安博体育官网登陆入口.三大热点、四大产业、五大聚焦!看我国新材料产业发展
发布时间:2024-04-18 09:15:07 来源:安博体育官网登陆 作者:安博体育官网
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  发达国家均全力发展新材料产业,例如美国将新材料称之为“科技发展的骨肉”,我国新材料发展也将由原材料、基础化工材料逐步过渡至新兴材料、半导体材料、新能源材料、节能(轻量化)材料。

  千亿级风口主要是高性价比、高性能电子化学品,包括芯片、传感器,以及半导体电子(电子胶粘剂、光刻胶、导电材料、高纯气体、溶剂等)。

  万亿级风口主要是新能源相关材料,包括固态电池、燃料电池、氢燃料电池、锂电池、太阳能光伏、可再生能源、储能、风能等。

  其他风口包括:处于加速发展期的生物可降解材料(有利于垃圾分类等)、3D打印新材料、结构化材料、以及轻量化、节能材料。

  芳纶下游应用高端,是关键的战略材料。芳纶产品的特点是门槛高,国内企业少,国产化替代趋势明显,目前行业上升趋势明显。芳纶产品的门槛主要是技术和客户准入门槛,要进入市场需要做安全认证,需要几年的成功案例,下游应用领域对安全性的要求都很高。

  目前全球的对位芳纶处于衡状态,国内对位芳纶80%依赖进口。从全球来看,随着应用领域的增加,对位芳纶需求将逐渐增加,预计未来5年全球对位芳纶的需求量将达到15万吨左右。按照每年增速10%计算,2020年我国对位芳纶的需求量将达到13000吨,2025年对位芳纶的需求量将达到25000吨。

  全球间位芳纶行业主要被美国杜邦、泰和新材、日本帝人等公司占据。其中杜邦产能以67%位居第一,帝人占比为7%。

  聚酰亚胺,是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400℃以上 ,长期使用温度范围-200~300℃,部分无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4.0,介电损耗仅0.004~0.007,属F至H。

  PI薄膜:PI薄膜为PI系列产品中应用最早,最为成熟的产品,是绝缘薄膜最优选择,高端产品国产化浪潮已近。电子级以下PI薄膜已实现国产自给自足,电子级及以上PI薄膜市场仍主要由海外公司瓜分。随着国内化学亚胺法生产线的逐渐落地,国内厂商将参与分享高端市场近百亿市场。未来随着FCCL市场保持高增速,以及OLED快速普及对柔性衬底需求的提升,高端电子级PI薄膜市场将处于快速扩张期。

  PI纤维:扎根军用市场,民用市场开发提速。PI纤维耐热性能、机械性能优异,是航空航天和军用飞机等重要领域的核心配件材料,其在军用市场的应用具备不可替代性。在商用领域,PI纤维在环保滤材、防火材料等应用目前正处于孕育期,未来有望为PI纤维增添新活力。

  PI/PMI泡沫:受益军舰建造,迎“蓝海”时代。PI泡沫目前最为重要的应用为舰艇用隔热降噪材料,目前我国海军正处于第三次建船,PI泡沫作为新型战舰中的首选隔热降噪材料,未来需求有望快速提升。此外PMI泡沫作为最为优异的结构泡沫芯材,广泛用于风机叶片,直升机叶片,航空航天等领域中,其对于PET泡沫的替代趋势明确,市场空间广阔。

  PI基复合材料:轻量化是大趋势,主打高端市场。纤维增强复合材料是镁铝合金之后的新一代轻量化材料,以聚酰亚胺作为树脂基的复合材料耐高温和拉伸性能出色,应用十分广泛。随着碳纤维产业的逐渐成熟,碳纤维增强复合材料需求增长明显,聚酰亚胺+碳纤维的组合作为最为优异的复合材料组合之一,在抢占高端市场方面优势明显。

  PSPI(光敏聚酰亚胺):光刻胶、电子封装双领域发力,享电子产品高端化红利。光敏聚酰亚胺主要有光刻胶和电子封装两大应用。PSPI光刻胶相比于传统光刻胶,无需涂覆光阻隔剂,能大幅缩减加工工序。同时PSPI也是重要的电子封装胶。光敏聚酰亚胺作为封装材料可用于:缓冲涂层、钝化层、α射线屏蔽材料、层间绝缘材料、晶片封装材料等,同时还广泛应用于微电子工业中,包括集成电路以及多芯片封装件等的封装中。

  耐高温尼龙:高温尼龙的技术壁垒比较高,该产业一直未得到大规模的发展,市场需求发面存在巨大的空白。我国耐高温尼龙研究比较晚,新品种的开发主要以PA6T改性为主,以合成新型尼龙为辅。高温尼龙作为一种高性能工程材料市场不断扩大,预计中国在未来几年里对高温尼龙的需求将以15%~25%的速度增长。耐高温尼龙潜在需求占尼龙20-30%,而五年内中国市场对尼龙的需求有望达万吨。

  尼龙弹性体:尼龙弹性体就是聚酯/聚醚-聚酰胺嵌段共聚物,最常见的是聚醚嵌段酰胺(PEBA),它较为突出的性能是高回弹性、轻质和低温耐冲击性能。尼龙弹性体的能量回馈可以达到85%,比Boost缓震科技高约15%,拥有更棒的吸震缓冲效果。与TPU相比,它的质量更轻。尼龙弹性体的合成技术门槛较高,大多掌握在法国阿科玛、德国赢创、日本宇部兴产等国外大厂手里。尼龙弹性体市场需求潜力巨大,除了440亿双鞋/年的底材需求,还有对聚氨酯软泡、塑胶跑道材料的替代。

  电子化学品是专为电子信息产品制造中的显影、蚀刻、清洗和电镀等工艺配套的细化工材料,是集成电路、平板显示制造等信息产业的重要支撑材料。

  2017年,世界电子化学品产值1500亿美元,中国产值约2600亿元,预计2018-2022年,年均增长率约为11%。包括陶氏、霍尼韦尔、三菱化学和巴斯夫等公司,正竞相将电子化学品业务重点放在包括中国在内的亚太地区。中国丰富的原材料以及靠近下游需求等方面优势明显,电子化学品产能向国内转移已成为大势所趋。

  轻量化的关键——高性能新材料如TPEE、POM、PI、PA、PU、TEEK、PPA、PTT等替代比重几倍的钢铁。

  聚合物固化技术——美国伊利诺大学ScottWhite教授率领的研究团队开发出一种新的聚合物固化技术,只需小型热源就可在短时间内完成聚合物制造,与目前的制造工艺相比,可降低10个数量级的能耗,并减少2个数量级的工时。

  我国材料薄膜产业增速平稳,2010-2017年我国材料薄膜产量由799万吨增加至1570万吨,年均复合增速达10%。2017年全球液晶聚合物薄膜和层压板销售量约9050吨,复合年增长率为6.7%。快递包装薄膜将呈现减量化、绿色化、可循环发展趋势。背光模组光学膜将趋于高亮度化、薄型化、轻量化、高色域化发展。

  光学聚酯薄膜产业:功能性聚酯原料制备技术,是制膜企业的核心技术之一,其中纳微米添加改性,涉及到滑爽均匀性,结晶均匀性和静电压膜性等正是阻碍行业发展的技术瓶颈。国内光学聚酯薄膜产业目前还处于起步阶段,大多集中于薄膜的拉伸成型加工上,缺少对光学聚酯薄膜技术的系统性研究。在光学聚酯薄膜材料(专用切片及母料)、配方设计,装备及工艺控制等方面难以同国际巨头抗衡,这些都制约了我国新型显示等产业的发展;三是行业的整体科技创新缺少协同与联动。

  BOPA薄膜产业:BOPA薄膜主要应用于食品、日化、医药、电子、建筑、机械等包装领域,其中食品包装就占据了70%-80%的份额,主要是用于高温蒸煮、冷冻、休闲类食品。预计在未来的几年里,中国软包装和BOPA薄膜市场将继续呈现增长态势,且海外市场会成为另一新的增长点。

  BOPET薄膜产业:BOPET薄膜因其优异的物化性能和环保性能,BOPET被誉为21世纪最具发展潜力的新型材料之一。我国BOPET聚酯薄膜需求量占全球需求总量的33%。下游应用行业主要是包装材料、电子信息、电气绝缘、护卡、影像胶片、热烫印箔、太阳能应用、光学、航空、建筑、农业等生产领域。目前国内厂商生产的聚酯薄膜最大的应用领域是包装业,如食品饮料包装、医药包装,还有一部分特种功能性聚酯薄膜应用于电子元器件、电器绝缘等高端领域。

  BOPP薄膜产业:BOPP薄膜有“包装皇后”的美称,我国BOPP薄膜表观消费量2013年为251.0万吨,2017年已达330万吨,5年增长了32%。随着我国消费水平的不断提高和后加工的彩印复合、复膜、镀铝、涂布等行业的迅猛发展,对BOPP膜的需求存在极大的市场潜力。

  BOPE薄膜产业:BOPE薄膜产业会成为薄膜行业关注热点,其具备如下优点:较适合大批量订单生产需要;高透明、高光泽、晶点少;高挺度、高拉伸强度;高抗穿刺强度;极好的低温抗冲击强度及抗性、耐磨性、极好的低温柔韧性;润湿张力保持时间长、印刷性能好,套印精确。以一半厚度的BOPE替代吹材或流延CPE薄膜与BOPA或BOPET等干式复合可达到相同的热封合强度和接近的挺度;而且以一半厚度的BOPE替代吹材或流延CPE薄膜与BOPA等干式复合用于冷冻包装可大大降低破袋率。

  目前常用的3D打印高分子材料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和ABS等。虽然3D打印最常见的市场材料是ABS、PLA,实际上尼龙才是应用规模最大的材料。预计到2022年,尼龙将占据3D打印材料市场30%的市场份额。

  影响材料材料应用于3D打印的因素主要有:打印温度高、材料流动性差,导致工作环境出现挥发成分,打印嘴易堵,影响制品精密度;普通的材料强度较低,适应的范围太窄,需要对材料做增强处理;冷却均匀性差,定型慢,易造成制品收缩和变形;缺少功能化和智能化的应用。

  工业领域未来大规模工业应用在全球3D打印市场有望迎来爆发式增长。在工业级领域,3D打印经过30年的发展,已经形成了一条完整的产业链。目前3D打印技术已经在军事、航空航天、医疗、汽车、机械设备制造及消费领域得到了一定的应用。3D打印应用于建筑,建筑承重件,汽车零部件,工业零件。产业链的每个环节都聚集了一批领先企业。

  随着3D打印技术的发展,传统材料的性能被大幅提升,依靠材料强大的快速熔融沉积和低温粘接特性将被广泛应用到3D打印制造领域。除了材料自身可以通过3D打印制品外,在玻璃、陶瓷、无机粉体、金属等的3D打印都需要依靠材料的粘接性来完成。

  通过改性材料的强度被用来直接替换金属用于各类复杂构件,既便宜又质轻。甚至可以替代玻璃、陶瓷等制品,从而使材料在3D制造中被广泛应用。

  材料可避开低强度的缺陷,向复合化、功能化发展,特别是实现多元材料复合、从而赋予材料特定功能。通过3D打印技术制造工艺复杂的智能材料、光电高分子材料、光热高分子材料、光伏高分子材料、储能高分子材料等新材料。

  3D打印因具有不需要模具、零部件的快速修复等优点,能将中国制造业前进5-10。