基材的FPC，承擔(dān)部分天線功能）以及筆記本電腦中。LCP可以作為高穩(wěn)定性、小型精密化的5G連接器。連接器在電路或其他部件之間架起橋梁，承擔(dān)著電流或信號連接的作用。5G連接器多應(yīng)用于基站天線、BBU設(shè)備以及5G手機（FPC連接器）中。5G傳輸速度得到大幅提升，需要連接器有更低的低介電低損耗；連接器使用頻率極高，需要材料有良好的尺寸穩(wěn)定性；在連接器使用過程中，電流會在接觸點產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫升，需要材料有較好的耐高溫性能。LCP材料低介電損耗，良好的尺寸穩(wěn)定性和耐高溫性能，適合作為5G高速連接器。5G基站建設(shè)和5G手機出貨量的增加帶動了高性能5G連接器的需求。根據(jù)現(xiàn)在5G通信基站的主流架構(gòu)，每個基站將會用到64個射頻連接器，每座宏基站需要用到192套（采用介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)）或384套（采用金屬濾波器的結(jié)構(gòu)）的板對板連接器。5G手機的輕薄化和多功能化也要求手機內(nèi)部集成度高，對手機連接器的要求也更高。LCP在機器人的連接器和伺服電機中也有應(yīng)用。隨著小米CyberOne的推出和特斯拉Optimus的即將發(fā)布，人型機器人發(fā)展逐漸提升。未來機器人對重量、體型要求越來越高，集成化非常關(guān)鍵，對連接器的應(yīng)用會更多，有望帶來需求爆發(fā)式增長。機器人中的連接器要求材料具有可彎折性，低介電損耗，耐高溫且尺寸穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好。LCP是機器人連接器的重要組成材料。人型機器人的核心組件伺服電機中也包含LCP。伺服電機一般安裝在機器人的關(guān)節(jié)位置，預(yù)計單臺人形機器人使用伺服電機超40個，要求里面的骨架材料具有輕量，易加工，絕緣性好以及可以承受電機發(fā)熱，LCP可較好滿足材料需求。由于人形機器人未來產(chǎn)量很大，預(yù)計到2025年有望達(dá)到百萬臺級產(chǎn)量，若以單臺機器人LCP用量1kg計，則每百萬臺機器人對應(yīng)LCP為1千噸。目前我國LCP對外依存度較高，有望加速。2020年國內(nèi)LCP的需求量為3．2萬噸，而國內(nèi)年產(chǎn)能僅1．6萬噸。并且由于技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的影響，根據(jù)《中國化工信息周刊》，我國LCP實際進(jìn)口依存度為80%。預(yù)計2026年國內(nèi)LCP的需求量為4．3萬噸。隨著LCP生產(chǎn)裝置實現(xiàn)投產(chǎn)和技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)沃特股份、金發(fā)科技等廠商相繼加大布局力度，其中沃特股份預(yù)計在2022-2023年分別投產(chǎn)1．5萬噸、0．5萬噸LCP；金發(fā)科技已啟動年產(chǎn)1．5萬噸LCP項目，目前已完成工藝與土建設(shè)計。LCP進(jìn)程加速。特種工程塑料具備優(yōu)異理化性能特種工程塑料性能優(yōu)異，是塑料金字塔頂端的產(chǎn)品。塑料按照生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品性能與附加值可大致分為通用塑料、工程塑料與特種工程塑料三大類，其中通用塑料包括常見塑料聚乙烯PE、聚丙烯PP等，其特點是生產(chǎn)規(guī)模大，但性能相對較低，價格便宜。特種工程塑料的生產(chǎn)規(guī)模較通用塑料更小，但因其耐溫、耐光與力學(xué)等各項性能更為優(yōu)異，是塑料金字塔頂端的產(chǎn)品。特種工程塑料主要分為聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、耐高溫尼龍和聚芳醚酮6大類，可應(yīng)用在電子、交通、航天航空等領(lǐng)域。特種工程塑料早期也被稱為耐高溫高分子材料，具有優(yōu)異的耐高溫性能，長期工作溫度可在150℃或以上。除此之外，特種工程塑料綜合性能優(yōu)異。聚酰亞胺穩(wěn)定、耐腐蝕能力強、發(fā)煙率低，在液態(tài)氦中存在一段時間都不會發(fā)生斷裂，應(yīng)用于航空航天、電子電器、機械、電子顯示等領(lǐng)域。聚苯硫醚具有一定的流動性，結(jié)晶速度快、耐熱性能佳、抗腐蝕性能優(yōu)異，主要應(yīng)用于汽車、電子電器等領(lǐng)域。聚砜具有耐熱和耐濕熱性等優(yōu)點，在力學(xué)性能、加工性能方面優(yōu)異等特性，應(yīng)用于機械工業(yè)、電子電器、交通運輸、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。液晶聚合物具有優(yōu)異的機械性能、低吸濕性、低介電常數(shù)和介電損耗、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，應(yīng)用于電子電器、國防、航空航天、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域。耐高溫尼龍耐高溫、機械性能好，主要應(yīng)用于電子電器、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。聚芳醚酮具有優(yōu)異的耐高溫性能、耐磨性、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、絕緣性和生物相容性，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。在國內(nèi)，目前除了聚酰亞胺進(jìn)口依賴度已經(jīng)降低到25%，聚苯硫醚打破完全進(jìn)口依賴，其余的進(jìn)口依賴性比較高。工程塑料行業(yè)未來發(fā)展趨勢隨著行業(yè)對于產(chǎn)品要求的不斷提高，預(yù)計工程塑料將朝著性能更高的改性化塑料發(fā)展；同時，在化工產(chǎn)業(yè)嚴(yán)防落后產(chǎn)能背景下，預(yù)計工程塑料生產(chǎn)技術(shù)將趨向環(huán)?；?。汽車、現(xiàn)代軌道交通、航空航天等領(lǐng)域?qū)p量化、高強度等方面的要求對提高工程塑料的適用性提出要求，預(yù)計工程塑料向高性價比細(xì)分市場如改性工程塑料等方向發(fā)展。目前，我國工程塑料行業(yè)的規(guī)?；髽I(yè)仍較少，加上工程塑料行業(yè)的技術(shù)壁壘較高，需要大量的研發(fā)資金，大型生產(chǎn)企業(yè)在資金能力方面具有競爭力。目前行業(yè)內(nèi)技術(shù)研發(fā)企業(yè)集中在大型生產(chǎn)企業(yè)，預(yù)計行業(yè)集中度將提升。目前，我國的工程塑料自給率僅為60%，在新材料領(lǐng)域明顯處于偏低水平。其中，特種塑料自給率不足50%。隨著國內(nèi)企業(yè)研發(fā)進(jìn)程加快，以及國內(nèi)企業(yè)對高技術(shù)企業(yè)進(jìn)行收購，預(yù)計工程塑料自給率水平提升。PSF材料市場狀況PSF材料主要應(yīng)用于醫(yī)療器械、食品接觸、航空航天、汽車、電子電氣、水處理、其他工業(yè)等領(lǐng)域，各領(lǐng)域需求的穩(wěn)步增長帶動PSF材料需求快速增加。預(yù)計2024年聚砜合物消費量可達(dá)93，455噸，2019-2024年復(fù)合增長率為6．64%。根據(jù)GlobalMarketInsights數(shù)據(jù)顯示，2020年P(guān)SF材料全球市場空間為16．60億美元，預(yù)計2021-2027年將保持4．90%的年復(fù)合增長率，2027年市場規(guī)模將超過23．00億美元，亞太地區(qū)預(yù)計將成為主要市場，其中醫(yī)療器械、食品接觸、汽車航空、電子電氣領(lǐng)域的份額總計超過70．00%。（一）PSF材料衛(wèi)生/醫(yī)療行業(yè)市場狀況醫(yī)療器械所用材料必須具有極佳的生物相容性與承受苛刻環(huán)境的能力。PSF材料無細(xì)胞毒性、無致敏性、無皮膚刺激性，能經(jīng)受高壓蒸汽、環(huán)氧乙烷、低溫等方式滅菌，符合ISO10993標(biāo)準(zhǔn)，可在II級與III級醫(yī)療器械中使用。PSF材料因質(zhì)輕、能被X射線透過、設(shè)計自由度高等特點正逐步取代金屬醫(yī)療材料應(yīng)用于消毒盤、手術(shù)牽開器、股骨試驗盒、牙科器械等。此外，PSF材料還因其優(yōu)異的化學(xué)惰性與生物相容性，在醫(yī)用膜材上被大量的研究與應(yīng)用。早在1999年，美國國家透析相關(guān)疾病檢測顯示，超過70%的血液透析膜是基于PSF材質(zhì)制備而成，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件，其功能性更強。目前，各類具有不同選擇透過性的PSF膜材料層出不窮，如血液透析膜、選擇性阻隔膜等。自2013年以來，我國醫(yī)療器械行業(yè)市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，預(yù)計2022年達(dá)12，529．00億元，2025年將達(dá)18，414．00億元。其中，2020至今，受新冠疫情和國內(nèi)龐大需求的影響，醫(yī)療器械行業(yè)投融資金額逐漸增加，投資者活躍度較高。隨著國家不斷頒布政策，指導(dǎo)醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展，中國醫(yī)療器械發(fā)展空間大。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境持續(xù)優(yōu)化，以及公眾對醫(yī)療器械診斷精準(zhǔn)化的需求日趨強烈，未來中國醫(yī)療器械行業(yè)市場規(guī)模，將會保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。（二）PSF材料食品接觸市場狀況PSF材料因其性能穩(wěn)定、無毒，符合美國食品藥品監(jiān)督管理局和歐洲委員會對食品及其接觸應(yīng)用的相關(guān)法規(guī)要求，廣泛應(yīng)用于食品接觸領(lǐng)域。隨著人們健康意識不斷提高，對食品安全越來越重視。2011年，PC嬰兒奶瓶制品因安全毒性問題遭到了歐盟的全面禁止，PPSU因其無毒、耐高溫、高透明及優(yōu)異的抗沖擊性能成為PC的替代品之一。2017年5月舉辦的ChinaPlas2017國際橡塑展中，德國巴斯夫展示了以Ultrason?E2010PES為材料生產(chǎn)的空氣炸鍋，比傳統(tǒng)的玻璃材料更輕、韌性更優(yōu)、使用壽命更長。PSF材料可廣泛用于嬰兒奶瓶、微波烹調(diào)器具、咖啡濾析器、爆米花機、電炸鍋、電飯鍋、蛋炊具及吸奶器部件、飲料和食品等食品接觸用具及廚房用具等。廚具行業(yè)規(guī)模未來將不斷擴(kuò)大。根據(jù)Statista統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)計2022年全球炊具和烤箱領(lǐng)域的收入可達(dá)到58．60億美元，其中中國市場收入可達(dá)28．82億美元，占據(jù)主要份額。預(yù)計全球炊具和烤箱領(lǐng)域的收入在2022-2027年的復(fù)合年增長率為4．59%，全球炊具和烤箱領(lǐng)域的銷量在2027年將達(dá)到1，348萬臺。（三）PSF材料汽車航空領(lǐng)域市場狀況在汽車航空航天領(lǐng)域，利用PSF的耐磨、耐負(fù)載性能，可制成止推環(huán)、燈具部件、空調(diào)系統(tǒng)密封條等；利用其可塑性、耐熱性能可制作防護(hù)罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、雷管、電子點火裝置元件等；利用其天然阻燃、耐化學(xué)性、低變形性可生產(chǎn)飛機內(nèi)部配件和飛機外部零件、宇航器外部防護(hù)罩、照明器檔板、電傳動裝置、傳感器等。汽車領(lǐng)域中，新能源汽車將成為PSF市場增長較快的終端市場之一。中國新能源汽車產(chǎn)銷量在2012年至2021年實現(xiàn)飛速增長，其產(chǎn)量從2012年的1．30萬輛增長至2021年的354．50萬輛，復(fù)合增長率為86．48%。航空航天領(lǐng)域也將成為PSF市場增長較快的終端市場之一。目前波音、空客等大型航空航天對輕量化飛機部件的需求不斷增加，驅(qū)使PSF生產(chǎn)企業(yè)推陳出新。PlastiComp與德國巴斯夫合作推出了基于聚芳醚砜的長纖維熱塑性塑料（LFT），該復(fù)合材料作為以塑代鋼的首選，為航空航天器的持續(xù)輕量化提供了解決方案，對PSF材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生積極影響。（四）PSF材料電子電氣領(lǐng)域市場狀況PSF具有天然阻燃性、良好絕緣性、耐熱性、耐化學(xué)性及加工穩(wěn)定性，可用于制作各種高溫用接觸器、接插件、變壓器絕緣件、可控硅帽、絕緣套管、線圈骨架、接線柱、印刷電路板、軸套、TV系統(tǒng)零件、電容器薄膜、電刷座、堿性蓄電池盒等。我國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增加，貿(mào)易摩擦加速國產(chǎn)化進(jìn)程。2018年，我國集成電路市場規(guī)模已達(dá)1．50萬億元，成為全球最大的半導(dǎo)體市場，PSF在集成電路以及半導(dǎo)體中的應(yīng)用隨之增長。2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額有望連續(xù)刷新歷史記錄。根據(jù)SEMI預(yù)計，2021年半導(dǎo)體設(shè)備全球銷售總額將達(dá)到1，030．00億美元的新高，較2020年的710億美元增長45．07%。預(yù)計2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場總額將擴(kuò)大到1，140億美元，有望連續(xù)三年創(chuàng)歷史新高。（五）PSF材料水處理膜和超濾膜市場狀況PSF具有高強度、高韌性、高剛度和水解穩(wěn)定性及可溶于極性溶劑，可用于制造中空纖維膜、平板膜、管狀膜和超濾膜等。近20年是我國膜產(chǎn)業(yè)的高速增長期。至2017年底，全球膜產(chǎn)值已達(dá)1050．00億美元，我國膜產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值約為2000．00億人民幣，我國膜產(chǎn)業(yè)占全球膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重從1999年的1．70%提升到了2017年的27．00%以上。未來隨著污水資源化、深度水處理的需求增加，水處理膜產(chǎn)業(yè)仍將快速發(fā)展。根據(jù)BCCresearch《UltrafiltrationMembranes》顯示，PES和PPSU可作為聚合物和共混物提升工程膜的性能從而制得超濾膜。超濾膜的全球市場在2021年為44．00億美元，預(yù)計在2026年增長到59．00億美元；2021-2026年，復(fù)合增長率為6．04%。（六）PSF材料其他應(yīng)用市場狀況PSF可用于制作加濕器、吹風(fēng)機、服裝汽蒸、照相機盒，放映機元器件等耐熱、耐水解產(chǎn)品。帶硅烷的PSF如PSU-SR、PKXR等可作為玻纖和碳纖等纖維的上漿粘合劑。PSF與PTFE粉末混合后，應(yīng)用于制備水溶或油溶耐磨粉末涂料。除此之外，PSF還可制造各種化工加工設(shè)備、食品加工設(shè)備、污染控制設(shè)備、奶制品加工設(shè)備及工程、建筑、化工用管道等。工程塑料下游應(yīng)用介紹我國工程塑料起步較晚，但發(fā)展迅速，目前已逐步形成了具有樹脂合成、塑料改性與合金、加工應(yīng)用等相關(guān)配套能力的完整產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，并且出口不斷增長;企業(yè)規(guī)模持續(xù)壯大，產(chǎn)品品種不斷增加;科技水平日益提高，部分產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)也已接近國外先進(jìn)水平。近年來，PPS、PI、PEEK等特種工程塑料及下游制品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提速，聚砜類、聚芳酯、特種聚酰胺等小品種處于技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用研究階段，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較慢。目前，我國工程塑料行業(yè)處于穩(wěn)定發(fā)展階段。各品種工程塑料發(fā)展程度不一，部分實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化且產(chǎn)能閑置，部分品種處于技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用研究階段。整體來看，有效生產(chǎn)能力尚不能滿足國內(nèi)需求，需從國外大量進(jìn)口。聚砜：耐溫性優(yōu)異，原料產(chǎn)能建設(shè)助力聚砜可耐高溫且化學(xué)穩(wěn)定性好。聚砜對一般酸、堿、鹽、醇、脂肪烴等穩(wěn)定。剛性和韌性好，耐溫、耐熱氧化，抗蠕變性能優(yōu)良，耐無機酸、堿、鹽溶液的腐蝕，耐離子輻射，無毒，絕緣性和自熄性好，容易成型加工。并且可以在蒸汽或其他消毒環(huán)境下保留原有的機械性能。生物安全性良好，被廣泛應(yīng)用在奶瓶上。按照聚合單體的不同，聚砜可分為雙酚A型聚砜（PSU）、聚芳砜（PAS）、聚醚砜（PES）、聚亞苯基砜（PPSU）等，其中PSU、PES、PPSU是三種成熟的商品化聚砜，廣泛用于