本文介绍了peek材料在科技与工业领域的广泛应用,包括汽车、电子信息、能源及工业、医疗健康等行业。随着全球电子信息、汽车、航空航天产能向亚太地区转移,我国peek市场增长迅猛。文章还介绍了主要应用行业和公司的业务布局、产品研发、产能建设等相关情况。
随着全球电子信息、汽车、航空航天产能向亚太地区转移,我国PEEK市场增长迅猛,预计未来市场规模将持续扩大。
中研股份、沃特股份、金发科技等公司在PEEK材料领域有业务布局和产品研发,涵盖了从原材料生产到深加工等多个环节。
在科技与工业交织的现代化浪潮中,PEEK材料如同一股新势力,逐渐崭露头角。作为一种高性能聚醚醚酮聚合物,PEEK以其耐高温、耐化学药品腐蚀等性能,出现在交通运输、航空航天、电子信息、能源及工业、医疗健康等多个行业。
图源:威格斯
随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移,我国PEEK市场增长迅猛。根据Mordorlntelligence研究数据指出,PEEK材料行业处于快速发展期,2024年PEEK市场规模将达56亿元,2029年或将达82.3亿元。
PEEK材料应用广泛
从汽车功能工业的轻量化、智能化到IT制造业的高精度、高性能制造,再到医疗分析器械的精准度、安全使用,PEEK材料都在发挥着不可或缺的作用。
值得注意的是,汽车、芯片、半导体、低空经济等PEEK材料出现的行业均是发展前景广阔的热门行业。
图源君华股份
(1)PEEK在汽车产业
PEEK已经在传统燃油车中得到广泛的应用,PEEK可用于制造发动机内罩、轴承、制动和空调系统中的ABS阀、垫片、离合器齿环等各种零部件,也可用于制造涡轮压缩机、泵、阀、电线电缆、电动座椅齿轮、标准件等,PEEK良好的耐摩擦性能和力学性能使其能在关键零部件方面对金属进行替代,成为实现汽车轻量化的重要材料。
(2)PEEK在电子信息产业
PEEK不仅在电子产品中被广泛使用,在电子信息产业生产制造环节也发挥了巨大的作用,解决了很多技术难题。例如在半导体产业中,使用PEEK制成的CMP保持环因具备更强的耐磨性、耐化学性,使用寿命较其他材料可延长一倍,从而减少因更换CMP保持环导致的产线停产。
PEEK作为最理想的CMP保持环材料,在半导体生产的化学机械抛光工艺环节被广泛应用。同时PEEK能够耐受高达260℃的高温和各类化学品的腐蚀,从而减少晶圆冷却时间,提高生产效率。而PEEK颗粒产生率低、纯度高,使得晶圆脱气量和可萃取物减少,降低静电击穿晶圆的概率,也能显著提升晶圆良品率。
因此,采用PEEK及其复合增强树脂加工的晶片夹、自润滑耐磨轴套、滚轮、CMP保持环等高性能塑料零件,能够实现对铜合金、不锈钢、PTFE、PPS和其他工程塑料等传统材料的替代。
摄于威格斯展台
(3)PEEK在医疗健康产业
PEEK相对于金属材料与人体骨骼的刚性更为接近,且PEEK为非金属材料,术后CT和核磁检查无伪影,不影响后续医学影像诊断。PEEK具有易加工的特性,如在颅骨修复方面,PEEK经过个性化设计和加工后能够与患者颅骨达到极高的吻合度,达到美观效果的同时消除患者心理负担,提升了患者术后康复水平和生活质量。目前PEEK产品已有包括人造脊柱植入物、人造关节、骨修复制品等在内的成功应用案例。
摄于雷孚斯展台
(4)PEEK在能源领域
PEEK能够满足核工业零部件高性能要求。耐辐射性是核电行业应用材料的关键性能之一,普通热塑性材料受到电磁或粒子型电离辐射可能会变脆。
PEEK材料制造的部件在受到高剂量电离辐射后依然可以正常工作,耐辐射性、高温情况下优异的电性能、出众的机械强度、良好的耐化学腐蚀性、很低的吸湿率和优异的耐水解性,使其成为核电行业高性能零部件材料的理想选择。
PEEK聚合物及复合材料高性能塑料零件已广泛应用于井下测量、石油开采、石化装置生产及运输等各个环节。
(4)PEEK在航空航天领域
在航空航天领域,未来最主要的终端应用将会是CF/PEEK产品。由于CF/PEEK具有轻质高强、抗疲劳、耐腐蚀、可整体成型等特点,以CF/PEEK作为飞机机身,可以使飞机减重10%-40%,而其结构设计成本也可以降低15%-30%。
连续碳纤维热塑性聚醚醚酮(CF/PEEK)单向带
目前CF/PEEK生产技术仅被日本东丽、荷兰TenCate、英国威格斯等少数公司掌握,主要应用于航空航天等尖端领域,未来战略意义重大,市场空间广阔。国内CF/PEEK的研发集中在高校、科研院所和极少数企业之中,尚未实现工业化生产。并且国外的核心制造技术及相关装备都被严格保密,对中国实施严苛的封锁政策。
国内大多数CF/PEEK产品,如预浸带、预浸板只能依靠少量的进口,数量无法满足需求、产品交期无法预估、应用成本很高,极大限制了国内市场对此类产品的大范围应用。CF/PEEK产品的生产已成为我国高性能复合材料发展与应用的“卡脖子”难题。因此,CF/PEEK是未来我国复合材料领域重点的发展方向。
CF/PEEK相关企业
从PEEK材料生产企业业务布局来看,目前中研股份、沃特股份、金发科技均有聚醚醚酮的产能规划布局。其中中研股份现有年产1000吨PEEK产线,沃特股份PEEK项目一期已完成建设。
中研股份
中研股份是继英国威格斯后全球第2家能够使用5000L反应釜进行PEEK聚合生产的企业,是目前PEEK年产量最大的中国企业。
摄于中研展台
公司的主要产品为树脂形态的PEEK,形成现有的“两大类、三大牌号、六大系列”共52个规格牌号的产品体系。
图源:中研高分子
公司的主要产品根据是否添加玻璃纤维、碳纤维进行物理改性分为纯树脂和复合增强类树脂两大类;按产品熔体流动性由低至高分为770、550、330三大主要牌号;按照不同的表观形态及再加工方式分为纯树脂粗粉(P系列)、纯树脂细粉(PF系列)、纯树脂颗粒(G系列)、玻纤增强颗粒(GL系列)、碳纤增强颗粒(CA系列)、耐磨增强颗粒(FC系列)六大系列,此外还包括少量PEEK制品。
公司产品适用于注塑、挤出、模压成型、喷涂等加工方式,可满足下游客户对PEEK的多种应用场景需要,其中多项产品打破国外厂商的市场垄断。
2024年上半年,公司实现营业收入1.34亿元,同比下降4.24%,归母净利润1751.88万元,同比下降25.82%。
对于净利润大幅下降的原因,中研股份表示主要系报告期内公司产品销售价格下调导致营业收入减少,此外,公司加大研发投入,研发费用同比增长;同时,随着公司规模的不断扩大,人员增加,导致管理费同比增长。
汽车:公司在新能源汽车领域进行了战略布局,如应用于新能源汽车电机中的漆包线材料、锂电池密封件等,拓展公司PEEK在新能源汽车产业中的应用。
摄于中研展台
电子信息:公司积极拓展半导体领域零部件加工客户,加速推进公司产品在该领域的应用。此外,公司还将在PEEK制膜领域与下游厂家合作,争取早日在手机振膜领域实现国产替代。
摄于中研展台
人形机器人领域:公司目前与国内人形机器人领域龙头企业以及供应链企业已经开展合作。受限于市场发展阶段,尚未起量。
医疗:目前公司已经完成生产车间GMP认证。公司与西安康拓医疗技术股份有限公司合作,医疗植入级PEEK(材料牌号为:ZR3G)医疗器械首次获得国家药品监督管理局注册。
航空航天:公司已经与东华大学合作,开展碳纤维聚醚醚酮复合材料研发项目,利用本次募投项目募集资金共同对CF/PEEK在航空航天领域的应用展开研究。目前公司在该领域出货量尚小。
高端制造及能源产业:在高端制造和能源行业,公司将重点针对新能源领域进行战略布局。目前公司产品(如用于制造密封环、密封圈等)已经广泛应用于传统石化能源领域,而未来风电、光伏、核能等清洁能源的快速发展已经成为全球的共识。公司将推动PEEK在以上行业的应用,加快将公司产品应用于如风力发电用轴承、光伏生产用吸盘、太阳能电池载具、核电站用耐辐射绕组线圈等产品中。
研发方面:公司目前拥有吉林省工程研究中心,设置了专门的PEEK研发实验室,报告期内研发费用支出为1,366.99万元,同比增长31.74%。
产能建设方面:报告期内,公司有序推进募投项目“年产5000吨聚醚醚酮(PEEK)深加工系列产品综合厂房(二期)项目”主体工程施工。
沃特股份
沃特LCP、PTFE、PPA、PPSU/PES/PSU、PEEK、PEKK等特种高分子材料从合成到改性的整体配置,可为5G通讯、电子电器、汽车交通、半导体、医疗健康、物联网等行业提供可参与全球化竞争的供应链自主可控产品。
摄于沃特展台
沃特2024上半年实现了营业收入8.07亿元,较上年同期增长了约12.23%,并创下历史新高,其中特种高分子材料营业收入占比52.05%。
公司聚芳醚酮(PAEK)主要包括聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)等。公司规划建设聚芳醚酮(PAEK)合成树脂产能1,000吨。截至2024年8月27日,公司一期聚醚醚酮(PEEK)合成树脂产线已完成建设,项目已由建设期进入试生产期,待试产期满之后依照相关规定申请取得正式生产许可证。
在产能布局方面,沃特股份持续推动以LCP、PPA、聚砜、PAEK、PPS、PTFE为核心的特种高分子材料平台建设。报告期内,公司2022年定增募投项目持续推进,其中重庆LCP项目一期和PEEK项目一期已完成消防、环保及试生产方案评估工作,并由建设期顺利进入试生产期。
沃特股份控股子公司浙江科赛同样已具备百吨级PAEK型材生产及加工能力,目前实现为下游精密电子、电子信息、工业机械、轴承等领域客户供应。
金发科技
上半年实现营业收入233.47亿元,同比增长14.73%。特种工程塑料:主要产品销量 0.92 万吨,同比增长 12.79%。
金发科技拥有自主研发生产聚合PEEK的生产能力,改性PEEK产品主要应用于汽车、电子电气、机械及其它工业等多个领域。
图源:金发
凯盛新材
凯盛新材聚醚酮酮(PEKK)产品可以用于通用型材、喷涂、航空航天、3D打印和机器人等领域,可对外供应PEKK原粉、颗粒等产品。凯盛新材2024 年上半年实现营收4.95 亿元,同比+0.54%。
公司目前已经具备1000吨/年高分子材料PEKK(聚醚酮酮)产品生产及后处理改性及增强装置,能够根据客户需求供应PEKK产品原粉、颗粒或经过物理改性后的定制化产品;
同时公司具备PEEK(聚醚醚酮)产品改性及增强能力,并已经实现将其与玻璃纤维、碳纤维进行结合,向客户供应定制化的复合材料产品。
图源:凯盛新材
凯盛新材在PEKK材料领域取得突破后,积极与中国科学院宁波材料技术与工程研究所合作,共同开发CF/PEKK热塑性预浸料。
参考资料:中研年报、金发年报、沃特年报、凯盛年报、前瞻网
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