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【行业洞察】PEEK最新特种工程塑料:让苹果和特斯拉着迷 智能车与人形机器人轻量化天选材料

2023-12-18 20:22

事件驱动一:聚醚醚酮(PEEK)让苹果和特斯拉着迷的最新特种工程塑料。PEEK有望成为人形机器人核心应用的轻量化材料。PEEK材料的拉伸强度达到90MPa,比铝合金高出两倍以上,比钢高出三倍以上。PEEK适用于航空金属替代在同等条件下,PEEK管材比不锈钢管材减重65%、比钛合金管材减重45%、比铝合金管材减重30%,能够大幅提升飞机燃油效率和可靠性。因此,PEEK在需要承受高强度的场合中应用广泛,如航空航天、汽车、轨道交通等领域。PEEK材料的抗疲劳性能也非常优异,可以在重复载荷下长时间工作,因此在机械结构、轴承、齿轮等高强度领域中也有广泛应用。PEEK材料最早是在22年研究电机新材料的时候,耐高温和轻量化,被称为没有缺点的工程塑料。但是在汽车上PEEK材料产业化进程比较慢,一直到了800V大规模应用后,很多公司都在考虑导入PEEK材料,叠加最近机器人对于续航轻量化比汽车要求还高,PEEK材料现在处于需求爆发的临界点。

特斯拉的人形机器人逐步走向量产,轻量化、模具和产线设备成为重要方向。人形机器人主骨架由冲压结构件构成,需要通过冲压机/冲床与模具的配合实现高效大批量的生产。我国是第一大模具制造国,未来将承接人形机器人产业带来的模具需求。增材制造技术如3D打印可以解决人形机器人异形件加工问题,主要设备为3D打印机。苏黎世联邦理工学院和美国初创公司已成功使用一次性3D打印制造出复杂、更耐用的机械手。

PEEK有望成为人形机器人核心应用的轻量化材料。新能源汽车每减重10%,续航里程可提升5%-6%。人形机器人携带电量有限,也需要通过使用轻量化材料减重、增加续航。使用轻量化材料能够提高机器人负载和灵活性,助力人形机器人高端进阶。PEEK是高端工程塑料,比强度约是铝合金的8倍,是轻量化的极佳解决方案。使用连续碳纤维进行增强的CF/PEEK复合材料除减重外还拥有更好的热塑性,拉伸强度、抗冲击性更强。碳纤维与铝合金、钛合金复合材料已经在机器人机械臂上使用,CF/PEEK复合材料性能更优异,有望在机器人领域逐步应用。根据我们测算,生产1000万台人形机器人约产生350亿元PEEK需求,约是EmergenResearch预计的2027年全球PEEK总市场的4倍,沙利文预计的2027年国内PEEK总市场的12倍。

PEEK用于3D打印的主流工艺主要有FDM(熔融沉积成型)和SLS(选择性激光烧结),PEEK作为一种耐高温材料,熔点高达343℃,两种主流的制造工艺都需要采用高温熔融,加工难度大,工艺要求高。威格斯针对增材制造专门优化的PAEK材料(VICTREXAM200Fil),VICTREXAM200Fil具有结晶更慢、熔点更低的特点,与其他市场上同类材料相比,其层间结合力更高,具有优异的易打印性,更少的收缩和翘曲,也更适合熔融沉积打印工艺。VICTREXAM200Fil同时具有非常高的耐磨性、耐高温、耐疲劳和耐腐蚀性流体/化学品性能,可以满足多种需求严苛的应用条件,有助于提高设计自由度并提升生产成本效益。

PEEK具有优异的抗蠕变性,因此在长期抗机械应力应用中非常理想。在进行弯曲和拉伸测试时,这种聚合物表现出无与伦比的多种机械性能平衡。这些特性包括能够长期承受高负荷而不产生残余损伤,从而保持结构的完整性。

此外,PEEK还具有强大的拉伸强度,即使在高达299℃的高温下也能保持惊人的强度。同时强烈建议使用碳纤维增强这种塑料,以优化其性能。经过适当增强后,拉伸强度参数实际上可以从25,000psi提高到30,000psi,从而增强材料的弹性(psi:磅每平方英寸)。

除了机械强度,PEEK还具有良好的绝缘性能。这些绝缘性能在各种温度范围和环境条件下都稳定可靠,使其成为电气应用领域的多面手。此外,PEEK独特的结晶结构使其具有很强的耐各种液体介质的能力。这种结晶性还能提供出色的疲劳性能,使材料能够长期承受循环载荷而不发生故障。这种聚合物的几何形状呈螺旋状,有利于玻璃纤维或碳纤维的有效增强。这大大增强了其导热性,为需要良好热管理的应用提供了更多优势。

PEEK还非常环保。其厚度为1.45毫米时的可燃性等级为V0,极限氧指数(LOI)为35%。与其他主流热塑性塑料相比,PEEK产生的有毒气体和烟雾相对较少,因此在易燃性和毒性受到关注的环境中是一种更安全的替代材料。

事件驱动二:11月2日,工业和信息化部出台《人形机器人创新发展指导意见》,人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术,有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,将深刻变革人类生产生活方式,重塑全球产业发展格局。《意见》同时提出了对应的发展目标,在具体的关键技术攻关方面,《意见》提出了四大关键技术群的攻关,分别是机器人“大脑”关键技术群、机器人“小脑”关键技术群、机器肢关键技术群和机器体关键技术群。其中在机器体关键技术群,《意见》强调要研究高强度轻量化新材料等关键技术,打造具有高安全、高可靠、高环境适应性的人形机器人本体结构。

PEEK材料在拥有较高刚性的同时也具有较高的韧性,同时兼具耐热性、耐腐蚀性、耐磨性等优异的特性。此外,PEEK材料作为一种热塑性材料也易于加工成各种形态的零件,应用在各类特殊部件或特殊工况中。同时,纯PEEK树脂密度仅约为1.3g/cm3,甚至低于碳纤维材料密度,也是一种极佳的轻量化材料。综上,PEEK材料本身满足高强度轻量化新材料的要求,在人形机器人的肢体方面,具有较高的应用潜力。

PEEK的主要优点:1.PEEK的韧性、刚度和出色的抗疲劳性使其强度可与合金相媲美。2.它具有出色的滑动特性,适合摩擦系数和磨损系数较低的严格应用。3.极强的耐化学和耐腐蚀性。4.在大多数其他热塑性塑料中,PEEK的阻燃性能是最好的,其尺寸为1.45毫米,不需要任何阻燃剂。5.抗剥离性也提高了PEEK在恶劣条件下的适用性,并使其易于与这些电线和电磁线一起使用。

PEEK的局限性:如上所述,PEEK的一切似乎都很完美,但这是错误的。它具有优异的性能和多种应用,但也存在一些局限性。1.高温加工可能并不适合所有注塑零件供应商,对注塑能力要求很高。2.耐紫外线性能相对较低。3.优异的机械性能使这种聚合物价格昂贵,适用于高科技应用。但是由于价格原因使其在在普通零件上的使用存在一定困难。

PEEK材料凭借其全面且优异的性能,目前在汽车、电子信息、工业及能源、医疗、航空航天等领域的关键部件、特殊工况中均有应用。同时随着新能源汽车、半导体、风电、人工骨骼、航空航天等下游新兴领域或高附加值领域的快速发展,PEEK材料的需求量也将得到快速提升。

PEEK是一种半结晶、高性能、刚性工程热塑性材料,具有各种特性和优异的耐苛刻化学品性能。自20世纪60年代起,一系列高性能聚合物被开发出来。从1960年最初问世的聚酰亚胺(PI)到20世纪80年代初问世的聚醚醚酮(PEEK),欧美国家的各大公司先后对这类高性能聚合物进行了大量的研发,尽管在这期间有数十个高性能聚合物品种被研发出来,但最终真正具有应用价值且实现产业化的品种不足10个。

PEEK的首次合成发生在1977年,并于1981年实现了工业化生产。尽管PEEK经常与PFA或PTFE等含氟聚合物归为一类,但它不含氟。出色的机械性能、抗磨损性和抗疲劳性以及高达260°C的高温使PEEK成为塑料工业中弹性最强、使用率最高的热塑性材料之一。主要用于航空航天、汽车、电气、生物医学和半导体等行业。聚醚醚酮可通过注塑成型、挤出成型、压缩成型等传统塑料制造方法进行加工。

目前已有三大类特种工程塑料实现商品化,分别为聚酰亚胺类、聚芳醚类和聚芳酯类。其中,热塑性特种工程塑料的典型代表为聚芳醚类,主要包括聚芳醚酮、聚芳醚砜和聚芳硫醚。在这三类聚合物中,聚芳醚酮(PAEK)是耐热等级最高的,目前已经开发成功的品种包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)。

在各类聚芳醚酮中,聚醚醚酮(PEEK)是最主要的品种,其物理和化学性能优异。由于PEEK的分子链中含有大量的苯环,具有优良的物理和化学性质、力学和热等性能。PEEK的熔点达到343℃,玻璃化转变温度(Tg)为143℃,拉伸强度达到100MPa。另外在250℃的高温下,PEEK也能保持较高的耐磨性和较低的摩擦系数。由于PEEK材料具有耐热性、耐磨性、耐疲劳性、耐辐照性、耐剥离性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能,而且两个醚键和羰基又为材料提供了柔韧性与优良的工艺性。因此,PEEK在电子电气、航空航天、汽车、能源及其他工业、医疗等多个领域得到广泛应用。

PEEK性能显著优于其他工程塑料或金属材料。如进一步将PEEK与其他工程塑料、特种工程塑料、金属材料(通用/医用)进行对比,可以发现PEEK的物理与化学性能明显优于大多数的比较对象。与其他工程塑料及特种工程塑料相比,PEEK兼具刚性与韧性,同时在耐热、耐磨、耐腐蚀性能方面均排名前列。与通用金属对比,PEEK的比强度大,在满足所需强度的同时,可明显降低材料的自重,实现“轻量化”。与医用金属材料对比,PEEK的密度、弹性模量均与人体骨骼更为接近,同时由于PEEK可被X射线穿透和实现CT扫描,可方便患者进行医疗检查。

PEEK具有优异的耐热性、耐磨性、耐疲劳性、耐辐照性、耐剥离性、抗蠕变性、柔韧性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等综合性能,其性能优于其他工程塑料或金属材料。在半导体工业中,PEEK能够耐受高达260℃的高温和各类化学品的腐蚀,从而减少晶圆冷却时间,提高生产效率。PEEK颗粒产生率低、纯度高,使得晶圆脱气量和可萃取物减少,降低静电击穿晶圆的概率,也能显著提升晶圆良品率。因此,PEEK被广泛用于制造高性能塑料零件,如CMP保持环、晶圆承载器、晶片夹等,能够实现对铜合金、不锈钢、PTFE、PPS等传统材料的替代。此外,通过在PEEK中添加抗静电材料,可以减少静电的影响。

 聚醚醚酮(PEEK)性能全面且优异,应用领域广泛。在各类聚芳醚酮中,聚醚醚酮(PEEK)是最主要的品种,其物理和化学性能优异。由于PEEK的分子链中含有大量的苯环,具有优良的物理和化学性质、力学和热等性能,其相关性能显著优于其他工程塑料或金属材料。由于PEEK材料具有耐热性、耐磨性、耐疲劳性、耐辐照性、耐剥离性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能,其在电子电气、航空航天、汽车、能源及其他工业、医疗等多个领域得到广泛应用。根据EmergenResearch的测算,2019-2027年期间全球PEEK材料市场规模将由7.21亿美元增长至12.26亿美元,对应CAGR约为6.8%。

我国为增速最快的PEEK消费国。近几年,随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移,亚太地区的PEEK消费增长速度远超欧洲。其中,中国PEEK市场需求增长速度尤为突出。2019年至2022年期间,中国市场的PEEK消费量由1400吨提升至1950吨,对应全球消费量占比由24.0%提升至25.8%。而根据前瞻产业研究院的数据口径,2012-2021年期间中国PEEK产品需求量由80吨增长至1980吨,对应CAGR约为42.8%。

国产PEEK产品已突破,但自主供应能力仍有不足。目前,全球PEEK生产厂商呈现“一超多强”的竞争格局。其中,英国威格斯是全球最大的PEEK生产商,产能达到7,150吨/年,约占全球总产能的60%。2016年以来,以中研股份为代表的国内企业打破了国外公司在PEEK领域的垄断,我国自主生产的PEEK产品在国内电子信息领域的应用逐步扩大。截至2021年,国内企业PEEK材料的合计产量约为1154吨,难以满足当年国内下游领域客户对PEEK材料的消费需求,国内近一半的PEEK需求仍需要通过进口才能满足。

2027年国内PEEK需求量将超5000吨,医疗、新能源、人形机器人等应用领域带来新增量。根据沙利文咨询的预测,在假设我国PEEK材料主要终端应用产品维持不变的情况下,2022至2027年期间我国PEEK市场需求量将由2334吨提升至5079吨,对应CAGR约为16.8%;市场规模将由14.96亿元提升至28.38亿元,对应CAGR约为13.7%。另外,随着产业链上下游及科研院所对于PEEK材料的不断研究,PEEK的新应用也在陆续推出,从而进一步拓宽PEEK材料未来的需求量及市场规模,例如在颅骨修补及固定产品、脊柱类产品、新能源汽车800V电机漆包线、人形机器人领域的应用。

全球PEEK供应呈现“一超多强”格局,国内PEEK自供能力不足。目前,全球PEEK生产厂商呈现“一超多强”的竞争格局。英国威格斯是全球最大的PEEK生产商,产能达到7150吨/年,约占全球总产能的60%。比利时索尔维现有PEEK产能2500吨/年,其生产基地主要集中在印度,产品主要出口欧洲和日本。德国赢创(其主要PEEK生产主体位于中国)是仅次于英国威格斯和比利时索尔维的第三大PEEK生产商,其PEEK产能已达到1800吨/年,目前产品主要出口欧洲。

2016年起,国产企业逐步打破海外PEEK垄断。国内PEEK生产企业在原料和设备方面立足于国内的同时不断提高产能,取得了成本优势,使得国产PEEK的市场售价显著低于国际市场价格。

PEEK在1978年被发明后,迄今只有英国、德国、中国、比利时、印度等少数国家真正掌握PEEK合成、提纯和干燥技术。在PEEK树脂生产领域,中研股份的主要竞争对手包括英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、长春吉大特塑、浙江鹏孚隆、山东浩然等。

国内PEEK自供能力不足,规划新增产能超6000吨,实际放量进度有待观察。根据沙利文咨询统计,截至2021年,国内企业PEEK材料的合计产能约为2394吨/年,对应产量约为1154吨,难以满足当年国内下游领域客户对PEEK材料的消费需求,国内近一半的PEEK需求仍需要通过进口才能满足。

据公开信息,2012年PEEK消费量达到3,590吨,2019年全球消费量5,835吨,年均增长率7.19%,预计2019-2022年全球PEEK总需求量将以年均9.0%的增长率逐步增加,到2022年,PEEK材料的全球市场需求预计可达到7560吨。

市场容量方面,根据市场研究及咨询机构EmergenResearch的数据,全球PEEK市场容量在2019年为7.21亿美元,预计到2027年将增长至12.26亿美元,年均复合增长率为6.8%。

全球PEEK消费区域主要集中在欧洲、美洲和亚太地区,其中欧洲是PEEK的最大市场,其相关产业发展相对成熟。随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移,亚太地区的PEEK消费增长速度远超欧洲,尤其是中国PEEK市场增长迅猛。2012-2020年,中国PEEK产品需求量不断增加,从2012年的80吨增长至2021年的1,980吨,年均复合增长率达到42.84%,中国PEEK市场增速数倍于全球市场平均增速。

PEEK下游市场的快速发展,一方面得益于各国对PEEK产品研究与开发的不断深入,其应用领域也从早期的军工领域,扩散到航空航天、汽车零部件、IT制造、医疗等民用领域;另一方面,随着发展中国家对PEEK的需求不断增加,未来几年中国、印度、东南亚等新兴市场有望成为推动全球PEEK需求增长的主要驱动力。

另外2021年,国内PEEK材料企业整体产能利用率仅为48.22%,不足一半。新增产能方面,浙江鹏孚隆、山东君昊、吉林聚科、盘锦伟英兴、沃特股份共5家企业合计规划有6460吨/年PEEK产能,其中山东君昊、吉林聚科、盘锦伟英兴、沃特股份的PEEK新增产能规划均在千吨以上。根据沙利文咨询统计,上述新增产能预计在2023-2027年期间陆续投产运行。

P-KKp-k材料应用。工业级和医用级两大领都有应用,工业级领域包括民用和商用,其中商用产品主要用于半导体和消费电子的制造过程,如5G芯片、半导体的清洗研磨和光刻过程,以及手机和电脑的制造过程。半导体和消费电子在公司的实际使用中占比约60%,全球总消费量约为七八千吨,其中40%即约3000吨用于这些领域民用领域主要包括汽车和消费电子,如手机震膜和天线,以及电子烟和电脑等。

PEEK塑料是航空航天、汽车、生物医学、电气等领域最常用的热塑性材料之一。适用于制造轴承、绝缘电缆、安全齿轮、泵、重型机器零件、阀门、压缩机、半导体等

(1)医疗:PEEK材料在颅骨修补及固定产品、脊柱类产品的应用。医疗保健产品关乎安全性、舒适性和移动性。聚醚醚酮可以制造具有成本效益、耐磨损、耐化学腐蚀和耐热的产品。其应用包括牙科器械、安全防护装置、内窥镜、温度计和透析器。在许多被PEEK替代的产品中,PEEK制造的牙科注射器比铝和金属更轻、更具成本效益。无菌箱、机械肢体、牙齿和承重植入物也是PEEK积极生产的产品。PEEK具有出色的抗应力裂纹能力和机械强度,可应对医院和诊所中的化学品、蒸汽、水和其他可用溶剂。

(2)新能源汽车:PEEK材料在新能源汽车800V电机配套漆包线的应用

(3)航空航天:CF/PEEK在航空领域的应用。在航空航天工业中,PEEK产品和部件正逐步取代铝和其他金属。航空航天市场上的许多产品都具有可接受的公差,而且具有更好的制造成本效益。由于聚醚醚酮可以承受高温--需要高润滑度的元件和不同情况下的生物反应,因此可以生产具有复杂设计的关键发动机部件。这种聚合物可以大大减少内部零件的烟雾和气体排放。耐火性也将在提供安全性方面发挥重要作用。聚醚醚酮可为外部提供出色的雨水侵蚀性能。即使在这种情况下,耐磨损和抗撕裂性能也能派上用场,为飞机的外部部件提供长期保护。

(4)人形机器人:PEEK在人形机器人肢体方面的应用。

(5)PEEK在电子半导体工业中具有广泛的应用前景。PEEK塑料已在电子产品市场占据重要地位。家用产品如手机、电缆、设置盒、冰箱、空调、洗衣机、电脑、笔记本电脑和电子可穿戴设备。在某种程度上,所有这些产品或其组装部件都是用PEEK生产的。它可以制造温度、频率和压力波动的产品。出色的机械性能可最大限度地提高处理硅晶片时的安全性和舒适性。除了这些应用,PEEK还占领了其他市场,如快速消费品、酒店、化工、包装、运输和物流。PEEK具有优异的耐热性、耐磨性、耐疲劳性、耐辐照性、耐剥离性、抗蠕变性、柔韧性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等综合性能,其性能优于其他工程塑料或金属材料。在半导体工业中,PEEK能够耐受高达260℃的高温和各类化学品的腐蚀,从而减少晶圆冷却时间,提高生产效率。PEEK颗粒产生率低、纯度高,使得晶圆脱气量和可萃取物减少,降低静电击穿晶圆的概率,也能显著提升晶圆良品率。因此,PEEK被广泛用于制造高性能塑料零件,如CMP保持环、晶圆承载器、晶片夹等,能够实现对铜合金、不锈钢、PTFE、PPS等传统材料的替代。此外,通过在PEEK中添加抗静电材料,可以减少静电的影响。PEEK在CMP保持环中的应用前景。CMP是IC制造过程中的关键技术,而抛光头及其压力控制系统是最关键、最复杂的部件。保持环是CMP抛光头的核心配件之一,具有高耐磨、高纯净度、高加工精度、高材料稳定性和低振动等特性,属于易耗品。

受益于PAEK优异的性能,其有望在新能源汽车、医疗行业、航空航天等诸多领域导入应用,提供新增量;同时国产PEKK有望实现规模化量产,(1)国内PEEK细分领域龙头企业,拥有5000L反应釜聚合能力国内最大PEEK产能的中研股份;(2)国内氯化亚砜和芳纶单体龙头,有望率先实现PEKK国产化的凯盛新材;(3)国内LCP、PPA等特种高分子材料的领先企业,规划了1000吨/年PAEK产能的沃特股份

材料特性:结构不同导致细节各异,成本仍有下降空间:尽管PAEK都是由醚键和酮建构成,但分子结构和生产原料仍有所不同。分子结构:PEEK是由主链结构中含有两个醚键和一个酮键的重复单元构成的均聚物,而PEKK是由主链结构中含有一个醚键和两个酮键的重复单元构成的共聚物。二者在结构上的差异导致其在材料特性上有所不同,包括材料熔点、玻璃化转变温度、结晶度等,这主要是作为共聚物的PEKK可通过调节T/I值来调节其性能参数。生产原料:PEEK是由氟酮和对苯二酚合成,PEKK则是由对/间苯二甲酰氯和二苯醚合成。其中由于氟酮和对苯二酚的价格相对较高,导致PEEK的原料成本较高,随着国内企业扩建产能,未来氟酮供给格局有望更加宽松,成本仍有一定下降空间。

应用领域:主要应用大体相似,部分领域略有不同:相似应用:由于PEEK和PEKK属于聚芳醚酮类材料,均具备优异的机械性、耐磨性、耐腐蚀性、阻燃性、耐水解、耐剥离性、生物相容性以及较高的使用温度,因此理论上二者在很多领域均可以应用,包括型材类领域、新能源汽车、医疗领域、航空航天材料等领域。差异对比:由于二者熔点和结晶度有所不同,其中PEKK可以通过调节对/间苯二甲酰氯调节产品的熔点和结晶速率等,在3D打印等领域具备一定优势。

PEEK和PEKK性质大体相似,细节各异。PEEK和PEKK性质相同点:诸多优异性能,指标参数大体相似。

PAEK具有诸多优异的性能指标:

良好的耐温性:可在250℃下长期使用,瞬间使用温度可达300℃,在400℃下短时间几乎不分解;

力学性能:具有高强度、高模量和高断裂韧性及优良的尺寸稳定性;

自润滑性:具有出众的滑动特性,适合于在对摩擦系数和耐磨耗等要求严格的领域使用,具有突出的摩擦学特性,耐磨性优良;

耐化学品性:能溶解或破坏它的只有浓硫酸、氢氟酸、氯磺酸等强质子酸,耐腐蚀性与镍钢相近;

耐剥离性:可制成很薄的包覆电线或者电磁线,并可在苛刻条件下使用;耐疲劳性:具有长期耐负荷性;

绝缘稳定性:在很宽的温度范围具有良好的电绝缘性能,其介电损耗在高频情况下也很小;

耐水解性:不受水和高压水蒸气的影响,可在高温高压的水中连续使用并保持优异特性;

耐辐射性:可以做成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好绝缘能力的高性能电线。

PEEK和PEKK性质不同点:合成单体不同,性能指标略有不同。PEEK是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物,因此其属于一种均聚物。

PEEK:原料成本是主要生产成本,未来存在一定降本空间。

PEKK:主要原料供给宽松使得原料成本较低。

国外经验:PEEK应用较早且广,PEKK逐步放量:由于PAEK技术壁垒比较高,所以国外企业具备一定的先发优势。根据国外的发展经验,PEEK由于起步较早,具备先发优势,且存在专营PEEK的国际龙头Victrex、持续开拓市场空间,因此当前PEEK是同类型聚芳醚酮类材料中用量最大的单品。国外PEKK已经能够实现规模化生产,随着各企业持续拓展应用领域,其市场需求将逐步增长。

1.国内PEEK行业龙头中研股份

中研股份是继英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创之后全球第4家PEEK年产能达到千吨级的企业,是继英国威格斯后全球第2家能够使用5000L反应釜进行PEEK聚合生产的企业,是目前PEEK产量最大的中国企业。公司主要产品为树脂形态的PEEK,目前已形成“两大类、三大牌号、六大系列”共52个规格牌号的产品体系。2021年,中研股份的PEEK全球市场占有率为8.07%,位列全球第四位;公司在国内市场持续实现进口替代,目前已经超越英国威格斯成为中国市场销量最大的公司。

中研股份形成了包括PEEK合成技术、提纯技术、复合增强技术的全套生产技术,并形成了多项专利,实现了PEEK生产从原料处理、关键工艺优化、关键设备设计、过程控制、参数补偿、指标监测,一直到质量检验的全流程全国产化自主生产能力,在PEEK树脂合成、提纯、复合增强等方面提供了理论创新、技术创新和工艺改进贡献。

目前中研股份的PEEK产品已经顺利进入汽车、电子信息、高端制造、能源行业,同时也进入了医疗健康和航空航天的部分领域,但是下游行业的覆盖情况与PEEK行业的全球龙头英国威格斯仍存在一定的差距。

DFBP是PEEK的核心原材料,未来应用前景广阔。PEEK的合成是以DFBP、对苯二酚和碳酸钠为原料,以二苯砜为溶剂,在氮气的保护下,在逐渐升温至接近聚合物熔点的温度(320℃)时得到高分子PEEK树脂。据新瀚新材招股说明书,每生产1吨PEEK需要消耗0.8吨DFBP单体。

DFBP进入壁垒较高,中欣氟材新瀚新材产能投放在即。由于热塑性工程塑料工艺复杂,下游不同应用场景对PEEK单体及上游原料的要求均不相同,需要长期的跟踪研究,因此DFBP材料进入壁垒较高。就DFBP供给端而言,目前全球规模化生产DFBP的厂商有限,除威格斯配套的部分自产产能外,其余主要集中在国内,主要为中欣氟材新瀚新材,另据新瀚新材招股说明书,国内非上市公司营口兴福拥有DFBP设计产能2000吨/年。中欣氟材于2020年底发布《2020年度非公开发行A股股票预案》,募集资金总额不超过4.42亿元,投资建设“年产5000吨4,4’-二氟二苯酮”等项目,目前公司DFBP的全产业链的相关生产线都在建设安装过程中,预计2022年底到2023年年初会陆续安装完成并进行试车。新瀚新材已成为SOLVAY(索尔维)、EVONIK(赢创)及中研股份等国内外主要PEEK生产厂商的核心供应商之一,现有2500吨/年DFBP产能处于试生产前的手续准备阶段。受益标的:中欣氟材新瀚新材

参考资料:

20231127-光大证券-基础化工:PEEK性能优异应用广泛,需求快速增长国产化推进顺利

20231210-财通证券-基础化工:PEEK和PEKK的分析与发展

20230723-德邦证券-中氟欣材:中欣氟材:23Q1业绩承压,静待新项目放量

20230828-海通证券-新瀚新材:上半年扣非归母净利润4675万元,同比增长8%,DFBP销量增幅明显

投资顾问:王德慧(登记编号:A0740621120003),本报告中的信息或意见不构成交易品种的买卖指令或买卖出价,投资者应自主进行投资决策,据此做出的任何投资决策与本公司或作者无关,自行承担风险,本公司和作者不因此承担任何法律责任。

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