江瀚新材未来发展策略是什么?

江瀚新材未来发展策略是什么?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/10/13 17:08

借产业链转移之东风,高质量扩张。

1.功能性硅烷:受益产业链向国内转移,扩产推动高端硅烷国产化

合成工艺:间接法和直接法为功能性硅烷主流工艺。间接法:利用金属硅与氯化氢 合成三氯氢硅,再用三氯氢硅与氯丙烯、甲醇或乙醇、乙炔等反应生成硅烷偶联剂 中间体。间接法的优点是产量较大且可以将部分副产物进行循环利用,如氯化氢的 循环利用。但间接法的生产流程较长,原材料及设备投入较大,还存在氯的污染以 及腐蚀问题,限制了硅烷行业的发展,目前只有头部硅烷企业具备三氯氢硅产能。 江瀚新材、晨光新材、宏柏新材、新安股份是用间接法工艺的主要企业。

直接法:合成步骤短,但硅烷品种有限。直接法以硅粉、醇为原料直接合成三烷氧 基硅烷,再进一步接入所需官能团合成乙烯基、环氧基及甲基丙烯酰氧基硅烷等目 标产品。与间接法相比,直接法(1)合成步骤短,减少设备投入,大幅降低原料和 生产成本;(2)流程中不引入氯,减少污染以及设备腐蚀;(3)金属硅转化率高, 醇循环利用,资源利用率高;(4)降低杂质含量,但直接发能生产的硅烷数量有限, 新蓝天、武大有机硅是直接法生产功能性硅烷的主要代表企业。

硅粉是功能性硅烷原料三氯氢硅的主要成本。目前国内生产功能性硅烷以间接法为 主,其中,三氯氢硅是制备功能性硅烷的主要原料。企业一般通过硅粉、氯化氢为 原料制备三氯氢硅,再通过三氯氢硅制备功能性硅烷。从成本上来看,原材料占比 三氯氢硅的主要成本。根据晨光新材 30 万吨功能性硅烷项目环评报告,三氯氢硅主 要原材料单耗,硅粉 0.23 吨,氯化氢气体 0.93 吨。从成本占比看,硅粉是三氯氢硅 主要成本。

金属硅产能集中在中国。根据广州期货交易所数据,2021 年全球金属硅产能为 632 万吨,其中中国产能为 499 万吨,约占 79%。从产量上,2021 年中国金属硅产量 321 万吨,约占全球产量的 78%,2013—2021 年,我国工业硅产能占全球产能比例均保 持在 75%—80%范围内,产能具有绝对优势。同时,中国具备金属硅加工成本优势, 这也为中国发展功能性硅烷形成有利支撑,功能性硅烷产业链正在加速往中国转移。

功能性硅烷产业链逐渐向国内转移,中国已成为全球最大生产国。根据全国硅产业 绿色发展战略联盟研究报告,2021 年全球功能性硅烷产能约为 76.5 万吨,同比增长 9.60%,产量约为 47.8 万吨,同比增长 10.14%,全球功能性硅烷在过去 20 年经历 高速发展,年均复合增速接近 10%,主要是中国地区产量增长带动全球产量上升。 2021年,中国功能性硅烷产能约为55.8万吨,2002年-2021年复合增长率约为17.8%, 产量约为 32.3 万吨,年均复合增速超过 17.5%,中国已成为全球功能性硅烷最大的 生产国。

近十年海外产能几无新增,中国全球及产量占比持续提升。根据全国硅产业绿色发 展战略联盟数据,过去十年海外产能及产量分别维持在 20 万吨以及 15 万吨左右,几乎没有新增,而国内产能及产量占比分别从48.5%和41.9%提升至72.9%和67.6%, 全球功能性硅烷产能和产量增长主要来自中国。从未来趋势来看,国外功能性硅烷 生产厂商受制于成本压力和产业配套等因素,大规模扩产的可能性比较低,而国内 龙头企业在我国环保督察趋严的背景下,行业集中度将进一步提高。

公司国内产销量居首位。公司是国内规模最大的硅烷偶联剂生产企业,经中国氟硅 有机材料工业协会认定,2016 年-2021 年公司硅烷偶联剂在国内市场占有率为第一, 在全球市场占有率排名第三。截至 2022 年 6 月 30 日,公司主要硅烷产能为 9.1 万 吨。 借产业链转移之东风,不断扩容。公司在功能性硅烷领域不断扩容产能和丰富产品 结构。公司于 2005 年投资 3000 万元建设硅烷偶联剂生产基地,产品包括 1000 吨 JH-110 和 1000 吨 Si-69;2010 年,公司产能扩建至 10000 吨;2014 年,为尽快占 领国际市场份额,公司扩建硫系硅烷并研发了辛基等其他 7 个硅烷偶联剂系列产品。 2018 年,公司投资 3.3 亿元建设 6 万吨三氯氢硅(该项目于 2022 年 7 月完工)和 5.2 万吨绿色硅烷,既解决了副产物销路问题也降低了原料购买的成本。

募投项目推动高端硅烷国产化。根据公司招股说明书公告,公司拟投资 7 亿元建设 功能性硅烷偶联剂及中间体项目,主要包括 3-氯丙基三乙氧基硅烷 30000 吨、四乙 氧基硅烷 20000 吨、丙基三甲氧基硅烷 5000 吨、四硫化物(S69)20,000 吨、3-氨 丙基三乙氧基硅烷 5000 吨、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷 5000 吨、3-(2,3-环 氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷 5000 吨,项目建成后公司产品结构进一步丰富,并继续 扩大公司功能性硅烷产品的市占率,推动高端硅烷产品国产化,满足橡胶、复合材 料、胶粘剂等下游市场的发展需求。

1.1.含硫硅烷受益绿色轮胎渗透率提高

含硫硅烷在橡胶中起到分散剂、硫化剂、润湿剂等多重作用。在橡胶工业中为提高 复合材料的性能通常需要填充大量无机填料进行补强,常用的补强剂包括炭黑与白 炭黑。与炭黑相比,白炭黑具有粒径小、比表面积大的优点,在降低轮胎阻力和提 高抗湿滑等方面更具优势。但是由于白炭黑与烃类橡胶在化学性质上存在显著差异, 相容性很差,此外,白炭黑表面含有大量的极性的羟基基团,在氢键的作用下很容 易发生团聚,使得白炭黑在胶料中的分散性很差,影响胶料的加工性能和力学性能。 使用含硫硅烷偶联剂可以有效提高白炭黑与橡胶的相容性,改善胶料的加工性能, 降低胶料的门尼黏度、生热和滚动阻力,提高硫化胶的耐磨性。

(1)在橡胶混炼过程中,含硫硅烷偶联剂两端的乙氧基与白炭黑表面的硅羟基产生 化学键合,硅烷偶联剂分子在白炭黑表面富集成膜,使得白炭黑的表面由极性向非 极性转化,提高白炭黑与橡胶的相容性;(2)在硫化过程中,含硫硅烷中的四硫键 或二硫键先于硫黄反应形成多硫键,多硫键断裂后参与橡胶的硫化交联,这样以后 含硫硅烷通过化学键将白炭黑与橡胶连接在一起,提高其结合力从而提高胶料的模 量、耐磨性和拉伸强度等力学性能。含硫硅烷主要分位多硫型和巯基型。多硫型主要包括双-[3 -(三乙氧基硅烷丙基]-四 硫化物(Si69)以及双-[3-(三乙氧基硅)-丙基]-二硫化物(Si75),巯基型主要产品是γ -巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)和γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580)。

目前常用的含硫硅烷偶联剂主要由 Si69 和 Si75。(1)KH-590 是第一代商用含硫硅 烷,其甲氧基与白炭黑表面羟基具有很高的反应活性,但巯基官能团与橡胶分子链 反应时很容易焦烧,对安全性能造成不利影响;(2)1973 年,德固赛首次将 TESPT (Si-69)应用于橡胶增粘剂,并于 1976 年进行工业化生产,与 KH-590 的甲氧基相 比,TESPT 中的乙氧基活性较低,同时与白炭黑表面硅羟基反应后对人体危害更小, 与巯基官能团相比,多硫官能团增加了安全性;

(3)20 世纪 90 年代,为了提高偶 联剂的热稳定性、降低胶料粘度以及改善橡胶加工性能,赢创公司生产制备了 TESPD(Si-75),引入二硫基团;(4)NXT 硅烷:迈图公司的 NXT 系列硅烷通过引 入辛酰基保护巯基,提高偶联剂的耐高温性能,减少胶料焦烧,同时 NXT 硅烷的硫 酰基反应活性高于多硫基,引入的长链还具有一定的增塑效果,显著提升了白炭黑 的分散和复合材料的界面结合作用;Si-363:赢创公司对巯基硅烷偶联剂分子结构 进行调整,开发出了具有长链烷基聚醚结构的 Si-363,进一步提升偶联剂和白炭黑 的偶联效率,解决偶联剂在“绿色轮胎”生产过程中的 VOC 气体排放问题,同等效 果下,其用量仅相当于 Si-69 的一半。

含硫硅烷目前主要用于与沉淀白炭黑复配生产“绿色轮胎”。绿色轮胎是指由于应用 新材质和设计而导致滚动阻力小,因而耗油低,废气排放少的子午线轮胎。使用“白 炭黑+含硫硅烷”可降低轮胎滚动阻力并提高轮胎的抗湿滑性能,从而更加节能与安 全。

政策驱动绿色轮胎渗透率提高。目前世界上包括欧盟、美国、日本和韩国等在内的 国家和组织已经推行了绿色轮胎标签法规,绿色轮胎已成为轮胎发展的主流产品。 中国橡胶工业协会于 2014 年 2 月 24 日发布《绿色轮胎技术规范》,将原材料的应 用放在重要位置,对原材料的使用提出要求,列出 2015 年 1 月起所有子午胎配方 中不应使用、所有进口轮胎中不应含有的原材料,推荐使用发布后的《绿色轮胎环 保原材料指南》认定的主要原材料品种。

中国《轮胎标签分级标准》、《轮胎标签管 理规定》2016 年 6 月 15 日由中国橡胶工业协会正式发布,2016 年 9 月 15 日,中 国轮胎企业可以正式申报中国轮胎标签分级。我国绿色轮胎推行工作充分借鉴欧美等国经验,鼓励绿色轮胎推广的行业标准和政策法规陆续出台。当前我国驱动绿色 轮胎普及的政策趋势已经形成,轮胎标签法的出台,将对绿色轮胎在乘用车中的普 及起到决定性的推动作用,可以预计绿色轮胎及其上游原材料市场将会迎来增长。

绿色轮胎渗透率稳步提升拉动含硫硅烷需求。2018 年整体轮胎市场绿色化率接近 30%,而这一数字在 2010 年仅为 2%左右;预计到 2023 年,绿色轮胎将占到全国 轮胎市场的 50%以上。根据橡胶行业“十四五”规划要求,“十四五”期间轮胎子午 化率达到 96%,绿色轮胎市场化率提升至 70%以上,达到世界一流水平。2018 年我 国轮胎产量为 6.48 亿条,其中绿色轮胎占比约为 30%,根据 SAGSI 数据,2018 年 我国橡胶加工行业消费含硫硅烷合计约为 5.80 万吨,同比增长约 9.8%,其中轮胎 行业消费量 5.66 万吨,据此推算,每条绿色轮胎消费含硫硅烷约为 0.3 千克,考虑 到国内绿色轮胎法规的逐步实施以及新能源汽车市场逐步成熟,预计 2025 年全球 含硫硅烷需求量约为 21 万吨,2021-2025 年复合增长率约为 8.1%。

1.2.气凝胶前景广阔,自配套有机硅源硅酸酯,产业链优势突出

气凝胶是一种隔热性能优异的固体材料。气凝胶具有高比表面积,纳米级孔洞,低 密度等特殊的微观结构,因此,气凝胶在热学方面表现出优异的性能,导热率约为 0.012mw/mk,密度约为 0.16mg/cm3,比表面积在 400-1000m2/g,孔隙率为 90-99.8%,, 内部体积 99%由气体组成,是目前已知密度最小的固体。其中,SiO2 气凝胶是目前 隔热领域研究最多也是较为成熟的一种高温气凝胶。

凝胶材料由于其优异的保温隔热性能,应用领域广泛,主要分布在能源设备、交 通、建筑材料、服装等领域,根据中国化工新材料产业发展报告数据,2021 年全球 气凝胶市场规模约 8.7 亿美元。气凝胶应用整体处于生命周期的成长期,多领域蓬 勃发展。据 IDTechEX Research,由于气凝胶技术近年来才逐渐进步,目前大多数应 用领域仍处于气凝胶推广的早期及成长期,区域能源、建筑建造、服装、日化、LNG 管道等领域发展较快。目前应用相对成熟的领域主要是油气管道(LNG 管道除外)、 炼化项目、工业隔热等。从下游消费结构来看,油气项目目前占比最高。根据 IDTechEX Research 数据,2021 年下游消费分布中,油气项目约占到气凝胶需求的 56%,占比超过一半,其次分别 是工业隔热占比约 18%,建筑制造占比约 9%,交通运输占比约 9%。

能化领域是目前气凝胶材料主要的应用市场,根据 Aspen Aerogel 19 年年报,能化 领域的全球市场空间约 31 亿美元。随着大炼化产业快速崛起,气凝胶应用场景放 大,根据国际能源署,2022 年全球炼油产能将增加 100 万桶/日,2023 年将再增加 160 万桶/日,到 2023 年底,全球炼油产能有望增加 300 万桶/日,其中亚洲和海湾 地区的炼油产能扩张将发挥关键作用,全球炼能扩张将为气凝胶复材带来一定的增 长空间。

新能源将成为气凝胶在交通领域主要增长引擎。高能量密度下由于电池批次一致性、 材料稳定性、电池各组分间兼容性以及电解液高度易燃性等原因导致电池起火风险 提升,气凝胶材料不但能够解决目前三元电池体系及其它电池体系的安全问题,也 能够发挥阻燃性能应用于汽车内饰材料中。当车载电池长时间输出电能后,电池内 长时间进行化学反应会使得电池体明显发热,存在燃烧、爆炸的风险,气凝胶复合 材料的出现有望解决这一痛点。

政策驱动行业提升被动安全需求。2020 年 5 月,工业和信息化部组织制定 GB18384- 2020 电动汽车安全要求》、《GB38032-2020 电动客车安全要求》和《GB38031-2020 电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准,其中标准增加了电池系统 热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在 5 分钟内不起火不爆炸,为 乘员预留安全逃生时间。2022 年 3 月,工信部发布了《2022 年汽车标准化工作要 点》,提出进一步提升动力蓄电池热失控报警和安全防护水平,强化电动汽车安全保 障。

与传统隔热材料相比,气凝胶制品隔热性能优越。动力电池主要采取主动和被动两类措施来控制电池热失控的蔓延,以应对电池热失控导致的安全风险。其中被动防 护系统主要是在电池电芯、电池模组和电池包之间利用各类耐火的阻燃隔热材料进 行物理隔离。由于更长时间(≥30 min)的无热蔓延成为 pack 厂商技术规划,气凝 胶逐渐取代阻燃泡棉等传统隔热材料在电芯间的应用。

动力电池无模组趋势下,气凝胶等阻燃隔热材料需求更加突出。(1)CTP 结构下电 池包直接由电池组成,阻燃材料可有效减少电芯磨损,起到缓冲保护;(2)在电芯 热失控时,阻燃隔热材料能够及时阻隔热量,抑制热扩散,保障乘员逃生时间。 预计 2025 年气凝胶复合材料在全球新能源汽车市场的潜在规模约 33 亿美元。根据 Aspen Aerogel 21 年年报,气凝胶材料平均价格约为 37 美元/平方米,每辆新能源汽 车约需要 2-5 平方米的气凝胶复合材料,则每辆新能源汽车平均需要价值 130 美元 的气凝胶复合材料。根据 EVTank 预测,到 2025 年全球新能源汽车销量将达到 2542.2 万辆,对应 2021 年-2025 年复合增速约为 40%。

正硅酸乙酯等有机硅源受益气凝胶需求高速增长。二氧化硅气凝胶硅源包括有机硅 源和无机硅源,其中无机硅源包括四氯化硅和水玻璃,有机硅源包括正硅酸乙酯, 正硅酸甲酯,甲基三甲氧基硅烷等脱醇型交联剂。与无机硅源相比,有机硅源纯度 高,工艺适应性好,可同时满足超临界干燥工艺和常压干燥工艺的纯度要求,无机 硅源虽然价格较低,但工艺涉及冗长的溶剂置换,目前国内外采用超临界干燥工艺 的企业基本上都是采用有机硅源。

1.3.氨基硅烷受益新能源需求在复合材料领域保持高速增长

功能性硅烷在纤维增强复合材料中应用成熟。复合材料此前主要用于玻璃纤维复合材料,主要因为硅烷偶联剂(1)安全环保;(2)可以提升无机玻纤和有机树脂界面 间的粘接力,其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷(JH-110)用量较大。近年来,各种高强 度和特种增强纤维以及树脂材料、碳纤维、金属材料、粉体材料不断涌现,功能性 硅烷在复合材料发展中的重要作用得以更多显现。玻纤受风电等需求拉动“成长”属性不断增强。在全球范围内,玻纤主要应用领域 集中在建筑建材和电子电气,分别占比 34%和 21%,交通运输、管罐、工业应用以 及新能源环保等领域占比分别为 16%、12%、10%和 7%。近年来,随着 5G、风电 以及汽车轻量化等新兴领域需求的爆发,玻纤的“成长”属性不断增强。

国内玻纤产量保持高速增长。2019 年,全球玻纤产量 800 万吨,同比增长 3.9%, 根据中国玻璃纤维工业协会数据,2021 年在汽车、电子、风电及出口等重点领域需 求拉动下,中国玻璃纤维产量达到 624 万吨,同比增长 15.2%,2017 年-2021 年复 合增长率约为 11%。预计 2025 年全球玻璃纤维硅烷偶联剂需求约为 5 万吨。随着高新技术的发展,传 统工业材料的更新换代,未来 10-20 年,玻璃纤维替代钢、铝、木材、PVC 等传统 材料,全球玻璃纤维行业产值将持续增长。根据中国复合材料工业协会数据,2022- 2028 年期间,玻璃纤维的需求将以 4.3%的复合年增长率上升,全球玻璃纤维市场 规模将增长至 116 亿美元,硅烷在玻纤中添加比例约为 0.4%,预计 2025 年全球硅 烷在玻纤及其复合材料中的用量将达到 5 万吨。

碳纤维复合材料市场保持强劲增长。碳纤维作为“21 世纪新材料之王”广泛应用于 航空航天、轨道交通、风电叶片、汽车轻量化、工业等领域,随着碳纤维复合材料 用途及后端应用不断开发,碳纤维渗透率及需求稳步增长,根据《2016-2021 年全球 碳纤维复合材料市场报告》数据,全球碳纤维需求从 2016 年的 7.65 万吨增长至 2021 年 11.80 万吨,2016 年-2021 年复合增长率为 9.05%;从国内市场来看,中国碳纤维 需求在风光等新能源需求驱动下实现高速增长,从 2016 年的 1.96 万吨快速提升至 2021 年的 6.24 万吨,2016 年-2021 年复合增长率为 26.10%,2021 年全球市场占比 为 52.86%,需求占比持续提升。

2.高纯石英砂:突破海外供应链垄断,拓展高附加值材料领域

高纯石英砂一般指 SiO2 纯度≥99.5%的粉状石英产品。具有耐温性能好、绝缘度 高,抗辐射等优点,广泛应用于电子工业、光纤等高精尖领域中,其中半导体、光 纤、光学、光伏和电光源占比分别为 65%、14%、10%、7%、4%。目前矿物提纯法是高纯石英砂主流制造工艺。高纯石英砂制备工艺主要包括天然水 晶加工、石英矿物提纯和化学技术合成,其中天然水晶加工工艺简单,但受制于原 材料价格高昂、储量有限等原因不具备工业量产的条件。20 世纪 80~90 世纪以来, 石英矿物提纯技术逐渐发展成熟,成为行业内主流制备工艺。化学合成法不依赖石 英矿资源有望成本行业发展趋势。

国内矿物提纯受制于资源稀缺以及高技术壁垒。(1)制备高纯石英砂所需要的优质 石英矿相对稀缺,SiO2含量≥99.99%的高纯石英是制备高端石英制品的原料,根据《全球高纯石英原料矿的资源分布和开发现状》数据,全球能够加工成高纯石英砂 的资源主要分布在美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等 7 个国家,除中国外共 14 处矿床,美国 Spruce Pine 的高纯石英原料资源规模最大, 超过 1000 万吨。国内石英砂加工厂的原矿来自马达加斯加或者安徽、江苏东海等 地,成矿因素复杂,矿源纯度较差。 (2)国内提纯技术落后。目前已工业应用的氟浮选和氟有硝酸浸出受环保限制已不 再适应要求,此外高纯石英提纯的关键技术氯化焙烧技术还停留在实验室阶段,大 部分仅做到去除 K、Na 等杂质元素,对 Al、Ti 等关键元素的去除亟需突破。

2020 年以来受贸易政策影响半导体级高纯石英进口波动。根据海关总署数据,受贸 易政策影响,2020 年中国 4N 级高纯石英砂进口数量为 10.07 万吨,同比大幅下滑 30.29%。2022 年中国 4N 级高纯石英砂为 8.8 万吨,进口数量进一步下滑,但进口 价格却逐年攀升,截至 2022 年 12 月,4N 级高纯石英砂进口价格为 23.94 万元/吨, 较 2018 年上涨明显。

公司合成高纯石英砂突破海外供应链垄断。美国矽比科(尤尼明)和挪威 TQC 占据 着品质极高的 Spruce Pine 石英矿,并掌握有最为先进的提纯工艺,基本垄断了石英 砂高端市场,公司利用四氯化硅和正硅酸乙酯进行合成,合成的超高纯 6N 级石英 砂的金属离子总量<0.1ppm,羟基含量<60ppm,能够满足高端石英应用领域的指 标,打破国外高端市场垄断。根据公司环评报告,公司合成石英砂主要原材料有四 氯化硅、乙醇、高纯水等,其中四氯化硅为硅类产品衍生材料,同时副产乙醇可循 环利用,项目投产后将有望大幅降低目前高纯石英砂的成本。

参考报告

江瀚新材(603281)研究报告:研发驱动的硅基材料平台,长期成长性可期.pdf

江瀚新材(603281)研究报告:研发驱动的硅基材料平台,长期成长性可期。[Table_Summary]一体化功能性硅烷领军企业。公司以研发驱动为核心,不断实施产业链的横向以及纵向延伸,实现了从三氯氢硅到功能性硅烷全产业链的布局,年产2000吨高纯石英砂以及气凝胶项目带动公司向更高端材料、高附加值产品拓展。2016-2021年公司硅烷偶联剂在国内市场占有率均为第一,在全球市场占有率排名第三。技术领先+客户粘性造就硅烷龙头。(1)技术:公司高度重视以硅基化合物为中心的研发生产,不断拓展硅烷产品种类,利用副产氯化氢生产三氯氢硅,在实现氯元素封闭循环的同时也降低了生产成本。以硅基材料为核心,积极拓展...

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