黄金产业:氟化工行业概述!
2024-02-18 10:07:23   来源:化工材料技术荟集地   评论:0 点击:

氟化工泛指一切生产含氟产品的工业,是化学行业的一个子行业。氟化工是我国经济高质量发展的基石,已成为国家重点新兴产业的重要组成部分,同时也为发展其他战略新兴产业和提升传统产业提供材料保障,对促进我国制造业结构调整和产品升级起着十分重要的作用。

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氟化工产业链概览,来源:申万宏源研究

氟化工产品和材料品种众多,一般具有稳定性好的特点,被广泛应用于制冷、建材、电子电器、新能源等领域,因其附加值普遍较高,被称为黄金产业,近年来更是在新兴的高精尖领域,如新能源、新能源汽车、新兴信息、新医药等应用不断拓宽,并且部分高端品种存有国产替代空间,未来行业增长存较大驱动力。

1.无机氟化物行业概述

无机氟化物是指氟化工产品中含有氟元素的非碳氢化合物,作为整个氟化工 行业的基础。无机氟材料具有优异的耐腐蚀、耐高温、耐磨损、电绝缘等性能,广泛应用于冶金、化工、电子等领域,是国民经济中十分重要的化工产品,其中氟化盐的发展最为显著。

随着国家能源结构的不断调整,六氟磷酸锂为代表的含氟锂盐电解质及电解液的地位日益突出。

(1)含氟锂盐电解质

目前含氟锂盐电解质以六氟磷酸锂为主,是锂电池的关键原材料之一。随着锂电池在各行各业中地位愈加重要,应用范围也越来越广,其需求也迅速攀升,带动电解质和添加剂市场飞速增长。同时,伴随着新能源汽车续航能力、充电速度、稳定性等各方面性能提升的要求,新型的含氟锂盐作为添加剂正在改变原有的电解液配方结构。

(2)氟化铝

氟化铝具有广泛的工业用途,是现代工业中不可或缺的重要化学品之一。氟化铝主要用作铝冶炼过程中的调整剂和助熔剂。作为调整剂,氟化铝可以提高电解质的导电率,保持规定的电解质分子比;作为助熔剂,氟化铝可以降低氧化铝的熔点从而有利于氧化铝的电解,控制电解过程的热平衡,降低电解过程的能源消耗。

随着科技的不断发展和工业的不断进步,氟化铝的应用领域将不断扩大和深化。

2.含氟聚合物行业概述

含氟聚合物材料是含氟原子的单体通过均聚或共聚反应而得,由于C-F键极 短、键能极高,含氟聚合物材料相较于一般聚合物产品具有优异的物理和化学性能,材料结构复杂、种类繁多、用途广泛。

含氟聚合物主要大致分为氟树脂和氟橡胶两类,二者所需单体和生产工艺有相似之处。其中,氟树脂由于其特殊的结构,使得氟树脂在耐热性、耐酸性、耐碱性、耐药性等多方面有优良的表现,常见的氟树脂品种主要有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等。

(1)聚偏氟乙烯(PVDF

自20世纪70年代以来,PVDF以其优良的综合性能,在含氟高分子材料产业中产销量排名第二。聚偏氟乙烯的使用温度范围为-60℃-150℃,具有良好的抗化学腐蚀、抗水解、抗紫外线性能,机械强度优于其他氟树脂。

我国聚偏氟乙烯行业起步较晚,受技术水平限制,国产聚偏氟乙烯产品下游 应用主要以涂料工业为主。PVDF具备优异的耐化学性、电绝缘性,作为正极材料、隔膜等锂电材料的粘结剂,是锂电池产业链不可或缺的关键材料之一。

世界各国对环保要求的越发严格促进了包括新能源、环保两大聚偏氟乙烯(PVDF)主要应用领域的发展,锂电池作为聚偏氟乙烯(PVDF)最大的应用方向,预计将在2025年前保持30%的复合增长率。

同时,集成电路行业的蓬勃发展也将促使聚偏氟乙烯(PVDF)制品领域快速发展,预计到2025年将达到约4万吨/年的市场规模。受以上领域快速发展的影响,PVDF综合市场规模将在2025年达到15万吨以上。 

(2)PTFE

PTFE是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物,是一种类似于聚乙烯的透明或不透明的蜡状物,是当今世界上耐腐蚀性能较佳材料之一,除熔融金属钠和液氟外,能耐其它一切化学药品,另外,PTFE抗酸抗碱、耐温性优异、摩擦系数低、介电损耗低、介电常数小、防粘性能好、生物适应性极强,被称为“塑料王。

(3)FEP

FEP由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成,是PTFE的改性材料。FEP具有绝缘、阻燃、耐高温的特点,常作为多种电缆、导线的绝缘层应用在电子电器工业中。

目前,国内厂商产能主要集中于聚全氟乙丙烯模压料、通用挤塑料以及浓缩液,主要应用领域为照明和家电用的电线、化工设备内衬、表面防腐,而在高端聚全氟乙丙烯聚合物分子链段改性设计以及高纯度聚全氟乙丙烯高分子材料生产方面仍严重缺乏,为满足通讯、电子、新能源等高端领域要求,产品质量提升将会是后期发展的趋势。

三、氟碳化学品行业概述

氟碳化学品主要用作制冷剂、发泡剂、气溶胶的喷射剂、灭火剂、电子电气 及精密部件的清洗剂,还可以用作生产含氟高分子材料及精细氟化学品的原料。

制冷剂是指热机中用于帮助实现能量转化的媒介物质,主要用于空调、冰箱 等领域。从需求结构看,固定式空调(包括家用与商用)使用制冷剂最为广泛,且制冷功率通常较大;相比之下,冰箱主要功能是保温且功率较小,单台冰箱的制冷剂消耗量相对小于固定式空调。对比车用空调,其在数量上小于家用与商用空调, 因此固定式空调在制冷剂消费中占据主导地位。目前在全球范围内广泛使用的制冷剂主要是第三代制冷剂 (HFCs),而第四代制冷剂(HFOs)尚未广泛使用。

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制冷剂分类及应用,来源:国信证券
目前第四代制冷剂以化工合成的氢氟烯(HFOs)类物质为主要代表,现有 产品包括R1234ze和R1234yf,两者都具有零ODP和极低的GWP,被认为是 未来可替代HFCs类产品的新一代制冷剂。目前第四代制冷剂在部分发达国家受到广泛推广,目前国内受制于原材料成本高昂,且在专利保护下供给十分有限,现阶段的替代作用有限。
四、含氟精细化学品行业概述
含氟精细化学品作为氟化工四大产品体系中的重要门类之一,细分品类众多,主要包括含氟医药、含氟农药、含氟电子化学品等产品。含氟精细化工行业具有产品品种多、产量小、大多以间歇方式生产、具有功能性或最终使用性(许多为复配性产品,配方等技术决定产品性能),产品质量要求高,技术密集、要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究,附加价值率高等特点。近年来,随着国家政策的大力支持,我国含氟精细化学品行业初具规模,部分含氟精细化学品的生产技术及水平已经接近国外先进水平。
(1)含氟医药中间体
含氟医药具有高效、安全等特点,但对工艺技术和生产技术的要求较高,需要 较长时间的实践和积累,行业技术壁垒较高。含氟医药具有高效、安全等特点。目前,国内外含氟药物已达数百种,有许多药物已经成为治疗某些疾病的主要品种。
根据氟化工行业“十四五”发展规划披露,目前全球医药市场(不含医疗器 械)超过11000亿美金,含氟医药中间体的产值预计在200亿元人民币。
(2)含氟农药中间体
我国自上世纪70年代开始含氟农药的研究与开发,目前形成了拟除虫菊酯和苯甲酰脲两大类杀虫剂。由于用氟原子和含氟基团替代农药芳环上的其他基团,能够显著提高农药活性,20世纪80年代后,含氟农药市场迅猛发展,目前含氟农药已经成为世界农药工业发展的重点之一。
根据氟化工行业“十四五”发展规划,含氟农药以及中间体应用于化学农药的含氟中间体的产值在100-200亿元人民币。


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