納米材料行業(yè)發(fā)展基本情況

納米材料行業(yè)發(fā)展基本情況氣相二氧化硅行業(yè)發(fā)展概況二十世紀(jì)初期，隨著世界范圍內(nèi)橡膠工業(yè)的快速發(fā)展，橡膠工業(yè)的補(bǔ)強(qiáng)填料主要是氧化鋅，到二十世紀(jì)二十年代，隨著炭黑的試制成功從而開創(chuàng)了橡膠補(bǔ)強(qiáng)的新時(shí)代，將炭黑用于橡膠補(bǔ)強(qiáng)使橡膠的力學(xué)性能得到極大的提高，然而炭黑最大的缺點(diǎn)是其本身為一種黑色粉末，其顏色屬性決定了炭黑不能用于制備淺色或彩色橡膠制品。到了二十世紀(jì)四十年代，德國Degussa成功開發(fā)出以四氯化硅在氫氧火焰中高溫水解制備氣相二氧化硅的工藝，隨著氣相二氧化硅產(chǎn)品的出現(xiàn)，賦予了橡膠及硅橡膠產(chǎn)品極好的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度，打破了黑色橡膠獨(dú)占市場(chǎng)的局面。在二十世紀(jì)六十至七十年代，氣相二氧化硅主要是以四氯化硅為原料，生產(chǎn)工藝容易控制，但生產(chǎn)成本較高。隨著有機(jī)硅單體工業(yè)的發(fā)展，其副產(chǎn)物一甲基三氯硅烷等的處理問題成了束縛其發(fā)展的瓶頸。通常情況下，一甲基三氯硅烷被用于硅烷交聯(lián)劑、硅樹脂和防水涂料制造，但是因?yàn)橛昧坑邢?，因此其急需找到新的出路。到二十世紀(jì)八十年代，使用有機(jī)硅單體副產(chǎn)物或?qū)⒃摳碑a(chǎn)物與四氯化硅進(jìn)行混合制備氣相二氧化硅的工藝得到突破和應(yīng)用，通過有機(jī)硅單體副產(chǎn)物生產(chǎn)氣相二氧化硅有效的降低了生產(chǎn)成本。自二戰(zhàn)以后，氣相二氧化硅工業(yè)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展，但整個(gè)行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面，行業(yè)核心技術(shù)和市場(chǎng)被少數(shù)跨國企業(yè)封鎖和壟斷。我國的氣相二氧化硅產(chǎn)業(yè)起步較晚，二十世紀(jì)六十年代我國開始小規(guī)模生產(chǎn)氣相二氧化硅。二十世紀(jì)九十年代初，隨著一大批民營有機(jī)硅下游深加工企業(yè)的崛起，氣相二氧化硅的市場(chǎng)需求快速增長，國內(nèi)少部分企業(yè)開始對(duì)氣相二氧化硅的生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行持續(xù)攻關(guān)，2001年國內(nèi)首套以一甲基三氯硅烷為原材料的氣相二氧化硅裝置點(diǎn)火成功，隨著國內(nèi)部分氣相二氧化硅生產(chǎn)企業(yè)在此后的十幾年時(shí)間內(nèi)不斷的產(chǎn)能提升和完善工藝技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)的親水型氣相二氧化硅產(chǎn)品質(zhì)量和供應(yīng)量已經(jīng)達(dá)到或接近國外生產(chǎn)企業(yè)的水平，我國已經(jīng)成為全球除德國、美國和日本外能自主生產(chǎn)氣相二氧化硅產(chǎn)品的少數(shù)國家之一。納米材料行業(yè)市場(chǎng)前景近年來，中國納米材料產(chǎn)業(yè)行業(yè)受到各級(jí)政府的高度重視和國家產(chǎn)業(yè)政策的重點(diǎn)支持。國家陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)政策，鼓勵(lì)納米材料產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新，《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指導(dǎo)意見》《國家新材料生產(chǎn)應(yīng)用示范平臺(tái)建設(shè)方案》《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》等產(chǎn)業(yè)政策為納米材料產(chǎn)業(yè)行業(yè)的發(fā)展提供了明確、廣闊的市場(chǎng)前景，為企業(yè)提供了良好的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)境。納米金屬粉末行業(yè)市場(chǎng)前景納米金屬粉體綜合性能優(yōu)異，其制造技術(shù)壁壘高。由于納米金屬粉體可以滿足對(duì)材料要求日益嚴(yán)苛的制造業(yè)需求，并且其產(chǎn)品附加值更高，無論是從國家發(fā)展戰(zhàn)略來看，還是從企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力與盈利能力來看，均具有較高開發(fā)價(jià)值，因此行業(yè)發(fā)展受到全球各國重視。伴隨金屬粉末制備工藝的不斷提升，金屬粉末終端應(yīng)用不斷拓展。以下游粉末冶金制品行業(yè)為例，伴隨注射成型、3D打印等新型技術(shù)逐步落地，并且在企業(yè)成本及環(huán)保雙重壓力下，粉末冶金工藝優(yōu)勢(shì)不斷顯現(xiàn)，粉末冶金在航空航天、高端裝備及醫(yī)療器械等終端應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)廣闊。隨著下游應(yīng)用行業(yè)的快速發(fā)展以及金屬粉末應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，金屬粉末行業(yè)迎來了快速發(fā)展期。傳統(tǒng)的金屬粉末以鐵基粉末和銅基粉末為主，但隨著粉末冶金工藝的升級(jí)和新能源、航空航天等領(lǐng)域需求的爆發(fā)，其他金屬粉末近幾年也快速發(fā)展，尤其是金屬3D打印等技術(shù)的崛起帶動(dòng)了包括鈦粉、鋁粉、鎳粉、鈷粉、錫粉、鉻粉在內(nèi)的其他金屬粉末百花齊放。金屬粉末100多年來主要被歐美日俄等發(fā)達(dá)國家的龍頭企業(yè)壟斷，中國企業(yè)普遍是2000年之后才開始在金屬粉末領(lǐng)域布局和發(fā)力。近幾年中國金屬粉末企業(yè)快速崛起，在多粉末多領(lǐng)域進(jìn)行。我國市場(chǎng)對(duì)高性能新材料的需求不斷增長，納米金屬粉體憑借其優(yōu)良綜合性能，應(yīng)用范圍以及需求量還在不斷擴(kuò)大。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國納米金屬粉體行業(yè)高端生產(chǎn)力較為不足，較多企業(yè)以中低端產(chǎn)品生產(chǎn)為主，行業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，未來還有較大優(yōu)化空間。在海外市場(chǎng)中，納米金屬粉體主要生產(chǎn)商有日本昭榮化學(xué)、日本同和、日本福田、德國賀利氏、美國艾慕科技、美國NovaCentrix、、美國元素公司、加拿大CVMR等。在多領(lǐng)域需求的共同推動(dòng)下，我國金屬粉末企業(yè)加速發(fā)展，一批專精創(chuàng)新細(xì)分行業(yè)龍頭企業(yè)密集上市，如鉑新材料、東木股份、粵安新材料、錢波新材料、億通新材料、友研粉末材料、思銳新材料、鉑力、中州特材等。從營收來看，2021年，東木股份營收居首，為35．91億元，研粉材料緊隨其后，營業(yè)收入27．81億元。除粵安新材外其他企業(yè)營業(yè)收入均超過5億元。從歸母凈利潤來看，2021年，錢波新材凈利潤最高，為2．38億元，此外，鉑新材和億通新材凈利潤分別為1．2億元和0．96億元。從毛利率來看，鉑濤、錢波新材、粵安新材2021年毛利率排名前三，分別為48．2%、38．3%、37．4%。從凈利率來看，心悅新材和錢波新材的凈利率都在20%以上，而億通新材和鉑新材的凈利率都在15%以上。預(yù)計(jì)全球市場(chǎng)規(guī)模將從2022年的95億美元增至2032年的193億美元，年均復(fù)合增長率（CAGR）為7．4%。美國是金屬粉末最大的消費(fèi)國，其次是中國。PMR預(yù)計(jì)2022年美國的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到27億美元，北美市場(chǎng)占比達(dá)30．9%。各種技術(shù)進(jìn)步和尖端制造技術(shù)的迅速采用將促進(jìn)美國金屬粉末需求快速增長。由于對(duì)高精度、耐用性和高強(qiáng)度組件的需求，PMR預(yù)計(jì)3D打印將在醫(yī)療保健和國防部門經(jīng)歷高速增長。中國是世界第二大經(jīng)濟(jì)體，同時(shí)是全球制造業(yè)大國，金屬粉末在電子、汽車、航空航天、新能源、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用空間廣闊，疊加產(chǎn)業(yè)升級(jí)和進(jìn)口替代，中國的金屬粉末市場(chǎng)規(guī)模有望進(jìn)入加速擴(kuò)張階段。金屬粉末可以分為單一金屬粉末和合金粉末。單一金屬粉末分為鐵粉、銅粉、鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉛粉、錫粉、鈷粉、鉻粉、銀粉等，被廣泛應(yīng)用于粉末冶金結(jié)構(gòu)零件、金剛石工具、磁性材料、摩擦材料電池等下游領(lǐng)域。金屬粉末在新能源、航空航天等新興領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)下，需求進(jìn)入規(guī)?；铀僭鲩L時(shí)期，市場(chǎng)空間有望達(dá)到千億以上規(guī)模，疊加中國持續(xù)推動(dòng)高端制造和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，國內(nèi)的金屬粉末企業(yè)步入加速成長階段。金屬納米材料是納米材料的一個(gè)重要分支。金屬納米粉體屬零維納米材料，其原子和電子結(jié)構(gòu)不同于化學(xué)成分相同的金屬粒子。它具有不同于宏觀物體和單個(gè)原子的磁、光、電、聲、熱、力及化學(xué)等方面奇異特性。納米金屬粉體可采用直接霧化法、液相法、氣相法、固相法、球磨法、等離子體氣化法、等離子旋轉(zhuǎn)電極法等工藝進(jìn)行制備，生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括納米銅粉、納米鋁粉、納米鎳粉、納米銀粉、納米合金粉等。全球氣相二氧化硅發(fā)展歷程氣相二氧化硅，俗稱氣相法白炭黑，是由硅的鹵化物（主要是一甲基三氯硅烷和四氯化硅，少部分企業(yè)使用三氯氫硅）在氫氧火焰中高溫水解生成的帶有表面羥基的無定形納米級(jí)白色粉末，常態(tài)下為白色絮狀粉末，該產(chǎn)品具有粒徑小、比表面積大、化學(xué)純度高、分散性能好等特征。氣相二氧化硅在補(bǔ)強(qiáng)、增稠、觸變、防沉、抗流掛、吸附、隔熱等方面的性能更優(yōu)異于沉淀法產(chǎn)品，因其產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)與硅橡膠相似，可以大幅提高硅橡膠制品的抗拉強(qiáng)度，提高彈性模量和伸長率，因此其在硅橡膠領(lǐng)域的使用量較大。由于氣相二氧化硅的制備工藝更加復(fù)雜，市場(chǎng)價(jià)格較高，除主要用于硅橡膠外，其作為功能性添加劑在油墨涂料、合成樹脂、化學(xué)機(jī)械拋光、復(fù)合材料、膠體電池、消泡劑、污水處理、農(nóng)業(yè)、化妝品、食品、醫(yī)藥、絕熱保溫材料等相關(guān)領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。二十世紀(jì)初期，隨著世界范圍內(nèi)橡膠工業(yè)的快速發(fā)展，橡膠工業(yè)的補(bǔ)強(qiáng)填料主要是氧化鋅，到二十世紀(jì)二十年代，隨著炭黑的試制成功從而開創(chuàng)了橡膠補(bǔ)強(qiáng)的新時(shí)代，將炭黑用于橡膠補(bǔ)強(qiáng)使橡膠的力學(xué)性能得到極大的提高，然而炭黑最大的缺點(diǎn)是其本身為一種黑色粉末，其顏色屬性決定了炭黑不能用于制備淺色或彩色橡膠制品。到了二十世紀(jì)四十年代，德國Degussa公司成功開發(fā)出以四氯化硅在氫氧火焰中高溫水解制備氣相二氧化硅的工藝，隨著氣相二氧化硅產(chǎn)品的出現(xiàn)，賦予了橡膠及硅橡膠產(chǎn)品極好的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度，打破了黑色橡膠獨(dú)占市場(chǎng)的局面。從全球氣相二氧化硅消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，有機(jī)硅行業(yè)是氣相二氧化硅主要的消費(fèi)領(lǐng)域，其中以硅橡膠為主。硅橡膠具有較好的耐高低溫、隔熱、絕緣、防潮、防化學(xué)腐蝕、抗污染和生理惰性，在航天、航空、國防工業(yè)、機(jī)械制造、建筑裝飾、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有不可替代的作用，是公認(rèn)的新型先進(jìn)合成材料。氣相二氧化硅在硅橡膠中最重要的作用是補(bǔ)強(qiáng)，添加氣相二氧化硅后可顯著提高硅橡膠制品的強(qiáng)度及力學(xué)性能，另外還能提高硅橡膠的抗高溫性和耐化學(xué)性，使硅橡膠應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。氣相二氧化硅的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢(shì)我國是涂料生產(chǎn)和消費(fèi)大國，在涂料中加入氣相二氧化硅，可提供防結(jié)塊、防流掛、乳化性、消光性、懸浮、增稠和觸變等功能。氣相二氧化硅也為樹脂基復(fù)合材料的合成提供了新的機(jī)遇，可以達(dá)到改善樹脂基材料性能的目的。在膠粘劑中，氣相二氧化硅主要作為補(bǔ)強(qiáng)劑和添加劑，起到流變控制、防沉降、防止流掛和補(bǔ)強(qiáng)作用。此外，氣相二氧化硅在化學(xué)機(jī)械拋光、復(fù)合材料、膠體電池、消泡劑、污水處理、農(nóng)業(yè)、化妝品、食品、醫(yī)藥、絕熱保溫材料等領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用空間。隨著未來氣相二氧化硅下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，應(yīng)用領(lǐng)域的多元化為氣相二氧化硅提供了廣闊的市場(chǎng)空間。近年來，隨著我國環(huán)保政策密集出臺(tái)，環(huán)保力度進(jìn)一步加大，多地陸續(xù)出臺(tái)了多個(gè)涉及化工園區(qū)的環(huán)境、整頓、提升、搬遷等政策。隨著環(huán)保要求的提高，目前國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模較小、技術(shù)水平及環(huán)保投入較低的企業(yè)將逐步被淘汰。氣相二氧化硅由于生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，設(shè)備投入較大，部分企業(yè)未來可能將因?yàn)楫a(chǎn)能規(guī)模及環(huán)保不達(dá)標(biāo)等因素逐步退出市場(chǎng)，市場(chǎng)格局及行業(yè)集中度將向研發(fā)能力突出、技術(shù)工藝先進(jìn)的企業(yè)集中，從而使具有核心競(jìng)爭(zhēng)能力的企業(yè)進(jìn)一步提高市場(chǎng)份額及競(jìng)爭(zhēng)力。國內(nèi)的多晶硅產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)六十年代，隨著本世紀(jì)初國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，多晶硅產(chǎn)能在大幅提高的同時(shí)，必然導(dǎo)致其還原反應(yīng)中的副產(chǎn)物四氯化硅的消化成為多晶硅行業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前隨著國內(nèi)多晶硅企業(yè)普遍采用冷氫化技術(shù)回收及循環(huán)使用大部分的四氯化硅副產(chǎn)物，導(dǎo)致四氯化硅供應(yīng)量大幅減少，使得純粹采用四氯化硅作為原材料生產(chǎn)氣相二氧化硅的企業(yè)可能面臨原材料短缺的風(fēng)險(xiǎn)。氣相二氧化硅行業(yè)產(chǎn)能及產(chǎn)量規(guī)模情況根據(jù)SAGSI的統(tǒng)計(jì)，2021年全球氣相二氧化硅產(chǎn)能為45．89萬噸/年，同比增加3．20%，新增產(chǎn)能全部來自我國。結(jié)合已公布計(jì)劃，再考慮新建項(xiàng)目投產(chǎn)可能性及部分落后產(chǎn)能被淘汰，預(yù)計(jì)到2026年全球產(chǎn)能仍將凈增8．99萬噸/年，達(dá)到56．88萬噸/年左右。2022-2026年全球產(chǎn)能年均增長率預(yù)計(jì)為3．60%。2021年全球氣相二氧化硅產(chǎn)量約為32．40萬噸，同比增加8．00%。2017-2021年全球產(chǎn)量年均增長率為4．60%。根據(jù)SAGSI預(yù)計(jì)，2026年全球氣相二氧化硅產(chǎn)量將達(dá)到39．90萬噸，2