【行业洞察】特种工程塑料需求不断提高,分消费领域看各产品应用现状及未来趋势

2023-06-21




■ 作者 中国化工信息中心咨询事业部  陈会敏等

背景简述

特种工程塑料是指综合性能优,长期使用温度在150℃以上的一类工程塑料。主要包括聚苯硫醚(PPS)、高性能聚酰胺(PPA,也称高温尼龙)、聚砜(PSF,包括普通双酚A型聚砜PSU、聚亚苯基砜树脂PPSU、聚醚砜PESU、聚芳砜PASF等)、聚芳醚酮(PAEK,包括聚醚醚酮PEEK、聚醚酮酮PEKK、聚醚酮PEK等)等。其兼具耐高温、绝缘、耐腐蚀和机械强度高等优点。

在国际上,特种工程塑料自20世纪60年代后期开始发展,从1960年最初问世的聚酰亚胺到80年代初问世的聚醚醚酮,欧美等国家各大公司先后对特种工程塑料进行大量研究和开发。目前已形成PPA、PPS、PSU等十余种具有应用价值、并实现产业化的品种,被广泛应用于电子、汽车、航空航天、精密器械等高新技术行业。


01

特种工程塑料全球消费量相对较小

主要集中在中国、欧洲等地


特种工程塑料是位于热塑性塑料领域金字塔尖的一类产品,可以替代金属部件,被认为是工业中的轻质材料。相较于其他热塑性塑料,特种工程塑料的全球消费量相对较小,仅占全球热塑性塑料消费量的0.1%左右,但由于产品价格较高,消费规模(价值)占比约为1.8%。


2022年,全球特种工程塑料市场需求约55万吨,市场规模85亿美元。分产品看,高性能聚酰胺、聚苯硫醚、聚酰亚胺以及聚砜是需求较大的四类产品。分地区看,特种工程塑料的消费主要集中在中国、欧洲、美国和日本地区。



02

特种工程塑料需求不断提高

汽车、电子电气是主要驱动力


21世纪以来,在汽车与电子电气行业的带动下,特种工程塑料开始呈现快速增长,并且几乎所有细分产品在这两大市场中均有所应用。截至目前,特种工程塑料在汽车与电子电气中的消费占比共计70%,此外还少量应用于航空、工业机械以及医疗等领域。



汽车领域

在汽车领域,轻量化与电动化是带动特种工程塑料需求增长的主要因素。


在轻量化趋势影响下,特种工程塑料主要应用为在暴露于高温的零部件中替代金属材料,例如点火、燃料、制动以及冷却等系统,PPA、PPS是较为常用的产品。


电动化趋势对材料在高电流环境下提出了更高的耐久性需求,据估计日系厂商电动汽车中PPS的用量达到燃油汽车的2倍以上。例如,随着汽车行业逐步走入电气化时代,索尔维Amodel® PPA树脂于美国乔治亚州奥古斯塔市生产基地的产能提升15%,产品线在纯电动车(BEV)、电动马达、电子电力与电池技术等领域中的应用范围也逐渐扩大。


电子电气领域

电子元件组装温度提高以及通信传输频率增大是带动特种工程塑料需求增长的主要因素。


新型电子元件组装技术如使用无铅焊料、表面贴装技术(SMT)等,均要求材料具有较高的耐热性,其中后者加工过程最高温度可达250℃。另一方面,随着通信传输频率增大,对电子电气组件的介电损耗要求持续提高,例如LCP目前已成为5G天线的首选材料之一。同时LCP在机器人的连接器和伺服电机中也有应用。


随着小米 CyberOne 的推出和特斯拉 Optimus 的发布,人型机器人发展逐渐提升。未来机器人对重量、体型要求越来越高,集成化非常关键,有望给工程塑料在该领域的需求带来爆发式增长。


航空航天领域

在该领域,PPS、PEEK以及PEI等材料凭借耐高温、阻燃以及可加工性,正在部分替代金属与热固性塑料。


医疗领域

聚芳醚酮和砜类聚合物凭借良好的生物相容性,在可植入材料以及各种医疗器械中的应用备受关注。



化信观点


特种工程塑料的发展不仅对国家支柱产业和现代高新技术产业起着支撑作用,同时也对传统产业改造和产品结构调整起到推动作用。


未来,随着新型应用场景不断出现,特种工程塑料需求有望持续高增长。





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