新材料情報NMT丨聚苯硫醚(PPS):特種工程塑料賽道的寵兒
軍工資源網 2022年11月04日前言
隨著汽車輕量化和低成本的訴求愈發凸顯,機械性能好、耐高溫、耐腐蝕的PPS在汽車工業中的應用愈發重要,車輛將更多地使用特種工程塑料來替代金屬件。而電子產品和儀器儀表對精度的要求不斷提高,PPS也因此成為了特種工程塑料賽道的寵兒。
“塑料黃金”
聚苯硫醚(英文名為Polyphenylene sulfide,簡稱PPS),是一種新型高性能熱塑性樹脂。由于PPS具有優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩定性以及優良的電性能等特點,被廣泛用作結構性高分子材料,它也是繼聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚甲醛(POM)、尼龍(PA)、聚苯醚(PPO)之后的世界第六大工程塑料,有“塑料黃金”之稱。
PPS產品擁有不同的形式和等級,例如樹脂、纖維、長絲、薄膜以及涂層等,應用十分廣泛,已成為汽車工業、電子電器、機械化工、軍工國防、紡織工業、環保行業等領域不可或缺的材料之一。特別是近幾年,全球各國對于新能源汽車產業的推動,進一步帶動了PPS市場快速發展。咨詢報告顯示,新能源汽車行業已成為PPS下游最大驅動力,應用占比達到41%,其次是電子電器領域占比20%。
國內外主要PPS生產企業
聚苯硫醚(PPS)是近年來發展最快、用量最大的特種工程塑料,具有優異的耐高溫性、耐化學性、耐候性、阻燃性、以及電性能,尺寸穩定性好等優勢,被廣泛應用于汽車、電子電氣、機械行業、石油化工、制藥業、輕工業以及軍工、航空航天、5G通信等領域,是應用最廣泛的特種工程塑料。PPS也是目前中國國產化程度最高的特種工程塑料,自給率可以達到80%以上。
根據不完全統計,全球聚苯硫醚(PPS)主要企業產能超過20萬噸。從產能分布來看,目前全球聚苯硫醚(PPS)行業產能主要集中于日本、中國。
DIC、東麗、索爾維、吳羽等傳統PPS巨頭在PPS生產、技術等方面仍然是較為領先,它們四家的產能占全球產能56%以上。但是中國企業呈現快速崛起勢頭,浙江新和成、重慶聚獅等國產企業均已形成規模化生產,其他亦有多家企業已量產或在規劃布局。
外資企業
1日本油墨DIC
日本油墨DIC是全球最大的PPS生產商,其PPS成型材料是在聚合物技術基礎上輔以DIC獨有的改性技術制造而成,具有工程塑料優異的特性,以代替金屬、熱固性樹脂為中心被廣泛應用于各種領域。目前四個基地年產能為4.6萬噸。DIC是日本以及全世界為數不多能夠自主生產PPS樹脂并且運用于改性的研發型生產企業,于1976年開始嘗試PPS的改性,在1987年實現注塑級別PPS的規模化生產,在鹿島新建5500噸/年的PPS樹脂裝置,加上其原有位于鹿島的工廠8500噸/年裝置和袖浦市的5000噸/年裝置。
2東麗
東麗是世界上最大的PPS供應商之一,相關業務包括上游原料和聚合物的生產以及樹脂,纖維和薄膜產品的銷售。東麗PPS占據全球較大的市場,在歐洲占46%,北美占22%,亞洲占32%,在中國的占有率也達到30%以上。東麗的PPS產品穩定性好、生產成本低,具有多種高性能。
東麗PPS產能為3.06萬噸,目前東麗的韓國據點與愛知縣東海工廠合計PPS年產能為27600公噸,并計劃進一步增加韓國工廠的產能。另外,化合物事業部門在日本、中國、韓國、泰國、美國及匈牙利6國皆有生產設備,亦將會展開產能增設評估。目前東麗的PPS全球市占約為27~28%,目標達到30%的全球市占率。
3吳羽
Fortron? KPS是吳羽研發的一種直鏈狀PPS樹脂,它已被公認是非常堅韌且耐高溫耐腐蝕的工程塑料。Fortron? KPS被廣泛應用于航空航天、汽車、電子、電機及工業污染控制等領域中。除福島縣年產1.57萬噸的成套設備外,美國北卡羅來納州的Fortron Industries也生產PPS。二者相加,以年產3.27萬噸的世界頂級生產設備,滿足著日益高漲的PPS需求。
無羽和寶理塑料株式會社在PPS樹脂方面進行業務合作,注塑成型用材料,以寶理塑料株式會社的DURAFIDE商標向全球銷售。吳羽生產的PPS樹脂均由塞拉尼斯和寶理銷售。
中國PPS樹脂生產企業
4.新和成
浙江新和成股份有限公司創建于1999年,2004年上市。新和成的NHU-PPS 樹脂具有分子量分布窄,純度高,性能穩定等特點,公司采用先進的自動化聚合及后處理工藝,可以提供不同熔體流動速率的產品,同時擁有線性與交聯不同類型的產品規格,并可根據客戶需求提供定制化產品。
浙江新和成特種材料有限公司實施的年產3萬噸纖維級聚苯硫醚(PPS)樹脂及2萬噸復合聚苯硫醚(PPS)新材料項目,其中一期建設項目年產5000噸聚苯硫醚聚合物產品生產線已于2013年建成投產,2017年3月份又上了一條10000噸的新線,已經投產。
與帝斯曼的合作
帝斯曼于2015年就通過與浙江新和成成立帝斯曼新和成工程材料(浙江)有限公司的方式,在國內實現了提供從PPS樹脂聚合到工程改性全產業鏈國產化的高性能PPS。如今,旗下的Xytron? PPS產品線涵蓋了從常規玻纖增強規格、低翹曲規格,到特種耐水解、食品飲用水接觸、增韌、擠出、耐磨、無鹵阻燃、納米注塑、低介電等多種規格,廣泛應用在汽車行業中的動力總成零件、發動機冷卻系統零件、汽車電子電氣;電子電器行業中的消費類家電、電動機零件、低壓電器、開關、傳感器;特種行業如水管理、環保設備,以及很多新興行業如5G通訊和新能源汽車領域。 Xytron? PPS材料結合了帝斯曼在應用開發和材料科學方面長期積累的專業知識,以及新和成既有的成熟技術和聚合生產能力,通過高效、穩定、環保的專業化生產,帝斯曼新和成工程塑料(浙江)有限公司能夠持續、穩定地為客戶提供安全可靠的材料類產品以及優秀的定制方案。
5.重慶聚獅
重慶聚獅經過多年的生產經驗積累,合成的高性能PPS在國內處于領先水平,可提供不同牌號的PPS純樹脂或粒料,產品主要技術性能指標達到國外同類產品標準,部分指標超過國外同類產品標準,得到國內外多家企業青睞。
公司計劃建設30000噸聚苯硫醚生產線,成為全球最大的研發和生產基地之一。2016年項目開工,2017年10月,第一期10000噸裝置正式投產,成功產出合格的產品。除常規產品外,公司已經推出高白度系列,高結晶系列、低氯系列、低TVOC系列等不同牌號的產品,滿足國內外不同客戶的需求。2020年5月,順利完成達標達產工作,實現規模化生產。
6.廣安玖源化工新材料有限公司
廣安玖源新材料有限公司現建成有3000噸/年纖維級聚苯硫醚生產線一條,于2016年1月30日成功投產。該項目年產量為3,000噸(實際產能可達3200噸左右),目前已悉數獲訂單承接,部分為出口訂單。目前兩條改性線已投產,產能在3000噸。
據了解,該公司PPS聚苯硫醚項目所采用多水硫化法生產技術為本集團科研技術人才對國內的聚苯硫醚技術進行改進和優化形成的專有技術,反應釜獨特設計、反應效率高,洗滌能耗低、溶液回收率高達90%以上。形成無鋰催化工藝體系,新工藝產品在纖維及改性領域得以推廣應用。
7.長先新材
珠海長先新材料科技股份有限公司成立于2005年,是一家集研發、生產、銷售新材料聚苯硫醚(PPS)、環保樹脂、特種膠、金屬表面處理劑等為主的國家高新技術企業。公司現已經發展成為具有較大規模及影響力的聚苯硫醚(PPS)和電子化學品輔料一站式供應商。
長先新材5000噸聚苯硫醚(PPS)新材料項目自2012年啟動,歷時9年經過長期生產試驗,攻克一系列的技術難關,于2021年成功投入量產,填補華南地區在PPS新材料生產合成領域的空白,為公司成功邁向IPO奠定了堅實的基礎。
國內PPS企業的挑戰與機遇
盡管我國對PPS的利用有了很大的發展,但仍然存在許多問題。一是技術水平較低。二是產品種類及高端產品與國外尚有差距。由于技術原因,國內PPS改性等方面的研究瓶頸較高,也限制了產品更多更廣的應用。PPS作為特種工程塑料,改性PPS產量比其他工程塑料、通用塑料的改性產量少很多。另外,國產改性PPS的質量與進口改性PPS仍有較大差距,除了國產PPS的配方尚不穩定,國內樹脂產品質量不穩定也是一個非常重要的影響因素。此外,國內PPS市場需求也不斷國內PPS企業積極研發,并形成了一定的生產能力,改變了以往完全依賴進口的狀況。但是,中國PPS仍處于缺口較大的狀態,技術還存在產品品種少、高功能產品少、產能急待擴大等問題。
國外巨頭打壓
國內PPS的生產企業產能利用率,產銷率都相對較低,陷入普遍虧損的局面。此外,國外企業為了打壓國內產業的發展,進一步搶占在中國的市場份額,以日本、美國、韓國和馬來西亞為代表的國外廠商,一方面通過低價傾銷行為持續加大PPS產品對中國市場的出口,另一方面還利用市場地位,通過在華關聯企業來控制進口產品的流通環節,進而影響中國市場。據商務部公告披露,2018年我國PPS需求54544噸、進口32091噸,進口依存度58.84%,而日本、美國、韓國和馬來西亞四國生產企業及其在華關聯企業國內市占率54.31%,其在華售價遠低于其本國售價(傾銷幅度40%-105%),因此國內PPS企業開工率較低(平均40%),產銷率近幾年明顯下降,并由此導致國內兩大頭部企業廣安玖源和敦煌西域停產。
產品應用領域的需求
隨著汽車輕量化和低成本的訴求愈發凸顯,機械性能好、耐高溫、耐腐蝕的PPS在汽車工業中的應用愈發重要,車輛將更多地使用特種工程塑料來替代金屬件。而電子產品和儀器儀表對精度的要求不斷提高,PPS也因此得到更廣泛的應用。我國PPS行業通過自主研發和國外引進等方式,部分已達到國際領先水平。與此同時,隨著PPS技術的不斷進步,PPS的各項性能不斷提升,能夠滿足更多的下游行業,并且在已有下游行業的應用也更加廣泛,市場空間更加廣闊。到2025年我國PPS產品預計產量將達到35.02萬噸。
國內反傾銷裁定
2020年10月16日,商務部發布2020年第45號公告,公布對原產于日本、美國、韓國和馬來西亞的進口PPS(PPS)反傾銷調查的初步裁定,原產于日本、美國、韓國和馬來西亞的進口PPS存在傾銷,國內PPS產業受到了實質損害,且傾銷與實質損害之間存在因果關系,并決定對原產于日本、美國、韓國和馬來西亞的進口PPS實施保證金形式的臨時反傾銷措施。
總結
目前伴隨著商務部反傾銷政策的出臺,疊加當下大宗金屬材料的價格猛漲,促進了國產材料替代和替換進程。近幾年來國家大力推動環保發展,相關環保措施也帶動了PPS需求快速增長。