聚芳醚砜行業國內外重點企業競爭格局分析及下游細分應用市場需求規模前景評估預測
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(1)聚芳醚砜行業發展歷程:聚芳醚砜,英文簡稱PSF,是分子主鏈上含有砜基和芳環結構的非結晶性琥珀色透明高分子化合物;具有耐高溫性能、高抗蠕變性能、高機械性能等特點的一類特種工程塑料。
20世紀60年代,美國聯合碳化物公司(UCC)完成了PSF的開發,并于1965年實現了工業化生產,生產能力達到4,500噸/年,并以U?del??PSU為商品名正式在市場上銷售。1976年,UCC推出了聚苯砜Radel?R,在1983年又推出了聚芳砜Radel??A。1986年,Amoco??Polymers公司獲得了UCC公司的PSF經營權,2001年后期該經營權被比利時索爾維公司獲得,后者成為世界領先的PSF生產公司。1987年,德國巴斯夫開始生產和銷售PSF,其商品名為Ultrason?S,2004年該公司PSF的生產能力已達到6,000噸/年。日本目前主要的PSF生產公司是日本住友化學。
國內對PSF的開發工作由天津材料研究所于1966年率先開始,緊接著上海市合成樹脂研究所和天山塑料廠共同合作,研究砜類樹脂的應用,在1969年建成了100噸/年的生產裝置,并進行生產。進入70年代,大連第一塑料廠利用上海市合成樹脂研究所的技術經驗,建成了可以工業化規模生產的裝置。80年代初,上海曙光化工廠開始進行PSF的生產和銷售,設計生產能力為200噸/年,2004年該廠停止生產和銷售聚砜。上海曙鵬特種工程塑料有限公司2002年建成了PSF生產線,設計生產能力為200噸/年,該企業經營至2007年。
目前,國內上市公司中金發科技(股票代碼:600143)、沃特股份(股票代碼:002886)開始涉足PSF產業化項目。非上市公司中除本公司外,山東浩然目前擁有千噸級產能。
中金企信國際咨詢公布的《2023-2028年聚芳醚砜市場發展戰略規劃分析及投資規模前景可行性評估預測報告》
(2)聚芳醚砜行業特點及發展趨勢:我國PSF產業起步晚、底子薄、總體發展慢,仍處于發展階段,核心技術與專用裝備水平相對落后,創新能力薄弱。在國家政策對PSF材料發展的積極扶持下,產業鏈的補短板將是未來一段期間的發展重點。
在行業標準方面,我國尚未出臺統一的PSF材料國家標準,導致市場競爭無序,產品良莠不齊。2016年工信部發布《石化和化學工業發展規劃(2016-2020年)》,指出要強化行業標準,加強工程塑料、特種化學品等化工新材料標準化工作,正是為了要解決行業標準缺失的問題。隨著PSF材料在我國應用范圍的擴大、應用水平的提升和應用場景的豐富,預計將在重點應用領域逐步建立和完善相應的行業標準,規范和指導PSF產業的健康發展。
產業配套能力提升方面,以原材料為例,國內可以采購的PSF生產原材料與國外原料相比產量、品質方面還存在一定差距,導致國產PSF高端產品在純度和色澤方面與國際水平相比還存在差距,并最終體現在產品性能方面的缺陷。隨著我國PSF產業的逐步發展壯大,經濟效益將逐步得到體現,吸引資金、技術、人才的加入,產業配套能力預計將獲得不斷提升。
在高端應用方面,例如用于生物醫藥領域的血液透析分離膜、用于燃料電池領域的離子交換膜等PSF產品,國內仍主要依賴進口,市場主要由比利時索爾維和德國巴斯夫占據,隨著產業扶持政策的出臺以及國內企業不斷的資本投入、研發投入、人力資源投入等,未來有望在PSF高端應用方面逐步實現進口替代。
(3)PSF的材料特性:PSF具有良好的力學性能、耐熱性、抗蠕變性、阻燃性、電性能、耐化學性、無毒性等。
1、力學性能:作為特種工程塑料,PSF在高溫條件下的力學性能優于通用工程塑料,其拉伸強度、沖擊強度等在-60至120℃范圍內變化較小。
2、耐熱性:PSF具有高耐熱性,以聚醚砜(PES)為例,其熱變型溫度在200℃-220℃,連續使用溫度為180℃-200℃,玻璃化溫度為225℃,可以在100℃以上蒸汽中連續使用。
3、抗蠕變性:PSF在高溫下蠕變小,擁有良好的尺寸穩定性。
4、阻燃性:PSF不需要添加阻燃劑即可達UL94V0級,燃燒煙霧量低,是阻燃性較好的特種塑料之一。
5、耐化學性:PSF耐酸、耐堿、耐無機鹽,耐汽油、機油、潤滑油和氟利昂等。
6、安全性:PSF是美國FDA和歐盟EU認可的一類符合食品級和衛生級的高分子材料。
(4)PSF的應用領域:PSF材料由于諸多優異的性能,可廣泛應用于航空航天、醫療器械、食品接觸、汽車、電子電氣、水處理、家居用品等行業,具體來說可分為兩板塊。第一板塊是工程類應用,具體可以分為三類:
1、第一類作為注塑級的工程塑料,應用領域包括醫療器械(呼吸機配件、麻醉機配件、牙醫工具盒、消毒器具、IVC實驗用品等)、食品接觸(奶瓶、吸奶器、水杯、航空餐盤、高溫烤盤等)、航空及汽車(ABS制動系統零件、車燈、齒輪轉動裝置、傳感器、燈罩等)、建材(管接頭等)、家電(如洗碗機部件、榨汁機部件、咖啡機部件、烤箱部件等)、電子電氣(連接器、端子、絕緣件等)。
2、第二類屬于PSF的復合材料,PSF的纖維增強復合是改性材料的方向之一,利用玻璃纖維增強之后,可以得到高剛性的PSF復合材料,應用領域包括繩纜、線纜、防割手套等;
3、第三類是PSF合金,PSF與PEEK、PPS、PEI等不同的耐高溫塑料共混制備合金材料。
另一板塊是PSF類膜的應用,主要集中在生物醫藥、燃料電池領域和水處理等領域。
1、生物醫藥領域:PSF由于毒性低、化學穩定性好、生物相容性好,對多余毒素的選擇性過濾高等性能,是制備血液透析膜的基礎材料。
2、燃料電池領域:PSF膜的機械性能、溶脹度、吸水率以及離子交換量可以滿足燃料電池的要求,正在行業內推廣使用。
3、水處理領域:PSF具有優良的耐腐蝕性、耐藥性,可連續使用等性能對在工業水處理膜、超濾膜、RO反滲透膜等領域應用廣泛。
(5)PSF材料行業競爭格局分析:目前,全球聚芳醚砜的生產商主要有比利時索爾維、德國巴斯夫、日本住友化學、中國優巨新材以及山東浩然。上市公司中金發科技和沃特股份的聚芳醚砜生產線于2021年搭建完成。
1、國外主要企業情況:
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2、國內主要企業情況:
(1)山東浩然特塑股份有限公司:山東浩然特塑股份有限公司(以下簡稱“山東浩然”)成立于2010年,主營聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚醚醚酮工程塑料原料及二次制品的研發、生產、銷售。根據2020年威海主管部門的公示信息,其擬建設年產3,000噸聚砜系列樹脂研發及產業化項目。
(2)金發科技(股票代碼:600143):金發科技的主營業務為化工新材料的研發、生產和銷售,主要產品包括改性塑料、完全生物降解塑料、高性能碳纖維及復合材料、特種工程塑料、輕烴及氫能源、環保高性能再生塑料等六大類。根據金發科技2020年年報披露,其采用界面成鹽可控縮聚技術和高熱穩定性封端創新技術,突破了高透明度聚芳醚砜(包括PPSU和PES)產業化關鍵技術,其800噸聚芳醚砜樹脂裝置正在建設中,2021年年報披露其千噸級PPSU/PES中試產業化裝置已基本達產,2022年半年報披露其800噸聚芳醚砜樹脂項目在建工程余額為56.09萬元。
(3)沃特股份(股票代碼:002886):沃特股份主要從事高性能功能高分子材料合成、改性和成品的研發、生產制造、銷售及技術服務,產品主要包括工程塑料合金、特種高分子材料、改性通用塑料等。根據沃特股份2022年半年報披露,其聚芳醚砜生產線搭建完成并開始小批量試料。其前次募集資金使用情況的報告披露截至2022年6月末聚芳醚砜產品尚未產生收入。
(6)PSF材料市場狀況:PSF材料主要應用于醫療器械、食品接觸、航空航天、汽車、電子電氣、水處理、其他工業等領域,各領域需求的穩步增長帶動PSF材料需求快速增加。預計2024年聚砜合物消費量可達9.5萬噸,2019-2024年復合增長率為6.8%。根據中金企信統計數據顯示,2020年PSF材料全球市場空間為16.6億美元,預計2021-2027年將保持5%的年復合增長率,2027年市場規模將達到23億美元以上,亞太地區預計將成為主要市場,其中醫療器械、食品接觸、汽車航空、電子電氣領域的份額總計超過70.00%。
1、衛生/醫療行業:醫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境的能力。PSF材料無細胞毒性、無致敏性、無皮膚刺激性,能經受高壓蒸汽、環氧乙烷、低溫等方式滅菌,符合ISO10993標準,可在II級與III級醫療器械中使用。PSF材料因質輕、能被X射線透過、設計自由度高等特點正逐步取代金屬醫療材料應用于消毒盤、手術牽開器、股骨試驗盒、牙科器械等。
此外,PSF材料還因其優異的化學惰性與生物相容性,在醫用膜材上被大量的研究與應用。早在1999年,美國國家透析相關疾病檢測顯示,超過70%的血液透析膜是基于PSF材質制備而成,相比傳統結構件,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,我國醫療器械行業市場規模不斷擴大,?2022年達到11.27萬億元,2025年將達1.86萬億元。其中,2020至今,受新冠疫情和國內龐大需求的影響,醫療器械行業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,指導醫療器械行業發展,中國醫療器械發展空間大。隨著產業發展政策環境持續優化,以及公眾對醫療器械診斷精準化的需求日趨強烈,未來中國醫療器械行業市場規模,將會保持穩定增長態勢。
2、食品接觸:PSF材料因其性能穩定、無毒,符合美國食品藥品監督管理局和歐洲委員會對食品及其接觸應用的相關法規要求,廣泛應用于食品接觸領域。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為材料生產的空氣炸鍋,比傳統的玻璃材料更輕、韌性更優、使用壽命更長。PSF材料可廣泛用于嬰兒奶瓶、微波烹調器具、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。
廚具行業規模未來將不斷擴大。根據中金企信統計數據,2022年全球炊具和烤箱領域的收入約為60億美元,其中,中國市場收入30億美元,占據%50的主要市場份額。預計全球炊具和烤箱領域的銷量在2027年將達到1400萬臺。
3、汽車、航空領域:在汽車、航空航天領域,利用PSF的耐磨、耐負載性能,可制成止推環、燈具部件、空調系統密封條等;利用其可塑性、耐熱性能可制作防護罩元件、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、耐化學性、低變形性可生產飛機內部配件和飛機外部零件、宇航器外部防護罩、照明器檔板、電傳動裝置、傳感器等。
汽車領域中,新能源汽車將成為PSF市場增長較快的終端市場之一。中國新能源汽車產銷量在2012-2021年實現飛速增長,其產量從1.30萬輛增長至354.50萬輛,復合增長率為86.5%。
航空航天領域也將成為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公司對輕量化飛機部件的需求不斷增加,驅使PSF生產企業推陳出新。Plasti?Comp與德國巴斯夫公司合作推出了“基于聚芳醚砜的長纖維熱塑性塑料(LFT)”,該復合材料作為以塑代鋼的首選,為航空航天器的持續輕量化提供了解決方案,對PSF材料在航空航天領域的應用產生積極影響。
4)電子電氣領域:PSF具有天然阻燃性、良好絕緣性、耐熱性、耐化學性及加工穩定性,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系統零件、電容器薄膜、電刷座、堿性蓄電池盒等。我國集成電路產業規模持續增加,貿易摩擦加速國產化進程。2018年,我國集成電路市場規模已達1.50萬億元,成為全球最大的半導體市場,PSF在集成電路以及半導體中的應用隨之增長。
2022年全球半導體設備銷售額有望連續刷新歷史記錄。2021年半導體設備全球銷售總額將達到1,030.00億美元的新高,較2020年的710億美元增長45.07%。預計2022年全球半導體設備市場總額將擴大到1,140億美元,有望連續三年創歷史新高。
5)水處理膜和超濾膜:PSF具有高強度、高韌性、高剛度和水解穩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年是我國膜產業的高速增長期。至2017年底,全球膜產值已達1050億美元,我國膜產業的總產值約為2000億人民幣,我國膜產業占全球膜產業產值比重從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,水處理膜產業仍將快速發展。
根據中金企信統計數據: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44億美元,預計到2026年增長到60億美元。
6)其他應用:PSF可用于制作加濕器、吹風機、服裝汽蒸、照相機盒,放映機元器件等耐熱、耐水解產品。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備、食品加工設備、污染控制設備、奶制品加工設備及工程、建筑、化工用管道等。
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