改性塑料是以初級形態樹脂為主要成分,以能改善樹脂力學、流變、燃燒性、電、熱、光、磁等某一方面或某幾個方面性能的添加劑或其他樹脂等為輔助成分,通過填充、增韌、增強、共混、合金化等技術手段,得到的具有均一外觀的材料。
根據改性后的功能,改性塑料包括阻燃樹脂類、增強增韌樹脂類、塑料合金類、功能色母類等種類,各個種類按照不同的材質可以進一步細分,并且由于各自的性能差異,應用領域也各有不同。
改性塑料細分種類(按功能)
改性塑料作為新材料產品,屬國家戰略新興產業范疇,國家相關法規政策為改性塑料技術發展確立方向,改性塑料行業受到國家政策鼓勵與支持,國家相關部門對于改性塑料尤其是高性能的改性塑料行業發展的高度關注,將推動改性塑料行業發展持續向好。
中國改性塑料行業相關政策匯總一覽表
我國的改性塑料行業總體的發展水平較低,行業內企業的生產規模與國外同行業公司相比相對偏小,產品的市場狀況也呈現出低端產品多,中端產品產品不穩定,高端產品缺乏的特點,遠不能滿足我國21世紀經濟發展的需要。因此,改性塑料作為化工新材料領域中的一個重要組成部分,也已被國家列為重點發展的科技領域之一。我國汽車用改性塑料市場主要被國外企業所占據,國內改性塑料企業才占有不到1/3的市場份額。由于國內企業的產品大多局限于低技術含量、低標準的層面,對那些具有高性能需求的領域開拓能力明顯不足。改性塑料下游主要為汽車、電子電器和家電行業,三者占比超過50%。而近年來汽車優惠政策的推出極大地促進了產業的發展,另外,節能減排政策導向也推動汽車企業減輕汽車重量進而實現節能減排,這些都極大地促進了改性塑料行業的發展。
我國改性塑料行業經過多年的快速發展,產量和市場規模都呈現上升趨勢。2015年至2021年,我國改性塑料產量由1,307萬噸提升至2,650萬噸。
盡管國內塑料產業發展速度較快,我國塑料應用規模仍然偏小。我國塑料改性化率(即改性塑料產量占塑料總產量的比例)穩步增長。全球塑料改性化率近50%,我國塑改性化率已由2011年的16.3%提升至2020年的21.7%,相比全球水平仍有較大提升空間。
改性塑料產業在很多發達國家已有多年的發展歷史,大型國際化工企業如巴斯夫、朗盛、杜邦、沙特基礎工業公司、塞拉尼斯等,在原料供應、營業規模、技術積累上優勢明顯,在高性能專用改性塑料的配方研發、加工制造、品牌質量等方面處于領先地位,產品在高端領域應用較為廣泛。而相比之下,國內改性塑料企業大都是從90年代后國內家電和汽車行業發展起來之后才開始興起,雖然近年來發展速度較快,但綜合競爭力與國際大型化工企業仍有一定差距,目前國內高端改性塑料市場仍以進口為主。
大力發展高端改性塑料
新材料是國家工業發展的基礎,近年來,在我國發展高端制造業、戰略性新興產業、構建“國內大循環”戰略和實現經濟轉型的背景下,改性塑料作為重要的新材料種類,是我國實現目前規劃的重要產業,發展國產高端改性塑料是我國實現進口替代重要的步驟。
改性塑料與普通塑料相比,其增強增韌性能、阻燃性能、耐高溫性能、耐老化性能、耐劃痕性能等對電子電器產品的安全性和穩定性起著至關重要的作用。憑借上述性能,改性塑料大量取代了傳統金屬和無機非金屬材料,成為了電子電器產品的主要材料之一。隨著人們對安全、健康的重視程度越來越高,國內外對塑料材料的防火安全性提出了嚴格的要求,未來對高端改性塑料需求仍將保持增長。當前電子電器產品也正向智能化、小型化、模塊化為特征的新一代產品發展過渡,對改性塑料相關產品需求將持續增加。
國家統計局數據顯示,我國電子電器行業經過快速成長期后,到2015年之后進入平穩發展階段,年零售總額在1,000億美元左右。從細分行業看,各品類業績增速有不同程度放緩。相關數據預測,到2024年,我國電子電器行業市場零售額將達到1,014億美元。
我國改性塑料行業經過多年的快速發展,產量和市場規模都呈現上升趨勢。2016年至2020年,我國改性塑料產量由1563萬噸提升至2250萬噸,年復合增長率9.54%。中商產業研究院預測,2022年改性塑料產量達到2884萬噸。盡管國內塑料產業發展速度較快,我國塑料應用規模仍然偏小。我國塑料改性化率(即改性塑料產量占塑料總產量的比例)穩步增長。全球塑料改性化率近50%,我國塑改性化率已由2011年的16.3%提升至2020年的21.7%,相比全球水平仍有較大提升空間。
我國有上千家企業從事改性塑料生產,但規模企業(產能超過3,000噸)數量不多。目前中國改性塑料行業市場集中度低,前四企業僅占整體市場的11.5%。按改性塑料產量來看,金發科技市場份額占比最多,達7.1%;會通股份市場份額達1.6%;普利特市場份額達1.4%;國恩股份市場份額達1.4%。
下游應用廣泛
當前我國新增電子電器消費大多數來自更新換代需求,呈現個性化、高端化、智能化和健康化的特點。為呈現時尚、色彩豐富的個性化外觀,越來越多的電子電器生產線引入了免噴涂改性塑料,通過注塑成型可直接達到金屬質感、自然質感、黑亮、閃爍、消光等效果。新興的智能家居、智能手機等不僅具有更為輕薄和時尚的外觀,其內部線路的排列也更為緊密和有序,這也要求外殼材料滿足高灼熱絲、高漏電起痕等條件,以適應長期在高溫環境下安全運行。
新能源電池主要包括動力電池、超級電容器等產品。其中動力電池是汽車等交通工具的動力來源。電動汽車很大一部分重量來源于電池,在電池能量密度一定的情況下,電芯的數量是一定的。故要從減輕整車重量入手減小能源損耗,提高新能源汽車的續航能力,電池結構和箱體的減重是必不可少的環節。結合汽車產品的使用場景,動力電池的箱體和結構必須能夠承受跌落、耐撞擊、耐振動、擠壓穿刺等機械沖擊。此外,還需要滿足耐腐蝕、耐高低溫、防火防潮、阻燃導熱等要求,以確保能夠在惡劣環境中長期使用。
隨著新能源汽車行業的不斷發展,中國已經成為世界上新能源電池及新能源汽車最主要的供應基地,而新能源汽車專用材料尤其是動力電池用材料對改性塑料提出了更高的要求。
新能源動力電池結構常用的改性塑料有阻燃PPE、PPS、PC/ABS合金及阻燃增強PA;箱體材料目前大部分采用高強度的鋼、輕金屬,很多廠商正在嘗試用SMC復合材料取代金屬,該類改性塑料材料具有良好的設計性和工藝性,且強度高、尺寸精確、耐腐蝕、穩定性好。改性PPO(聚苯醚)材料對鈷酸鋰、錳酸鋰等鋰電池電極材料具有良好的耐腐蝕性,且具有極好的阻燃性、耐低溫及抗沖擊性能,是制作鋰電池防護殼非常理想的材料之一。
未來發展如何?
根據工信部相關數據,2021年我國新能源汽車銷售完成352.1萬輛,同比增長157.57%。另外,參照《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》中2025年新能源汽車銷量占比達到20%左右的發展愿景,結合綠色經濟預期目標、技術成熟度提高、成本進一步下降以及消費者需求驅動力上升等利好條件,預計2025年我國新能源汽車銷量突破700萬輛大關。相應地,隨著新能源汽車結構與質量的持續改善,以及新車型的推出,新能源汽車動力電池需求將加速提升。
由于改性技術發展,一些通用塑料可以通過改性技術改善原有性質,耐熱性和機械強度等指標有了顯著提升,從而具有了一定工程塑料的性質,應用領域得以大大拓寬。對于工程塑料,由于國內汽車、電子電器等行業對原材料性能要求不斷提高,原本的工程塑料已經不能完全適應下游市場的要求,工程塑料經過改性,各類物性指標更加優異,以更加嚴苛的性能適應市場需求。高性能特種工程塑料由于可以耐高溫,并且具有性能好、尺寸穩定等特性,可以被應用于電子電器、汽車、以及宇航等尖端科技領域,但是尖端產品市場容量小。為了進一步擴大改性特種工程塑料的應用領域,需要采用低成本路線,用較低的成本擴大市場。
改性塑料目前廣泛應用于汽車、通訊、電子電器、新能源電池、家電、醫療、軌道交通、精密儀器、家居建材、安防、航天航空、軍工等諸多國家支柱性產業和新興行業,其中家電和汽車是目前改性塑料最重要的下游應用行業。
此外,改性塑料憑借其輕量化、耐腐蝕、阻燃性、耐熱性、絕緣等性能,已經越來越多地應用在社會各個領域。在健康防護領域,改性塑料可應用于食品包裝、醫療防護等場景;在軌道交通領域,改性塑料可應用于內外飾、結構件以及緩沖材料;在家居建材領域,改性塑料也是電動工具、安防設備等產品的重要組成部分;在航空航天、軍工等領域,改性塑料同樣有著廣泛的應用。
改性塑料產業在很多發達國家已有多年的發展歷史,大型國際化工企業如巴斯夫、朗盛、杜邦、沙特基礎工業公司等,在原料供應、營業規模、技術積累上優勢明顯,在高性能專用改性塑料的配方研發、加工制造、品牌質量等方面處于領先地位,產品在高端領域應用較為廣泛。
而相比之下,國內改性塑料企業大都是從90年代后國內家電和汽車行業發展起來之后才開始興起,雖然近年來發展速度較快,但綜合競爭力與國際大型化工企業仍有一定差距,目前國內高端改性塑料市場仍以進口為主,進口替代需求較大。
隨著近年來行業內規模內資企業不斷加大研發投入,與大型國際企業的技術差距逐漸縮小,部分企業以研究開發功能化、高性能化產品為抓手,逐步向高端市場滲透。
另一方面,隨著我國上游石油化工企業不斷加強產品的自主研發,也帶動國內改性塑料行業整體創新速度加快。國內近年來持續推動經濟轉型和產業升級,在中高端改性塑料的進口替代需求愈發迫切,為國內具有較強技術實力的行業企業提供了良好的發展機會。
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