改性塑料的基本情况
塑料是以合成树脂为主要原料而具有可塑性的高分子材料,根据各种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。
塑料改性是在通用塑料、工程塑料或特种塑料等塑料基材的基础上,通过添加合适的助剂、填料或其他高分子材料,经过物理、化学或两者兼而有之的方法加工改性,从而提高塑料在阻燃性、强度、抗冲击性、韧性、耐腐蚀性等方面的性能。通过上述改性技术加工后的塑料称为改性塑料。
常见改性塑料类型:
改性PP
PP即聚丙烯,外观透明而轻,具有较高的挠曲强度,在各种酸和碱中均具有良好的耐化学腐蚀性,并且具有良好的耐疲劳性、防潮性和良好的抗冲击强度。公
改性ABS
ABS即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料,具有优良的综合物料性能和机械性能、较好的低温抗冲击性能、尺寸稳定,电性能、耐磨性能、耐化学药品性较好等。
其他改性塑料
主要通过对PC、PS、PE、PET等或多种塑料混合的塑料合金材料进行改性方法获得的高性能、功能化、专用化的材料。
改性塑料一般生产工艺
改性塑料的下游属于应用型领域,根据实际应用需求不同,各领域对材料性能具有不同的要求,为应对下游市场多样化、差异化的性能要求,改性塑料企业需要在产品配方、生产工艺方面进行丰富的技术积累。
在产品配方的研发中,生产改性塑料所需的合成树脂、填充料及功能助剂种类繁多,根据种类和其搭配比例的不同,改性塑料可以呈现出各种不同的物性特征,因此,具体选型及配比需要经过长期的实验探索和实践,通过不断试错和改良确定下来。在生产工艺方面,改性塑料的生产一般为挤出成型,生产工艺需结合对混料方式和时间、螺杆长径比、螺杆排列组合等要求不同的配方,对设备进行调控、改进,严格准确控制生产过程中的机台温度、主机转速、真空度等关键指标,并对各项指标进行不断调整和优化,以达到性能、成本和效率的最优组合。这同样需要大量的探索和实践积累。
生产车间一般依照排产计划要求,按照产品配方中原辅材料品类、配比进行配料、混料。再通过挤出机熔融挤出塑料线束,并经过冷却、切粒、过筛、均化、包装等工序,完成产品的生产过程。
1 配料:根据产品配方,将塑料主材、各种辅料助剂按一定的比例配料
2 混料:配置好的各种原辅材料投入到混合机中,经混合均匀后放入到料斗中
3 挤出:通过机械加热、剪切将混合料熔融共混,使各种成分均匀分散在聚合物中,并将聚合物熔体挤出
4 冷却:通过水冷、风冷等方式,使挤出的塑料线束充分冷却
5 切粒:将冷却好的线束切割成大小均匀的塑料颗粒
6 过筛:筛除过长或过短等不符合粒径要求的塑料粒子,得到符合规定尺寸大小的塑料粒子产品
7 均化:成品进入到均化桶再次混合,使物料更均匀
8 包装:将产品按规定包装,并办理入库手续
行业发展概况
高分子复合材料是由不同种类高分子材料或与其它物质混合经过一定的反应而形成的多相材料,具备高性能、多功能等优势,应用领域十分广泛。
塑料作为三大合成高分子材料之一,由石油化工产业形成的各类树脂通过加聚或缩聚反应聚合而成,可以自由改变成分及形体样式,凭借质量轻、强度高、绝缘、透光、耐磨等特性,广泛应用于人类社会的各项生产活动。
塑料的主要成分是树脂,树脂是尚未和各种添加剂混合的高分子化合物,一般情况下,树脂约占塑料总重量的 40%-100%。塑料的基本性能主要由树脂的本性决定,但辅助添加剂也起着重要作用。根据各种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。
尽管塑料等高分子材料较以往的低分子材料具有很大性能优势,但目前能够实现大规模生产的主要是在常规条件下使用的高分子材料,即所谓的通用高分子材料,而通用高分子材料存在着性能普通、功能单一等问题。
为满足各细分应用场景对高分子材料的高性能化和多功能化的特殊要求,需要通过物理、化学或两者兼而有之的方法,利用不同添加剂对原材料进行改性,塑料经过高性能化和功能化形成的产品即改性塑料。物理改性是通过物理共混以达到改善性能的目的,主要包括共混、填充、复合增强等;化学改性是通过改变塑料的分子链结构来改进性能,包括共聚、接枝、交联、氯化等。化学改性对于生产条件和工艺水平要求较高,目前使用较多的是物理改性工艺。
改性塑料是新材料领域中的重要分支,是我国多产业实现轻量化、低碳化及环保化的关键组成部分,同时也是制造强国战略和创新驱动发展战略的重要支撑。近年来,随着汽车工业、家用电器、电子通信、新能源等产业不断向中国转移,国内经济的快速发展和基础材料领域逐步推行“以塑代钢”“以塑代木”,同时在“新型城镇化”“建设美丽中国”等政策的加持下,我国已然成为全球塑料行业的最大市场和主要需求增长点。
尽管国内塑料产业发展速度较快,但我国改性塑料应用规模仍然偏小。全球塑料改性化率近 50%,根据中国塑料加工工业协会的统计数据,2004 年,我国塑料改性化率仅为8%,到 2016 年,我国塑料改性化率基本维持在19%左右,到 2024 年有望达到 30%。
根据华经产业研究院数据,得益于产业规模的不断扩张及下游需求的持续增长,我国改性塑料产量也随之持续增长。2018-2022 年,我国改性塑料产量连年增长,年均复合增长率达 9.46%,2022 年,我国改性塑料产量约为 2,560 万吨,同比增长 16.74%。
根据中商情报网分析,2018 年至 2021 年,我国改性塑料市场规模由 2,250 亿元提升至3,602 亿元,年复合增长率 16.98%,2022 年改性塑料市场规模将达到 4,152 亿元。
下游主要应用行业概况
改性塑料产品下游应用场景广泛,包括家用电器、汽车零部件、电子电器、日用消费品等传统领域,以及轨道交通、精密仪器、航空航天、新能源等高新技术领域。
其中,家用电器和汽车零部件是应用最多的两个市场,2022年我国家电和汽车领域占改性塑料消费量的比重分别达37%和15%。
行业技术的发展趋势
通用塑料工程化
随着改性塑料技术的发展,通过填充、增强、发泡等手段提高通用塑料力学性能和耐热性,使得 PP、PE、PS、PVC 等通用塑料具有工程化的特点,达到为下游领域降低成本的效果,并以此抢占部分传统工程塑料的应用市场。
改性塑料轻量化
轻量化是在保障使用性能的前提下,尽量减轻塑料制品的重量。改性塑料轻量化通过使用特殊原料和改性加工技术将改性塑料材料的密度降低,以达到降低产品重量的效果,从而推动下游领域产品实现轻量化。
改性塑料高性能化、多功能化、复合化
主要通过塑料“合金化”方法,将塑料与一种或多种塑料通过共混、接枝、嵌段等物理或化学方法,使各组分的性能相互取长补短、发挥协同效应,构成一种兼具多种优良性能的塑料材料,从而达到高性能化的目的。
改性塑料绿色化
基于国家环保要求的提高以及大众环保意识的增强,可降解、可循环利用、环保型改性塑料成为行业新热点,随着市场需求的不断提升,环保、健康、低碳等改性塑料将会有更多的应用空间。
行业特征
周期性
公司主营业务产品市场需求受其下游行业如家用电器、日用消费品、汽车零部件等市场需求的影响,与我国宏观经济发展基本保持一致,因此改性塑料行业也具有一定的周期性特征,并与我国宏观经济周期呈现一定的关联性。但由于其下游应用领域广泛,产品种类较多,行业相较于产品端受宏观经济运行周期波动影响更小且具有一定的滞后性。
季节性
改性塑料行业的季节性由其下游行业的季节性所决定,基于下游产业在旺季来临之前会提前备货生产,因此本行业相较下游行业的旺季会有所提前。从整体来看,下半年的销售占比较上半年略高。
区域性
我国改性塑料行业的区域分布特点是由其下游行业的集中度及地域分布特点决定的,主要分布在长三角、珠三角及环渤海等东部经济发达地区,这些区域同时也是我国家用电器、日用消费品、汽车工业等主要应用产业最发达的地区。
行业内的主要企业
金发科技
金发科技是国内产品最齐全、产量最大的改性塑料生产企业,主要产品包括改性塑料、完全生物降解塑料、特种工程塑料、碳纤维及复合材料、轻烃及氢能源和医疗健康高分子材料产品等 6 大类,广泛应用于汽车、家用电器、电子电气、通讯电子、新基建、新能源、现代农业、现代物流、轨道交通、航空航天、高端装备、医疗健康等行业,并与众多国内外知名企业建立了战略合作伙伴关系。
会通股份
会通股份主要从事高分子改性材料的研发、生产和销售,致力于为客户提供高性能化、功能化的材料整体解决方案。产品类别包括拥有聚烯烃类、聚苯乙烯类、工程塑料及其他类多种产品平台,广泛应用于家电、汽车、5G 通讯、电子电气、医疗、轨道交通、家居建材、安防等诸多国家支柱性产业和新兴行业。
富恒新材
富恒新材主要从事改性塑料的研发、生产、销售和相关技术服务,主要产品包括苯乙烯类、改性工程塑料类、聚烯烃类和其他类等。产品主要应用于家用电器、消费电子、汽车零部件等领域。作为直接或间接供应商获得了包括创维集团、康佳集团、传音控股、三诺电子、迈瑞医疗、比亚迪等知名客户的认可。
禾昌聚合
禾昌聚合主要从事改性塑料的研发、生产与销售,拥有改性聚丙烯、改性工程塑料、改性 ABS、其他改性塑料及塑料片材多种类型产品。目前,禾昌聚合已经构建集基础材料储备、助剂功能研发、改性配方设计、量产工艺开发、产品生产制造、快速物流响应和材料持续优化于一体的运营体系,可为汽车零部件、家电零部件、塑料包装等众多领域的客户提供多种改性塑料产品。
科拜尔
主营业务为改性塑料和色母料的研发、生产与销售,公司致力于为客户提供着色和功能需求的定制化产品,产品广泛应用于家电、汽车和快消日用品等领域。公司系国家高新技术企业、国家工业和信息化部评定的第二批专精特新“小巨人”企业、安徽省“专精特新”企业。
我国改性塑料在政策支持下发展迅速,行业规模巨大,但由于起步较晚,整体较为分散,产业集中度不高。一方面,由于下游应用领域广泛,不同终端产品对于产品性能要求各异,而改性塑料在具体应用上具有非标准、定制化的特点,导致品种繁多,每个生产厂商都有自己相对专注的产品领域和客户领域,单个厂商很难同时满足整个市场所有客户的需求;另一方面,国外行业发展相较于我国更加成熟,国外生产商多为集原料生产、改性加工、产品销售为一体的大型化工企业,如杜邦、巴斯夫和沙特基础工业公司等,拥有完善的一体化产业链且研发实力强,产品多以高端材料为主,因此,国外企业在我国改性塑料市场有更高的市场占有率。目前国内多数企业还未形成一体化,产能较为分散,总体来看,市场集中度不高。
面临的机遇
国家政策保证行业发展前景
改性塑料作为新材料领域中的一个分支,属国家战略性新兴产业范畴。在国家“以塑代木”“以塑代钢”政策的不断推进下,改性塑料被列入国家战略新兴产业范畴,受到国家政策鼓励与支持。
近几年,国家陆续出台《产业结构调整指导目录(2024 年本)》《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》。
在上述鼓励性政策的指引下,包括改性塑料在内的复合材料研发、创新及人才培养将得到国家财政、税收及制度支持,行业技术前景光明,与国外企业的技术差距将不断缩小。其次,国家鼓励改性塑料等新材料在下游行业产业化应用,充分发挥复合材料在节能、环保等性能上的优势,进一步为行业拓宽了发展赛道。在国家鼓励政策指引下,改性塑料产业的发展潜力和应用前景将持续向好。
下游产业消费升级和产业调整创造新需求
进入 21 世纪后,我国经济持续保持快速增长,随着国内居民收入水平不断提高,居民消费水平也在持续提升。随着生活条件逐步改善,居民对生活品质也提出更高的要求,消费升级助推下游行业蓬勃发展。家用电器、日用消费品及汽车零部件都是改性塑料的重要下游领域,这些领域也面临着不断深入的产业调整,这也创造了新的需求。
在消费升级和产业调整的背景下,家用电器、日用消费品、汽车零部件等各行业的产品需求不断释放,这使得位于上游的改性塑料行业具有广阔的发展空间。
技术进步拓宽下游应用领域
我国改性塑料行业经过多年发展,部分高端产品的综合性能已超越钢铁等金属材料,有效实现了对其他材料的逐步替代,扩大了改性塑料的适用范围,下游应用领域不断拓展。与此同时,家用电器、日用消费品、汽车零部件等主要下游领域不断从不同部件的各种性能需求出发,对改性塑料配方研发提出新要求,进一步反向助推了本行业应用领域的扩大。未来改性塑料将向高性能化、环保化、多功能化方向发展,并逐渐渗透到更多应用领域。
进口替代需求加大
改性塑料产业在很多发达国家已有多年的发展历史,大型国际化工企业如巴斯夫、陶氏、杜邦等,在原料供应、营业规模、技术积累上优势明显,在高性能专用改性塑料的配方研发、加工制造、品牌质量等方面处于领先地位,产品在高端领域应用较为广泛。
而相比之下,国内企业大都是从国内家用电器和汽车行业发展起来之后才逐渐开始兴起,虽然近年来发展速度较快,但综合竞争力与国际大型化工企业仍有一定差距。目前国内高端改性塑料市场仍以进口为主,进口替代需求较大。
国内企业在成本和需求响应方面具备天然优势,随着近年来行业内具备一定规模的内资企业不断加大研发投入,产品配方不断迭代和生产工艺不断突破,部分企业以研究开发功能化、高性能化产品为抓手,逐步向高端市场渗透,替代价格高昂的外资产品的市场空间大。