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渗透率提升叠加国产替代,国内含氟聚合物(FEP、PTFE、PVDF等)带来成长空间

发布时间:2023-02-17  来源:立鼎产业研究网  点击量: 2060 

氟元素的独特性质为含氟聚合物带来优异的物理和化学性能。含氟聚合物材料是含氟原子的单体通过均聚或共聚反应而得,由于C-F键极短、键能极高,含氟高分子材料相较于一般聚合物产品拥有独特的性能优势。氟元素作为电负性最强的一种元素,首先含氟聚合物中键能极高的氟碳键赋予了聚合物主链骨架的稳定性,对应含氟聚合物普遍拥有的耐候性;其次由于氟原子自身原子半径小,使其拥有一些特别的表面性质,如不粘性,低摩擦性,防水及防腐蚀性等;另外氟原子自身较低的极化率使其拥有优良的电学及光学性质,如高绝缘性、低介电常数以及高透光性。

含氟聚合物材料性能优势


资料来源:公开资料

含氟聚合物包含氟树脂和氟橡胶,PTFEPVDFFEP为目前应用最为广泛的材料。含氟高分子材料可以划分为氟树脂和氟橡胶两个大类,参考2019年海外含氟聚合物产能分布,氟树脂占比88.6%,氟橡胶占比11.4%。海外产能主要集中在发达国家,美国、欧洲和日本占据了其中的87.4%PTFEPVDFFEP是氟树脂材料最主要的产品,占据全球90%以上的氟树脂材料市场。石油化学工业是氟树脂最大的消费领域,其次是机械、电子电气、涂料、纺织、炊具、医疗器械领域;汽车零部件则为氟橡胶最大的消费领域。目前市场上其它含氟高分子材料主要品种还包括:四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-六氟乙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)和四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物(TFB)等。

不同种类含氟聚合物材料简介


资料来源:公开资料

近年来,国家政策大力推动精细化工行业的发展,含氟高分子材料是我国化工产业和新材料产业发展的重点之一,国家将各类含氟高分子材料产品及其原材料作为优先发展的鼓励项目。含氟高分子材料的应用场景逐步拓宽,开始广泛应用于高速通讯电缆电缆、局域网电缆、5G 网络基站、智能手机用导线、电池粘结剂、电池隔膜、背光板、前板膜等领域。受益于新能源、节能环保、集成电路、高端装备制造等国家战略性新兴产业的快速崛起,预计上述含氟高分子材料产品的市场需求将保持高速增长趋势,市场前景广阔。

近年与含氟聚合物材料发展相关的国家产业及研发鼓励政策


资料来源:公开资料

含氟聚合物凭借其优异性能广泛应用于新基建领域。近年来国家正在推进加快新型基础设施建设的建设进度,具体包括 5G 基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域,相关领域与含氟高分子材料下游应用息息相关。该等政策将进一步拉动下游行业对含氟高分子材料的需求,其中技术含量高、生产工艺复杂的相关产品市场需求将实现更快增速。

含氟聚合物主要应用领域


资料来源:公开资料

受益于需求拉动,国内含氟聚合物材料产量呈现高速增长。受益于下游行业快速发展带动的需求增量,我国含氟高分子材料主要产品产量总体实现稳定较快增长。根据百川盈孚数据,2021年中国主要含氟高分子材料及单体(FEPPTFEPVDFHFP)产量为20.98万吨,同比增长11%;其中PTFE总产能达16.9万吨/年,年产量8.9万吨,同比增长5.9%FEP总产能达2.63万吨/年,年产量1.8万吨,同比增长12.5%PVDF总产能达7.85万吨/年,年产量5.68万吨,同比增长19.33%

2021年我国主要含氟高分子材料产能及产量(万吨)


资料来源:百川盈孚

含氟聚合物材料的生产对氟化工企业的一体化能力要求较高。含氟高分子材料均由氟单体聚合而来,但市场上氟单体的供应商很少,大部分氟单体由制冷剂作为原料生产自给。氟单体四氟乙烯(TFE)为合成聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)的原料,由于其在常温下为气态,且有毒性,运输非常困难,提供该生产原料供应的产商较少,均为厂商自给。因此,国内大多数相关生产企业均需从制冷剂HCFC-22开始生产四氟乙烯(TFE),再进一步生产得到六氟丙烯(HFP),最终聚合产生含氟高分子材料,生产流程较长,对生产企业有较高的能力要求。

含氟聚合物材料的生产也存在较高的技术壁垒,板块竞争格局较好。因为氟化物的腐蚀性强,存在一定的安全隐患,对加工设备的金属材质要求较高,也需要经验丰富、技术过硬的人员来操作。尤其是中高端含氟高分子材料产品,不仅需要企业具备相当长时间的技术积累,还需要配置高精度设备,历经较长时间尝试多条技术路线后才能形成成熟理想的制造工艺。国内企业对于含氟高分子材料研究起点比较低,很多技术还不成熟,所以对于我国氟化工产业来说中高端含氟高分子材料产品的生产并非易事。目前国内生产含氟高分子材料的企业均为氟化工一体化程度较高的行业龙头,包括永和股份、东岳集团、巨化股份、三爱富集团、梅兰集团等几家企业,大金、科慕等国际厂商亦在国内投资了含氟高分子材料的相关产能。

目前制备中高端含氟聚合物产品的技术能力为各生产厂商的核心竞争力。多数国内企业过往主要在含氟高分子材料的中低端产品领域进行产能扩充和价格竞争,在中高端领域技术储备和产能相对不足,其产品供给市场仍较为紧张。以FEP产品为例,目前国内厂商产能主要集中于FEP模压料、通用挤塑料以及浓缩液,主要应用领域为照明和家电用的电线、化工设备内衬、表面防腐,而高端FEP聚合物分子链段改性设计以及高纯度FEP高分子材料生产方面仍严重缺乏,在高端应用领域如军工、信息产业所用的高端线缆的FEP产品供给较少。各厂商在制备含氟聚合物产品中的技术能力差异,会直接反映在其产品质量和产品价格上。

含氟高分子材料将成为国内氟化工行业发展的下一个“蓝海”。总体看,经过一段时间的摸索,基础产品和通用产品的国内工业化生产装置和技术水平有了较大提升,我国含氟高分子材料产业正向规模化、精细化、系列化的方向发展,我们预计未来将持续改进和优化生产工艺从而提升产品性能、降低生产成本。随着国内技术的不断成熟,含氟高分子材料在国内存量市场的应用渗透率将逐渐向发达国家看齐。参考海外发达国家氟化工行业发展现状,根据《国外氟材料发展现状及趋势分析》(赵立群),预计2019-2025年海外含氟聚合物需求年复合增长率将达到4.8%,同时叠加由5G通信、半导体、新能源等下游行业发展所带来的增量市场空间,随着国内氟化工企业持续开发新产品和开拓新应用领域,将进一步实现中高端材料的进口替代,含氟聚合物前景广阔。


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