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来源:中国化信咨询 作者: 2022-04-08 10:08
随着现代科技的发展,塑料、合成橡胶、合成纤维三大类人工合成材料得到普遍应用,但其作为有机高分子材料的易燃性也给人类带来大量的火灾隐患。在此背景下,阻燃材料成为了当今社会生产生活中,被广泛采用的关键基础材料。
阻燃剂产品种类较多,主要包括卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂、金属化合物阻燃剂、碳硅系阻燃剂等等。其中,卤系中的溴系阻燃剂因具备较高的阻燃效率、长期应用性能稳定、电性能好,一直是阻燃领域中最主要的阻燃剂产品。然而近年来,由于卤系阻燃剂中的十溴二苯醚、六溴环十二烷和含氯阻燃剂“得克隆”三种产品具有环境安全风险,被要求禁用,使溴系阻燃剂的发展受到一定影响。
但盲目推进阻燃材料无卤化也会带来相当大的风险。2010 年,国外某知名电器厂商曾在其冰箱产品中使用红磷替代溴系阻燃剂,结果反而增加了产品的火灾隐患,不得不在当年召回 36 万台冰箱。
一、亚洲市场快速发展 溴系阻燃剂占全球市场规模的58%
阻燃剂产业起源于欧美发达国家,亚洲地区起步较晚。但从 2005 年开始,以中国为代表的亚洲市场快速发展。目前全球主要的阻燃剂供应商大多分布在亚洲、欧洲、北美洲等地,主要的消费市场也集中在这些地区。
据统计,2021 年全球阻燃剂行业市场规模约 80 亿美元,其中溴系阻燃剂占 58%,产值约 46.4 亿美元(约 301.6 亿人民币)。预计未来全球阻燃剂市场年均复合增长速度约为 6%,到 2030 年将达到 135 亿美元。
2021 年全球阻燃剂需求量为 320 万吨,其中氢氧化铝 106.56 万吨(33.3%)、溴系 67.2 万吨(21.0%)、磷系(19.0%)60.8 万吨、氮系 23.04 万吨(7.2%)、氧化锑 24.64 万吨(7.7%)以及其他阻燃剂 37.76 万吨(11.8%)。预计年均需求增速约 5%,到 2030 年将达约 470 万吨。
因此,溴系阻燃剂目前仍是阻燃领域、特别是在电子电器领域最主要的阻燃剂品种。其中大批环境友好的溴系阻燃剂品种,将会在今后得到快速稳定的发展。
二、中国主要阻燃剂国内外销量攀升 溴系、磷氮系领域生产企业竞争力强
改革开放以来,中国经济蓬勃发展,尤其是以制造业为基础的工业经济进入飞速发展阶段,其中一个重要标志是塑料产品的产量、销量、进出口量迅速扩大。塑料产品的应用领域众多,包括电子电器、建筑材料、汽车、高铁和飞机的内饰材料等,但塑料材料的易燃性决定了在上述领域应用需要对塑料材料进行阻燃处理。因此阻燃材料产业成为了支撑中国现代制造业的重要基础材料。
近年来,随着国家防火标准的不断完善,推动阻燃行业不断发展,市场需求逐步上升。近五年来,中国主要阻燃剂国内外销量整体呈上升趋势,由 2017 年的 77 万吨上升到 2021 年的 117 万吨,增长幅度为 52%,五年来复合增长率为 8.75%。市场规模逐年上升,2021 年约为 190.5 亿元人民币。
溴系阻燃剂和磷氮系阻燃剂作为两个最大的阻燃剂类别,在相关领域涌现出一批具有较大生产规模的企业。
溴系阻燃剂主要生产企业:山东海王化工股份有限公司、山东卫东化工有限公司、山东兄弟科技股份有限公司、山东天一化学股份有限公司、江苏苏利股份有限公司、山东润科化工有限公司、山东旭锐新材股份有限公司等。
磷氮系阻燃剂主要生产企业:包括浙江万盛股份有限公司、杭州捷尔思阻燃化工有限公司、浙江旭森无卤消烟阻燃剂有限公司、普塞呋(清远)磷化学有限公司、济南泰星精细化工有限公司等等。
上述企业生产的溴系和磷氮系各类阻燃剂产品在国内外市场已形成了强劲的市场竞争实力,企业盈利能力和前景持续向好。部分企业近年来企业规模不断发展壮大,特别是其中拥有上游溴、磷资源的企业近年来发展十分迅速。
三、未来 10 年 中国溴系阻燃剂产业将迎来一个发展新高峰
阻燃剂在电子电气等领域的发展中发挥着重要的作用,是必不可少的组成部分。近年来,由于环境安全风险,部分卤系阻燃剂被禁用,但溴系阻燃剂所具备的高阻燃效率、长期应用稳定性以及良好的电性能等特质,无法被其他的阻燃剂完全取代。
2021 年,中国生产溴系阻燃剂产量约 19.68 万吨,占全部阻燃剂产量的 16.8%;销售额约 131.2 亿元,占全部阻燃剂市场份额的 68.9%。
未来溴系阻燃剂产量仍将持续增长,价格逐步趋稳。随着中国企业到国外进行溴 素资源的产业布局,使中国溴系阻燃剂初步拥有了可靠的原料保证。
在产业方面,溴系阻燃剂与无卤阻燃剂将会长期相互竞争,在传统应用领域中国企业溴系阻燃剂的市场份额将不断扩大;在新兴产业中,随着 5G 通讯、新能源汽车等产业的迅速发展,对溴系阻燃剂的需求量也将大大增加。预计未来 10 年,中国的溴系阻燃剂产业将迎来一个发展新高峰。
四、中国溴系阻燃剂的市场格局
溴系阻燃剂的生产严重依赖于溴 素资源。全球以死海地区和美国阿肯色州地下卤水区的溴 素资源最为丰富;中国的溴 素资源主要分布在环渤海湾地区,其中莱州湾的地下卤水是中国溴 素资源最为集中的区域,卤水含溴量约 200-300㎎/L。因此,在中国形成了以莱州湾南岸的山东潍坊滨海地区为中心的溴 素及溴系阻燃剂生产基地,溴 素、溴系阻燃剂产能均占全国的 70%。
2021 年统计,全国溴 素产能约 10.6 万吨,其中前十家企业溴 素产能合计约 7.3 万吨,占国内总产能的 69%。
为突破溴 素资源瓶颈,中国企业分赴老挝、吉布提、埃塞俄比亚等国家布局溴 素资源。其中,山东海王化工股份有限公司分别在老挝、吉布提等地建设了海外溴 素基地,折合溴 素产能达到 6 万吨,使国内溴 素资源紧张的局面有所缓解。
五、中国溴系阻燃剂的主要品种
国内溴系阻燃剂领域的科研机构众多,其中北京工商大学中国轻工业先进阻燃剂工程技术研究中心完成了溴系和无卤系列阻燃剂的产业化技术开发工作,在溴系阻燃剂领域完成了包括溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、溴化 SBS、甲基八溴醚等一批溴系阻燃剂的工程技术开发工作,实现了产业化转化,极大支撑了中国新一代阻燃剂技术的发展。
目前,中国大陆已经能够生产几乎所有的溴系阻燃剂产品。常见的溴系阻燃剂产品主要可以分为三大类:
1、小分子反应型阻燃剂:
主要包括四溴双酚A、三溴苯酚、四溴苯酐二醇等品种,主要用于制造其中两类溴系阻燃剂或作为反应成分加入待阻燃的材料中,通过与所阻燃的材料发生化学反应制备阻燃材料。
2、小分子添加型阻燃剂:
主要包括十溴二苯乙烷、溴代三嗪、八溴醚和甲基八溴醚、乙基-双(四溴苯邻二甲酰亚胺)等。
3、高分子聚合型阻燃剂:
因其与聚合物相容性好,物理化学性质稳定,是溴系阻燃剂中最为环境友好的阻燃剂品种。主要包括:溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、溴化SBS、四溴双酚A聚碳酸酯齐聚物等。
六、中国溴系阻燃剂的市场与应用
中国溴系阻燃剂生产初期主要用来出口欧美国家。随着中国经济发展和社会进步,阻燃剂应用领域日益广泛,强制使用的法规不断出台,成为溴系阻燃剂应用增长最快的国家。2021 年,中国生产溴系阻燃剂产量约 19.68 万吨,占全部阻燃剂产量的 16.8%;销售额约 131.2 亿元,占全部阻燃剂市场份额的 68.9%。
预计未来 10 年,中国的溴系阻燃剂产业将迎来一个发展新高峰。随着中国企业到国外进行溴 素资源的产业布局,使中国溴系阻燃剂初步拥有了可靠的原料保证,未来溴系阻燃剂产量仍将持续增长,价格逐步趋稳。
在产业方面,溴系阻燃剂与无卤阻燃剂将会长期相互竞争,在传统应用领域中国企业溴系阻燃剂的市场份额不断扩大;随着 5G 通讯、新能源汽车等产业的迅速发展,对溴系阻燃剂的需求量还将大幅增加。
1、电子电器领域
随着人们对各种电子电器显示屏尺寸要求越来越大,其 外壳材料阻燃 ABS 和 HIPS 对溴系阻燃剂的需求日益增加。阻燃 ABS 和 HIPS 材料主要使用溴系阻燃剂十溴二苯乙烷、溴代三嗪和溴化环氧树脂。近几年我国家电行业对阻燃 ABS 和 HIPS 的需求平均增速达 29%。据统计,上述溴系阻燃剂产品国内年需求量超过 10 万吨,目前产能仅为 6-7 万吨。
随着装备智能化的不断发展,各类 电子线路板 的用量将急剧增加,电子线路板的主要材料是覆铜板,其主要采用低分子溴化环氧树脂作为阻燃材料,其年产量约在 40 万吨,制备低分子溴化环氧树脂的阻燃剂四溴双酚A年消耗量 8 万吨,且每年以 5-10% 的速度增长。预计 2025 年四溴双酚A需求量达到 12.5-15 万吨,目前国内溴 素供给不足、四溴双酚A产能不足,导致供需缺口在 5 万吨以上。
2、建筑节能与安全防护领域
发泡聚苯乙烯(EPS)和挤出聚苯乙烯(XPS)行业作为我国塑料加工业的重要组成部分,在我国建筑节能领域发挥了重要的作用。截至 2020 年底全国阻燃 EPS 产量达 110 万吨,阻燃 XPS 产量约 80 万吨,阻燃剂用量约 3 万吨。近五年内,阻燃剂用量或将由原来的 3 万吨增加到 6 万吨以上。该领域目前主要采用甲基八溴醚和溴化 SBS 阻燃剂。
采掘业和建筑业用的 阻燃 PE 防护网、PE 管材和 PP 板材,阻燃剂以溴系的八溴醚和十溴二苯乙烷为主。随着对防火要求的不断提升,国家对各类管材,尤其是矿用管材的要求越来越严,阻燃级别越来越高,到 2025 年,相关溴系阻燃剂用量将增加到 1.5 万吨。
3、交通工具领域
在所有交通工具的生产和使用过程中,以汽车(含新能源汽车)、高铁和飞机为主,均有大量阻燃高分子材料在发挥作用。其中溴系阻燃剂的用量目前用量约为 3 万吨,随着高铁建设、飞机制造和新能源汽车的不断普及,溴系阻燃剂的用量将明显提升。
4、电网建设领域
电网建设中的电线电缆和基础设施建设通常都必须采用阻燃材料,溴系和无卤阻燃剂在该领域都得到了广泛应用。其中在 PE 电缆料、设备连接线、高压超高压护套、配电柜等方面溴系阻燃剂的用量目前为 6000 吨/年,随着国家电网增容和西部扶贫建设工作的推进,预计 2025 年溴系阻燃剂在电网建设领域的用量将增加到 1.3 万吨。
5、通讯工程
随着国内外 5G 通讯基站建设日趋加快,其中基站天线罩、基站底座蓄电池外壳等采用尼龙和 ABS 制品,需要用到一定数量的溴系阻燃剂。目前年用量在 7000 吨左右,到 2025 年预计将增加到 1.2 万吨。
6、纺织阻燃及阻燃涂层胶水
在纺织品和涂层领域,涉及各类帐篷,桌布,窗帘等家用纺织品。目前相关领域阻燃制品年产量约 20 万吨,其中溴系阻燃剂用量超过总阻燃剂用量的 95%,约为 8000 吨。随着安全法规不断完善,阻燃制品用量将提高,预计 2025 年溴系阻燃剂使用量将突破 1.2 万吨。6、仿生塑料装饰领域
现如今塑料花草已成为一个大规模产业,美、法、德等发达国家销售量逐年递增。近些年,随着防火意识的增强,阻燃塑料花草也在日益增多。以圣诞树为例,每年需要八溴醚阻燃剂约 6000 吨,预计到 2025 年,塑料花草产业阻燃剂用量将超 1 万吨。
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