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1、 基础化工/行业专题报告/2023.12.09 请阅读最后一页的重要声明!行业专题:PEEK 和 PEKK 的分析和发展 证券研究报告 投资评级投资评级:看好看好(维持维持)最近 12 月市场表现 分析师分析师 毕春晖 SAC 证书编号:S01 联系人联系人 梅宇鑫 相关报告 1.化工行业周报 2023-12-03 2.化工行业周报 2023-11-27 3.化工行业周报 2023-11-20 PEEK 和和 PEKK 特性、应用、国外经验对比特性、应用、国外经验对比 核心观点核心观点 材料特性:材料特性:结构不同导致细节各异,成本仍有下降空间结构不同导致细节各异,成本仍
2、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: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: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
3、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,应用领域:主要应用大体相似,部分领域部分领域略有不同略有不同:相似应用: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。国外经验:国外经验:PEEK 应用较早且广,应用较早且广
4、,PEKK 逐步放量逐步放量: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。投资投资建议建议: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,因此我们推荐关注:(1)国内氯化亚砜和芳纶单体龙头,有望率先实现PEKK
5、国产化的凯盛新材凯盛新材;(2)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 产能的中研股份中研股份;(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 产能的沃特股份沃特股份。风险提示:风险提示:新建产能投产不及预期风险;部分新兴应用领域放量不及预期风险;医疗、新能源汽车领域产品验证进展不及预期风险 -24%-18%-12%-6%0%6%基础化工沪深300上证指数 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 行业专题报告/证券研究报告 表表 1:重点公司投资评级:重点公司投资评级:代码代码 公司公司
6、总市值总市值(亿元)(亿元)收盘价收盘价(12.08)EPS(元)(元)PE 投资评级投资评级 2022A 2023E 2024E 2022A 2023E 2024E 301069 凯盛新材 76.89 18.28 0.56 0.49 0.80 49.47 37.31 22.85 增持 688716 中研股份 37.29 30.65 0.61 0.40 0.74 0.00 76.62 41.42 增持 002886 沃特股份 49.01 18.62 0.06 0.10 0.42 259.06 186.20 44.33 增持 数据来源:wind 数据,财通证券研究所 rUkYaXrVgXvYbW
7、tVvXjY6MbPaQoMrRtRmPjMqRnPjMrQtQ8OoPnNxNmPwPwMrRnM 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 3 行业专题报告/证券研究报告 1 聚醚醚酮(聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮()和聚醚酮酮(PEKK).5 2 材料特性:结构不同导致细节各异,成本仍有下降空间材料特性:结构不同导致细节各异,成本仍有下降空间.6 2.1 PEEK 和和 PEKK 性质大体相似,细节各异性质大体相似,细节各异.6 2.2 PEEK 和和 PEKK 生产原料不同,二者成本均有下降空间生产原料不同,二者成本均有下降空间.9 3 应用领域:主要应用大体相似,部分领域略
8、有不同应用领域:主要应用大体相似,部分领域略有不同.10 3.1 PEEK 和和 PEKK 相似的应用领域相似的应用领域.10 3.2 PEEK 和和 PEKK 存在差异的应用领域存在差异的应用领域.11 4 国外经验:国外经验:PEEK 应用较早且广,应用较早且广,PEKK 逐步放量逐步放量.12 4.1 PEEK:国际龙头:国际龙头 Victrex 具备先发优势,持续拓宽市场空间具备先发优势,持续拓宽市场空间.12 4.2 PEKK:国外企业:国外企业 Arkema 持续投入研发,率先实现产品放量持续投入研发,率先实现产品放量.14 5 投资建议投资建议.15 5.1 凯盛新材(凯盛新材(
9、301069.SZ).16 5.2 中研股份(中研股份(688716.SH).16 5.3 沃特股份(沃特股份(002886.SZ).17 6 风险提示风险提示.18 图图 1.PEEK 的合成路径的合成路径.7 图图 2.PEKK 的合成路径的合成路径.7 图图 3.PEEK 原料单耗及单位投资额(单位:万元)原料单耗及单位投资额(单位:万元).9 图图 4.2025 年国内氟酮供给格局预测年国内氟酮供给格局预测.9 图图 5.PEKK 原料单耗及单位投资额(单位:万元)原料单耗及单位投资额(单位:万元).9 图图 6.2022 年间年间/对苯二甲酰氯国内供给格局对苯二甲酰氯国内供给格局.9
10、 图图 7.PEEK 主要的下游应用主要的下游应用.11 图图 8.短碳纤维对短碳纤维对 PEEK 和和 PEKK 拉伸性能和强度性能的影响拉伸性能和强度性能的影响.12 图图 9.Victrex 的的 PEEK 在不同领域中的消费量(单位:吨)在不同领域中的消费量(单位:吨).13 图图 10.Victrex 的的 PEEK 在各地区消费结构在各地区消费结构.14 图图 11.Victrex 的的 PEEK 在各地区的消费量(单位:吨)在各地区的消费量(单位:吨).14 图图 12.2022 年年 Arkema 营收结构营收结构.15 内容目录 图表目录 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和
11、行业评级标准 4 行业专题报告/证券研究报告 图图 13.2022 年年 Arkema 先进材料下游消费结构先进材料下游消费结构.15 图图 14.凯盛新材营业收入(单位:百万元)凯盛新材营业收入(单位:百万元).16 图图 15.凯盛新材归母净利润(单位:百万元)凯盛新材归母净利润(单位:百万元).16 图图 16.中研股份营业收入(单位:百万元)中研股份营业收入(单位:百万元).17 图图 17.中研股份归母净利润(单位:百万元)中研股份归母净利润(单位:百万元).17 图图 18.沃特股份营业收入(单位:百万元)沃特股份营业收入(单位:百万元).17 图图 19.沃特股份归母净利润(单位
12、:百万元)沃特股份归母净利润(单位:百万元).17 表表 1.聚芳醚酮主要产品情况聚芳醚酮主要产品情况.5 表表 2.国内国内 PAEK 主要公司及产能(单位:吨主要公司及产能(单位:吨/年)年).5 表表 3.PEEK 和和 PEKK 性能参数性能参数.6 表表 4.Arkema 生产的不同系列生产的不同系列 PEKK 指标指标.8 表表 5.不同比例的不同比例的 PEKK 性能指标性能指标.8 表表 6.国内厂商国内厂商 PEKK 性能参数性能参数.11 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 5 行业专题报告/证券研究报告 1 聚醚醚酮(聚醚醚酮(PEEK)和和聚醚酮酮(聚醚酮
13、酮(PEKK)聚芳醚酮简称聚芳醚酮简称 PAEK,是一种由亚苯基环通过氧桥和羰基(酮)连接而生成的结,是一种由亚苯基环通过氧桥和羰基(酮)连接而生成的结晶型聚合物。晶型聚合物。根据分子链中醚键/酮键与苯环连接顺序及比例不同,PAEK 可分为聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)以及聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)等产品,其中以其中以 PEEK 起步最早、发展最快,起步最早、发展最快,是是PAEK 中占比中占比最大最大的单品的单品,其次是 PEKK。表1.聚芳醚酮主要产品情况 产品名称产品名称 简称简称 结构式结构式 商品化时间商品化时间 玻璃化温度(
14、)玻璃化温度()熔点()熔点()聚醚醚酮 PEEK 1981 143 334 聚醚酮酮 PEKK 1991 156 338 聚醚酮 PEK 1999 165 365 数据来源:艾邦智造,中研股份招股说明书,财通证券研究所 PAEK 国产替代进行中。国产替代进行中。PEEK 和 PEKK 是 PAEK 中应用最广的两种材料,由于二者结构的相似性较高,导致其在性能、应用等诸多方面也有一定的相似之处。PAEK 属于特种高分子材料之一,生产难度高于常见的工程塑料和通用塑料,因此在较长的一段时间内,国内需求主要通过进口满足。在 PAEK 实现国产化替代之前,高昂的进口价格严重抑制了国内相应需求的增长,消
15、费量低于发达地区。而目前,包括中研股份和鹏孚隆等企业已经实现了 PEEK 稳定的规模化生产,实现国产替代;而凯盛新材通过自主研发,建设国内首套千吨级别的 PEKK 产线,放量在即。表2.国内 PAEK 主要公司及产能(单位:吨/年)公司公司 产品产品 现有产能(吨现有产能(吨/年)年)在建产能(吨在建产能(吨/年)年)中研股份 PEEK 1000 1000 鹏孚隆 PEEK 300 1480 凯盛新材 PEKK 100 1000 沃特股份 PAEK 1000 数据来源:各公司招股书,财通证券研究所(中研股份和鹏孚隆新建产能中包含了纯树脂、复合树脂等产品)基于 PEEK 和 PEKK 之间相似的
16、结构和性能,二者在应用领域中也有所重叠,之间存在一定的“竞争”关系。因此因此是否其中一款材料会被另外一款“完全替代”是否其中一款材料会被另外一款“完全替代”,针对这个问题,针对这个问题,我们我们通过通过二者的二者的材料特性、应用领域以及国外材料特性、应用领域以及国外的的发展经验等三方发展经验等三方面进行分析。面进行分析。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 6 行业专题报告/证券研究报告 2 材料特性:材料特性:结构结构不同不同导致导致细节各异细节各异,成本仍有下降成本仍有下降空间空间 2.1 PEEK 和和 PEKK 性质性质大体相似,细节各异大体相似,细节各异 PEEK 和和
17、PEKK 性质相同点性质相同点:诸多优异性能,指标:诸多优异性能,指标参数参数大体相似大体相似。PAEK 具有具有诸多优异的性能指标,诸多优异的性能指标,包括良好的耐温性耐温性: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: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: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:耐剥离性:可制成很薄的包覆电线或者电磁线,并
18、可在苛刻条件下使用;耐疲劳性:耐疲劳性:具有长期耐负荷性;绝缘稳定性: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: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;耐辐耐辐射性:射性:可以做成 辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好绝缘能力的高性能电线。表3.PEEK 和 PEKK 性能参数 性能性能 PEKK PEEK 密度/gcm-3 1.3 1.3 熔点/338 340 Tg(DSC)/156 144 Tg(DMA)/180 170 加工温度/360380 370380 拉伸强度/MPa 102 103 拉伸模量
19、/GPa 4.5 3.8 断裂伸长率/%4 11 断裂强度/kJm-2 1 2 耐燃等级(UL94)V-0 V-0 极限氧指数/%40 35 热释放速度/kWm-2 65/65 65/65 数据来源:李云龙高性能材料聚醚酮酮的生产、应用,财通证券研究所 PEEK 和和 PEKK 性质不同点性质不同点:合成单体不同,性能指标略有不同:合成单体不同,性能指标略有不同。PEEK:重复单元相同,属于一种均聚物。PEEK 的传统合成方法是以二苯砜为溶剂,4,4-二氟二苯甲酮(简称氟酮)和对苯二酚为聚合单体,碳酸钠/碳酸钾为催化剂,氟酮作为封端剂封端,形成 PEEK 聚合单元 4,4-二(4-氟-氧二苯甲
20、酮基)苯;之后聚合单元继续与对苯二酚及氟酮反应,最终合成高分子材料。PEEK 是在主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,因此其其属于一种属于一种均聚物。均聚物。而其分子量主要是取决于氟酮和对苯二酚的摩尔比,一般来说两者为等 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 7 行业专题报告/证券研究报告 摩尔比,若前者稍过量,则聚合物含有氟端基,反之则会含有酚端基,氟端基比酚端基的热稳定性更好。图1.PEEK 的合成路径 数据来源:刘运生 PEEK 的合成技术进展及其经济性分析,财通证券研究所 PEKK:由间
21、苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯、与二苯醚聚合而成,属于一种共聚物。PEKK 目前有两种常见的合成路径,其中杜邦的两步法是先用二苯醚和对苯二甲 酰氯制备成三聚体,然后采用精制后的三聚体为单体,用来合成聚醚酮酮产品。这种工艺优点是副反应少且已经成功进行工业化,但缺点是生产成本较高,市场推广难度较大。另一种工艺是一步法,直接以二苯醚和间/对苯二甲酰氯为单体进行生产。由于反应过程间由于反应过程间/对苯二甲酰氯均可以与二苯醚发生反应,通过调节比例对苯二甲酰氯均可以与二苯醚发生反应,通过调节比例可以得到不同结构的产品,因此可以得到不同结构的产品,因此 PEKK 属于一种共聚物。属于一种共聚物。图2.PEKK 的
22、合成路径 数据来源:凯盛新材招股书,沈油枃聚醚酮酮的制备方法以及由此制备的聚醚酮酮,财通证券研究所 根据聚合单体比例不同,根据聚合单体比例不同,各各系列的系列的 PEKK 性质性质存在一定差异存在一定差异。PEKK 作为由对苯二甲酰氯(Terephthaloyl,TPC)、间苯二甲酰氯(Isophthaloyl,IPC)和二苯醚通过链聚合而形成的高分子,其性能也会根据对/间苯二甲酰的比例变动。根据Arkema 官网产品信息显示,其主要生产销售 3 个系列的 PEKK 产品,分别为 8000系、7000 系和 6000 系。随着间苯二甲酰的比例增加,随着间苯二甲酰的比例增加,PEKK 的熔点显著
23、下降、的熔点显著下降、玻璃化转变温度略有下降,玻璃化转变温度略有下降,同时同时结晶速度结晶速度发生显著变化、发生显著变化、即即速度逐渐变慢且由半速度逐渐变慢且由半结晶变为非结晶结晶变为非结晶。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 8 行业专题报告/证券研究报告 表4.Arkema 生产的不同系列 PEKK 指标 系列系列 T/I 比比 熔点()熔点()玻璃化转变温度()玻璃化转变温度()结晶速度结晶速度 8000 80/20 358 165 快/半结晶 7000 70/30 332 162 中/半结晶 6000 60/40 305 160 慢结晶/非晶 数据来源:Arkema 官网
24、,财通证券研究所 对对/间苯二甲酰结构不同是各系列间苯二甲酰结构不同是各系列 PEKK 性能性能差差异的异的主要主要原因。原因。根据专利聚醚酮酮的生产工艺中数据可进一步得知,随着随着 PEKK 合成过程中间苯二甲酰合成过程中间苯二甲酰氯氯的的含量增加,含量增加,PEKK 的拉伸强度、弹性模量、缺口冲击强度降低,但特性粘度小幅的拉伸强度、弹性模量、缺口冲击强度降低,但特性粘度小幅增加、断裂伸长率显著变大增加、断裂伸长率显著变大(即(即柔软性能和弹性柔软性能和弹性增强增强)。在此专利中,PEKK 的玻璃化转变温度和熔融温度也随着间苯二甲酰含量的增加而减小,变化趋势与上述Arkema 官网数据相同。
25、从分子结构上分析这一变化:PEKK 由对苯二甲酰和间苯二甲酰聚合而成,其中对苯二酰基部分为线形的结构,呈坚固的硬度对苯二酰基部分为线形的结构,呈坚固的硬度;而;而间苯二间苯二甲酰基部分甲酰基部分为为弯曲的结构,弯曲的结构,可以可以赋予赋予材料材料结构多样性,结构多样性,因此因此间苯二甲酰影响高分间苯二甲酰影响高分子链的柔韧性、流动性和结晶性能子链的柔韧性、流动性和结晶性能,这可以解释性质参数的变化趋势。表5.不同比例的 PEKK 性能指标 项目项目 测试标准测试标准 单位单位 实施例实施例 1 实施例实施例 2 实施例实施例 3 对苯二甲酰氯用量/Kg 39.98 34.11 29.23 间苯
26、二甲酰氯用量/Kg 9.74 14.62 19.48 对/间比例/Kg 80/20 70/30 60/40 低聚物含量/%0.36 0.28 0.32 特性粘度特性粘度/dL/g 0.89 0.92 0.88 拉伸强度 ASTM D638 Mpa 115 99 91 弹性模量 ASTM D638 Gpa 3.8 3.3 3.0 断裂伸长率断裂伸长率 ASTM D638%41 68 220 缺口冲击强度 ASTM D256 J/m 42 37 32 玻璃化转变温度 DSC 162 157 155 熔融温度 DSC 356 344 317 数据来源:李光辉聚醚酮酮的生产工艺,财通证券研究所 综合以
27、上数据,由于 PEEK 属于均聚物,性能参数相对固定属于均聚物,性能参数相对固定,是目前是目前 PAEK 类型类型产品产品中产量最大、应用最广的种类之一中产量最大、应用最广的种类之一,已在全球范围内推广,经过数十年的发展应用,现已拥有较为明确的工艺参数;Victrex 是国际 PEEK 龙头企业,国内诸如中研股份和鹏孚隆等领先企业也已实现量产供货。而 PEKK 属于共聚物,根据属于共聚物,根据对对/间苯二甲酰的比例不同而各异,因此性能参数在一定范围内可调节间苯二甲酰的比例不同而各异,因此性能参数在一定范围内可调节,产品有望能够适配多个应用场景,但其生产难度相对较大(相比于 PAEK 同类型产品
28、);目目前仅有前仅有 Arkema、Solvay 两家国外企业能够规模化量产,两家国外企业能够规模化量产,国内凯盛新材掌握核心生产技术,新建产能有望率先放量投产,实现材料国产化。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 9 行业专题报告/证券研究报告 2.2 PEEK 和和 PEKK 生产原料不同,二者成本均有下降空间生产原料不同,二者成本均有下降空间 PEEK:原料成本是主要生产成本,原料成本是主要生产成本,未来未来存在存在一定降本空间一定降本空间。PEEK 的原料主要包括氟酮和对苯二酚,根据盘锦伟英兴环评数据,两种原料单耗分别约为 0.79 和0.39,较高的单价导致原料成本较大。
29、但 PEEK 仍存在降本空间:一方面,从理论单耗角度考虑,目前的实际单耗仍有一定的下降空间。另一方面,包括中欣氟材、新瀚新材、营口兴福在内的企业陆续建设氟酮装置,可有效改善国内供需格局,宽松的供给有望进一步降低氟酮价格;同时 PEEK 厂商也可通过自建氟酮产能的方式降低自身生产成本,如中研股份与长春工业大学合作开发符合工业化产品纯度的氟酮,拥有一定的降本空间。图3.PEEK 原料单耗及单位投资额(单位:万元)图4.2025 年国内氟酮供给格局预测 数据来源:盘锦伟英兴环评,财通证券研究所 数据来源:各公司公告,中研股份招股书,财通证券研究所(新瀚新材总产能中部分是氟酮产能)PEKK:主要原料主
30、要原料供给宽松供给宽松使得原料成本使得原料成本较低较低。PEKK 原料主要是间/对苯二甲酰氯和二苯醚,均是国内供给相对宽松的精细化工品,根据凯盛新材招股书和生意社数据,上述原料价格均在 2 万元/吨左右,因此原料成本整体较低。另外,由于公司生产 PEKK 采用的是非高温法,因此反应过程所需能源相对较少,年消耗量低;叠加拥有自建间/对苯二甲酰氯产能,生产成本可得到有效控制。图5.PEKK 原料单耗及单位投资额(单位:万元)图6.2022 年间/对苯二甲酰氯国内供给格局 数据来源:凯盛新材环评,财通证券研究所 数据来源:凯盛新材招股书,各公司公告及官网,爱企查,财通证券研究所 名称年消耗量(吨/年
31、)单耗单价(万元/吨)价格(元/吨)氟酮11880.7913.0010.30对苯二酚5870.394.001.57二苯砜3720.25碳酸钠6340.42电(万Kwh/a)21541.44原料成本11.86新瀚新材,6700中欣氟材,5000营口兴福,2000新瀚新材中欣氟材营口兴福名称年消耗量(吨/年)单耗单价(万元/吨)价格(元/吨)间苯二甲酰氯5930.302.000.59对苯二甲酰氯7980.402.000.80二苯醚11400.572.001.14氯化钙18830.94三氯化铝56292.81电(万kwh/年)13600.68原料成本2.53凯盛新材,45%三力新材,14%丰华生物,
32、12%科丰化工,12%烟台裕祥,9%瑞泰科技,7%江泰新材,2%凯盛新材三力新材丰华生物科丰化工烟台裕祥瑞泰科技江泰新材 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 10 行业专题报告/证券研究报告 3 应用领域:应用领域:主要主要应用应用大体相似大体相似,部分领域部分领域略有不同略有不同 3.1 PEEK 和和 PEKK 相似的应用领域相似的应用领域 由于 PEEK 和 PEKK 均属于聚芳醚酮类材料,是由酮键和醚键形成的聚合高分子材料,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、耐化学性、生物相容性、可加工性以及较高的使用温度,因此理论上两种材料在很多领域均可以应用
33、,主要包括型材类领域、新能源汽车、医疗领域、航空航天材料等领域。型材型材类类领域领域:目前 PEEK 材料应用最多的领域之一。以国内外领先企业为例,中研股份的型材类客户占比约 65-70%;Victrex 的 VAR 类客户占比约 40%,二者占比均较高。型材产品下游主要集中在半导体等电子信息类、即对精密度要求较高的应用领域,通过型材 CNC 加工相关部件。PEKK 性能也可以满足大部分要求,我们预计这将是未来其优先规模化应用的领域之一。新能源汽车新能源汽车:轻量化及快充带来新增量。轻量化:轻量化:PEEK 可生产成轴承、齿轮等器件用于新能源汽车中代替金属材料,以实现汽车减重的目的。新能源新能
34、源快充:快充:800V 快充汽车目前处于起步阶段,受益于 PEEK 材料优异的耐电晕性能,其可用于 800V 快充电机漆包线中,新需求有望带来新增量。汽车的轻量化需求PEKK也可满足,但快充目前仍处于验证阶段,放量节奏难下定论。医疗领域医疗领域:优异的生物相容性推动其在非脊柱类和脊柱类产品中的应用推广。其中非脊柱类:非脊柱类:主要包括颅骨修复及固定产品(颅骨板、颅骨锁、链接片等),中研股份招股书中预测到 2027 年此类型需求量将达到近 50 吨,市场空间有望持续增长。脊柱类脊柱类:主要包括脊柱接骨板、脊柱内固定器、椎间融合器、钉棒等产品。Victrex 的脊柱类产品占比略有下降(由 2022
35、 年的 50%下降至2023H1 的 48%),主要系在美国部分脊柱用支架由钛生产,但 PEEK 在亚洲和欧洲表现仍比较好。随着国内发展双涂层技术,解决 PEEK 和羟基磷灰石涂层粘结强度问题,未来 PEEK 在脊柱类中的应用占比有望提高。航空航天材料航空航天材料:一般将 PAEK 与碳纤维等材料配合使用生产复材,包括CF/PEEK 和 CF/PEKK 等。由于 PAEK 复材具有轻质高强、抗疲劳、耐腐蚀、可整体成型等特点,以其作为飞机机身,可以为飞机减重 10%-40%,而其结构设计成本也可以降低约 15%-30%。中研股份招股书预测航空领域复材需求量约 6300 吨,市场空间广阔。这一领域
36、,PEEK 和 PEKK 均有应用。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 11 行业专题报告/证券研究报告 图7.PEEK 主要的下游应用 数据来源:中研股份招股书,财通证券研究所 3.2 PEEK 和和 PEKK 存在差异存在差异的应用领域的应用领域 PEEK 和 PEKK 主要性能参数相近,仅少数性质有所区别,主要包括玻璃转化温度和熔点、结晶度。目前 Arkema 已实现 PEKK 的生产和销售,主要针对 3D 打印、航空航天、油气等领域,因此针对上述应用进行对比分析。3D 打印打印:PEKK 性质相对适合性质相对适合。3D 打印是打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉
37、状或片状的材料将截面逐层打印出来,再将各层截面粘合制造出实体,该技术对器材和材料均有一定要求。器材器材方面方面:在使用 PEEK 进行 3D 打印时,需要配备一台可达到 400C 的挤出机,一个加热至 120C 的腔室,一个可达230C 的打印平台,以便各层可以粘合且顺利成型取出。PEKK 的 3D 打印成型要求非常相似,但其挤出温度通常可以控制在 340-360C 之间,对器材组件的耐高温性要求低一些。材料方面:材料方面:3D 打印过程中如果材料冷却和固化过程太快,分子链将无法正常弯曲,影响零件与打印平台的附着力以及其最终的机械性能。因此PEKK 相对更适用于这一领域,且其结晶度随着 T/I
38、 值的减小而减小。表6.国内厂商 PEKK 性能参数 样品样品 单体投料单体投料 T/I 计算计算 T/I 特性粘度特性粘度 玻璃化温度玻璃化温度 结晶结晶度度 PEKK50 50/50 50/50 0.85 160.5 1.8 PEKK60 60/40 60/40 0.86 165.0 24.4 PEKK70 70/30 69/31 0.85 166.0 25.2 PEKK80 80/20 78/22 0.85 167.7 28.8 数据来源:尚敬诏聚醚酮酮共聚物热分解及结晶熔融行为研究,财通证券研究所 航空航天:航空航天:通常通常与碳纤维进行复合使用。与碳纤维进行复合使用。作为最早在航空航
39、天领域应用的热塑性材料,PAEK 由于具有优异的阻燃性能,燃烧时的发烟量和释放有毒气体少,被用于制造飞机内部零件;同时还可以制造火箭的电池槽、螺栓、螺母以及火箭发动 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 12 行业专题报告/证券研究报告 机的内部零件等,已成为航空航天材料中不可缺少的一种。通常为了减重以及增强其强度,PAEK 会与碳纤维合成复材,根据研究表明,短碳纤维对 PEKK 的拉伸性能和强度性能提升相对较多,但基本处于同一水平。图8.短碳纤维对 PEEK 和 PEKK 拉伸性能和强度性能的影响 数据来源:Dustin VeazeyNext generation high-pe
40、rformance carbon fiber thermoplastic composites based on polyaryletherketones,财通证券研究所 4 国外经验:国外经验:PEEK 应用应用较较早早且且广,广,PEKK 逐步放量逐步放量 4.1 PEEK:国际龙头:国际龙头 Victrex 具备先发优势,持续拓宽市场空间具备先发优势,持续拓宽市场空间 威格斯是国际 PEEK 龙头公司,率先合成并实现批量化生产,因此具备显著的先发优势,有能力持续拓展市场空间。分应用领域来看:分应用领域来看:根据威格斯年报数据,其产品主要消费领域分别是能源与工业、VAR、汽车和航空航天(运
41、输)、电子以及医疗领域。2018-2022 年间,威格斯产品威格斯产品消费量基本消费量基本都都经历了先降后升这一变化趋经历了先降后升这一变化趋势。势。其中其中 能源与工业能源与工业:消费量波动相对较小消费量波动相对较小,主要系该领域主要用于油气开采领域,消费量受全球每年的油气资本开支影响,因此 2020-2022 年油价上行,全球油气开支上涨,相关消费量逐年增加。另外,基于 PEEK 复合管道轻量化,优异的耐用性和易于制造等优点,威格斯加速巴西深水油气田热塑性复合管项目,未来有望带动这一板块的快速放量。VAR:与工业终端市场类似与工业终端市场类似(航空航天除外,其销量主要直接面向原始设备制造商
42、或一级供应商)。VAR 能够很好的衡量供应链总体健康状况,相关客户会将大量的 PEEK 制造成便于储存的形状或复材(型材)。该板块消费量与整体经济环境相关,2023 上半年有所承压。汽车和航空航天汽车和航空航天:减重减重性能性能+汽车快充汽车快充带来发展机遇。带来发展机遇。汽车行业:汽车行业:在经历了2022 年芯片短缺后迎来增长,核心应用包括制动系统、衬套和轴承以及传动设备。同时,由PEEK 生产的单个齿轮可减重约 20g,符合新能源车减重的需求。另外受益于 PEEK 的惰性、高强度、耐用性和更快的加工能力,其还可 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 13 行业专题报告/证券研
43、究报告 用于电动车的线材涂层和电机中,属于一种新兴需求,有望带来增量。航空航空航天:航天:同样受益于 PEEK 的轻量化、耐用性、舒适性、介电性能和耐热性,威格斯在航空航天销量逐年增加,在确保相似强度的同时 PEEK 减重能力更强、一般比金属轻 60%,因此 PEKK 复合材料常被用于航空航天中。另外空客预测到 2040 年将有 39000 架新增或维修的飞机,大量的新增需求叠加优异的减重性能,运输行业有望成为 PEEK 增速最快领域之一。电子:与消费电子景气度相关性较高。电子:与消费电子景气度相关性较高。2020-2022 年作为重要终端市场的亚洲逐步复苏,以物联网、5G 应用、云计算和自动
44、驾驶带来的半导体芯片需求推动该领域 PEEK 消费量的增长,促使 CMP 保持环等核心应用和包括新的PEEK 螺母在内的其他扩展应用领域不断增长。医疗领域医疗领域:用量不用量不大大但盈利能力可观。但盈利能力可观。威格斯在医疗领域针对脊柱和非脊柱推出不同产品,其中脊柱类产品市场受到 3D 打印的钛保持架的冲击,业务占比有所收窄,因此未来在保持脊柱类份额的同时重点发展非脊柱产品,包括颅骨、颌骨、颅骨锁等成熟的修复和固定产品,以及关节镜和运动医学、药物输送设备以及心脏泵等新兴产品。图9.Victrex 的 PEEK 在不同领域中的消费量(单位:吨)数据来源:Victrex 公告,财通证券研究所 分分
45、消费区域消费区域来看:来看:欧洲是欧洲是 PEEK 最重要的消费区域,亚太地区消费占比有所提升。最重要的消费区域,亚太地区消费占比有所提升。由于 PEEK 在欧洲率先开始应用,且价格相对其他高分子材料更高,因此欧洲地区一直是 PEEK 最大的消费地区,占比超过半数;北美和亚太地区合计占比约一半。其中北美地区受油气资本开支降低等因素影响,能源与工业领域需求回落,2023 年占比有所下降;而亚太地区受电子行业景气下行以及 VAR 等影响,整体消费量下滑,但占比小幅提升。由于 PEEK 在亚太地区的消费领域更加丰富,预计未来该区域的消费总量有望进一步上涨。04008000240
46、02002120222023H1能源与工业VAR汽车和航空航天电子其他 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 14 行业专题报告/证券研究报告 图10.Victrex 的 PEEK 在各地区消费结构 图11.Victrex 的 PEEK 在各地区的消费量(单位:吨)数据来源:Victrex 公告,财通证券研究所(内圈数据为 2022H1,外圈为2023H1)数据来源:Victrex 公告,财通证券研究所 4.2 PEKK:国外企业:国外企业 Arkema 持续投入研发,率先实现产品放量持续投入研发,率先实现产品放量 PEKK 最先由美国 DuPont 合成并实
47、现工业化,主要为了满足美国联邦航空管理局航空内饰材料新规对防火、无烟、无毒性能要求的提高,后该业务板块经过多次收购后,最终由 Solvay 所持有;而 Arkema 则是与 OPM 公司合作,最终也以杜邦法成功生产出 PEKK。截止到目前为止,全球范围内仅 Solvay 和 Arkema 两家公司已经实现 PEKK 的规模化生产运行,其中 Solvay 主营业务包括材料、化学品以及解决方案等;而 Arkema 主营业务包括先进材料、胶黏剂业务、涂料业务、中间体等,两家公司都不属于专营 PEKK 的企业。PEKK 起步相对较晚,应用场景起步相对较晚,应用场景相对相对有限。有限。PEKK 业务被
48、Arkema 归类于先进材料板块中,即公司营收占比最大的业务,2022 年占比约 37%。先进材料板块主要包括 PA11、PA12、PVDF 以及起步较晚的 PEKK,前三款产品均为市场领先水平。Arkema 于 2010 年开启 PEKK 项目,并先后在法国(2017 年扩建)和美国阿拉巴马州(2019 年初投产)建设装置,合计产能约近千吨级别。其 PEKK 产品以 3D打印、航空航天以及油气相关领域应用为主,根据公司测算,PEKK 未来年均增速约为 4-5%。53%20%27%53%18%29%欧洲北美亚太地区0500025002022H12023H1欧洲北美亚太地区
49、 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 15 行业专题报告/证券研究报告 图12.2022 年 Arkema 营收结构 图13.2022 年 Arkema 先进材料下游消费结构 数据来源:Arkema 公告,财通证券研究所 数据来源:Arkema 公告,财通证券研究所 5 投资建议投资建议 本文本文分别分别从从 PEEK 和和 PEKK 的特性参数、应用领域以及国外的发展经验三个角的特性参数、应用领域以及国外的发展经验三个角度进行对比分析,综合阐述两种材料的度进行对比分析,综合阐述两种材料的各自的各自的优点:优点:其中 PEEK 作为一种均聚物,其性能参数相对固定,且经过多年研究性
50、质和加工参数已基本被掌握,因此实际应用当中相对方便清晰;同时由于目前已经全球范围内实现大规模应用多年,使用范围较广,在诸多领域中已完成材料验证,具备一定的先发优势;另外国内外存在专营 PEEK 的龙头企业拓展材料应用领域。PEKK 作为一种共聚物,其性能参数可通过控制对/间苯二甲酰氯用量比例进行调节,因此包括熔点、玻璃化转变温度、结晶度等参数均可在一定范围内调节,可调的熔点和结晶度等性质使其更适用于 3D 打印等多种应用场景。另外,由于 PEEK 主要原料对/间苯二甲酰氯和二苯醚属于国内供给相对宽松的化学品,因此其原料成本相对更低。根据上述根据上述分析分析,我们认为基于两种材料各自的优势,其有
51、望实现同步发展,共同,我们认为基于两种材料各自的优势,其有望实现同步发展,共同开拓聚芳醚酮类材料的市场开拓聚芳醚酮类材料的市场、打开成长、打开成长空间。空间。受益于 PAEK 自身的优异性能,其在电子信息领域、新能源汽车、航空航天领域、医疗领域的应用持续推进,需求量快速增长,同时 PEEK 实现了国产替代、PEKK 即将实现国产化,因此我们推荐关注:(1)凯盛新材)凯盛新材(301069.SZ):国内氯化亚砜、对/间苯二甲酰氯龙头企业,规划建设的1000吨/年PEKK产能有望率先放量投产;(2)中研股份中研股份(688716.SH):国内 PEEK 细分领域的龙头企业,拥有目前国内最大的产能以
52、及 5000L 反应釜聚先进材料,37%胶黏剂业务,25%涂料业务,29%中间体,9%先进材料胶黏剂业务涂料业务中间体工业,39%电力能源,22%营养和水,14%消费品,10%汽车和运输,7%建筑,6%油漆和涂料,2%工业电力能源营养和水消费品汽车和运输建筑油漆和涂料 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 16 行业专题报告/证券研究报告 合技术,产品已经实现规模化量产;(3)沃特股份沃特股份(002886.SZ):国内 LCP、PPA等多种特种高分子材料领先企业,目前规划建设 1000 吨/年 PAEK 产能。5.1 凯盛新材(凯盛新材(301069.SZ)公司主营产品为氯化亚砜
53、、芳纶聚合单体(间/对苯二甲酰氯)、对硝基苯甲酰氯、聚醚酮酮、氯醚等,建立了以氯、硫基础化工原料为起点,逐步延伸至中间体氯化亚砜,并进一步到高性能纤维芳纶的聚合单体间/对苯二甲酰氯、对硝基苯甲酰氯及其他芳香族酰氯产品,再到高性能高分子材料 PEKK 及其相关功能性产品的特色鲜明的立体产业链结构。公司是目前国内首家建设千吨级 PEKK 产能,并有望能够率先实现规模化的企业,公司现拥有 100 吨/年中试产线,同时上市以来投建的 1000 吨/年产线放量在即,未来有望在型材、航空航天、3D 打印、医疗等诸多领域实现国产替代,强化自身盈利能力。图14.凯盛新材营业收入(单位:百万元)图15.凯盛新材
54、归母净利润(单位:百万元)数据来源:wind,公司公告,财通证券研究所(2023 年为前三季度数据)数据来源:wind,公司公告,财通证券研究所(2023 年为前三季度数据)5.2 中研股份(中研股份(688716.SH)公司主营产品为 PEEK 相关产品,以 1000 吨/年 PEEK 粗粉产能生产并外售 PEEK颗粒、细粉、复合增强树脂等产品。公司募投项目为建设 1000 吨/年 PEEK 颗粒、细粉、复合材料和相关制品产能(含部分置换产能),以及 4000 吨/年二苯砜蒸馏提纯回收装置,提高产品产能、丰富产品类型、降低生产成本,是目前国内首家可以使用 5000L 反应釜进行 PEEK 聚
55、合生产,且实现了千吨级 PEEK 生产运行的企业,技术水平行业领先。-10%0%10%20%30%40%50%60%02004006008007 2018 2019 2020 2021 2022 2023营业收入(百万元)同比(右轴)-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%05002017 2018 2019 2020 2021 2022 2023归母净利润(百万元)同比(右轴)谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 17 行业专题报告/证券研究报告 图16.中研股份营业收入(单位:百万元)图17.中研股份归母净
56、利润(单位:百万元)数据来源:wind,公司公告,财通证券研究所(2023 年为前三季度数据)数据来源:wind,公司公告,财通证券研究所(2023 年为前三季度数据)5.3 沃特股份(沃特股份(002886.SZ)公司主营产品是特种高分子材料和改性塑料业务,公司的 LCP 和 PPA 技术已经可以实现稳定化生产运营。在经历 LCP 关键原料卡脖子后,公司积极寻找方案,于 2023 年三季度基本解决原料供应问题,有望快速恢复 LCP 生产运营。同时公司还扩建 PPA 产能,提高特种高分子材料供应能力。公司还规划了 1000 吨/年 PAEK 产能,其中包括了 900 吨/年 PEEK 和 10
57、0 吨/年PEKK 产能,计划于 2024-2025 年陆续投产。公司主要控股子公司浙江科赛主要经营 PTFE 及其复合材料,目前所需 PEEK 主要通过外购满足需求。未来自建PEEK 产能投产后,公司有望实现 PEEK 纯树脂-复合材料一体化生产,提升自身盈利能力。图18.沃特股份营业收入(单位:百万元)图19.沃特股份归母净利润(单位:百万元)数据来源:wind,公司公告,财通证券研究所(2023 年为前三季度数据)数据来源:wind,公司公告,财通证券研究所(2023 年为前三季度数据)0%20%40%60%80%100%05003002017 2018 2019
58、2020 2021 2022 2023营业收入(百万元)同比(右轴)-100%0%100%200%300%002017 2018 2019 2020 2021 2022 2023归母净利润(百万元)同比(右轴)-10%0%10%20%30%40%030060090002017 2018 2019 2020 2021 2022 2023营业收入(百万元)同比(右轴)-90%-60%-30%0%30%60%0204060802017 2018 2019 2020 2021 2022 2023归母净利润(百万元)同比(右轴)谨请参阅尾页重要声明及财通证券股
59、票和行业评级标准 18 行业专题报告/证券研究报告 6 风险提示风险提示 1)新建产能投产时间不及预期风险新建产能投产时间不及预期风险:各公司新建产能投产时间不及预测,可能在竞争过程中产生不利影响;2)部分新兴应用领域放量不及预期风险部分新兴应用领域放量不及预期风险:新兴领域是新材料需求增长重要的来源之一,相应领域放量节奏不及预期可能会对新材料的放量产生不利影响;3)医疗、新能源汽车领域产品验证进展不及预期风险医疗、新能源汽车领域产品验证进展不及预期风险:PAEK 属于新材料,在医疗、新能源汽车中的应用验证进展不及预期可能对其在相关领域的需求量增长产生不利影响。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股
60、票和行业评级标准 19 行业专题报告/证券研究报告 分析师承诺分析师承诺 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,并注册为证券分析师,具备专业胜任能力,保证报告所采用的数据均来自合规渠道,分析逻辑基于作者的职业理解。本报告清晰地反映了作者的研究观点,力求独立、客观和公正,结论不受任何第三方的授意或影响,作者也不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。资质声明资质声明 财通证券股份有限公司具备中国证券监督管理委员会许可的证券投资咨询业务资格。公司评级公司评级 以报告发布日后 6 个月内,证券相对于市场基准指数的涨跌幅为标准:买入:相对同期相关证券市场代表性指数涨
61、幅大于 10%;增持:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在 5%10%之间;中性:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在-5%5%之间;减持:相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%;无评级:由于我们无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使我们无法给出明确的投资评级。A 股市场代表性指数以沪深 300 指数为基准;香港市场代表性指数以恒生指数为基准;美国市场代表性指数以标普 500 指数为基准。行业评级行业评级 以报告发布日后 6 个月内,行业相对于市场基准指数的涨跌幅为标准:看好:相对表现优于同期相关证券市场代表性指数;中性:相对表现与同期相关证券
62、市场代表性指数持平;看淡:相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数。A 股市场代表性指数以沪深 300 指数为基准;香港市场代表性指数以恒生指数为基准;美国市场代表性指数以标普 500 指数为基准。免责声明免责声明 本报告仅供财通证券股份有限公司的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告的信息来源于已公开的资料,本公司不保证该等信息的准确性、完整性。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用,并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的邀请或向他人作出邀请。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的价格、
63、价值及投资收入可能会波动。在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司通过信息隔离墙对可能存在利益冲突的业务部门或关联机构之间的信息流动进行控制。因此,客户应注意,在法律许可的情况下,本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易,也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下,本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户,不构成客户私人咨询建议。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下,本公司不对任何人使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告仅作为客户作出投资决策和公司投资顾问为客户提供投资建议的参考。客户应当独立作出投资决策,而基于本报告作出任何投资决定或就本报告要求任何解释前应咨询所在证券机构投资顾问和服务人员的意见;本报告的版权归本公司所有,未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用,或再次分发给任何其他人,或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。信息披露信息披露