2022年万华化学（600309）研究报告 聚氨酯、石化、精细化学品及新材料板块专题分析

1.万华化学：研发投入持续增加，建立牢固技术护城河

现如今，新一轮科技革命正在酝酿之中，知识创造和技术创新加速推进，产业转型加速。在这样一个大变革时代，企业只有通过 科技创新，才能推动技术进步、产业升级、结构转型，从而在竞争中立于不败之地。  尽管这两年经济形势多变，但万华化学不受经济因素的影响，不断提高研究开发经费的投入。2021年研发投入达31.68亿元，同 比增长55.07%，2011-2021年复合增长率为20.82%。  公司研发费用率2016年之后基本维持在2.5%左右，2021年由于营业收入大幅度增加，研发费用率有所下降。

研发投入产出比提升，专利质量数目同步提高

随着研发投入的增加，万华化学每年申请专利数目也不断提升。根据公司公告，2019-2021年万华化学申请专利数目均在500 件以上。其中，万华化学2021年申请了805件专利，同比增长6.3%。新专利的申请是企业持续创造价值的源泉，是未来持续增 长的保障。  从研发费用和申请专利数目比例来看，单位专利所耗费研发费用整体呈下降的趋势，自2017年以来维持在较低水平，其中2021 年单位专利对应的研发费用为393.55万元。万华化学不断优化研发管理，提高研发产出比例。

截至2022年5月13日，在国家知识产权局网站公开的万华化学的所有已申请专利中，有效专利占比44.1%，在审专利占比 54.7%。随着在审专利的不断转换，形成更多有效专利，万华化学的技术实力将得到进一步提升。  在万华化学所申请的专利类型中，发明专利占比最高，为97.7%，实用新型专利占比2.2%。在外观设计、实用新型和发明专利 三者中，发明专利具有创新型更强，有效期更长（发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权和外观设计专利权的期限为十年） 的特点，能更有效地保护企业技术成果，形成企业核心竞争力。

从专利申请人统计来看，母公司万华化学集团股份有限公司所参与占专利比例达62%，表明了公司对核心技术的充分把控。此 外，位居前列的还包括万华化学（宁波）有限公司，占比21%。

研发团队持续扩大，技术创新力不断增强

万华的愿景是创建受社会尊敬、让员工自豪、国际一流的化工新材料公司，以优秀的企业文化感召、吸引和培养人才。2021年 万华化学研发人员人数达3126人，同比增长33.13%。2012年以来，万华化学研发人员占比一直维持在15%以上，技术创新能 力不断加强。

单人研发投入持续提升，未来有望实现更多技术突破

单人研发费用方面，近年整体呈增长趋势，从2013年的48.83万元/人增长至2021年的101.35万元/人，年均复合增速达9.56%， 可见万华在研发团队规模的扩张，以及单人研发投入两个维度都采取积极动作。 单人高研发投入下，单人专利申请数量也得以提升，近年万华化学单人申请专利数量整体呈增长趋势，从2013年的0.04项/人提 升至2021年的0.26项/人。

2.聚氨酯板块

三大业务板块助力企业可持续成长

聚氨酯业务包括异氰酸酯和聚醚多元醇两部分，二者有极强的协同效应。 石化业务目前主要发展C2、C3和C4烯烃衍生物。国内乙烯、丙烯需求巨大，万华拥有乙烯产能100万吨/年，丙烯产能75万吨/ 年。依托技术创新优势，在PP/丙烯酸/丁醇/环氧丙烷等丙烯一级衍生物的基础上，向下发展具有独特优势的改性PP、高吸水树 脂SAP、新戊二醇NPG、聚醚多元醇、MIBK、异佛尔酮等更为精细、附加值更高的产品。 精细化学品及新材料板块包括TPU、PC、PMMA、尼龙、可降解塑料、香精香料、高吸水性树脂等材料。万华是国际先进的 TPU供应商，产品广泛应用于鞋材、线缆、汽车、电子及医疗等应用领域，特种胺业务深耕环氧固化剂等领域，并逐步拓展到 风电复合材料、美缝剂等新的应用领域。

在专利分布中，截至2022年5月13日，万华在国家知识产权局网站公开的已申请专利总数达2909项，其中精细化学品及新材料业务板块占比最高， 占比达为51.9%；聚氨酯系列专利位居第二，占比22.1%；石化板块系列专利最少，占比19.0%。从营业收入占比来看，2021年，聚氨酯系列营 业收入达604.92亿元，占比41.6%；石化系列营业收入达614.09亿元，占比42.2%；精细化学品及新材料系列营业收入达154.64亿元，占比 10.6%。 从上述分析可以看出，聚氨酯板块基本进入成熟阶段，为企业贡献最大的现金流。石化板块是企业基石，为其他板块提供原

为企业成长提供现金流

聚氨酯业务包括异氰酸酯和聚醚多元醇两部分。大宗异氰酸酯分为MDI和TDI两类。聚醚多元醇是聚氨酯产业另一关键原料，与 异氰酸酯有极强的协同效应。

专利全方位覆盖，建立牢固护城河

万华化学自1998年起申请一系列和聚氨酯相关专利，截至2022年5月18日，已公开专利600余项，专利申请数逐年增长，表明 了万华化学更加重视专利保护。其中，2020年申请专利108项，2021年申请专利81项，2021年略下滑主要由于申请时间较晚， 较多专利还未公开。 从专利分布来看，聚氨酯的合成及应用占38.7%；其次是异氰酸酯相关专利，占比26.2%；多元醇相关专利占比14.8%；而最 基础的原料（氯气、光气等）占比20.3%。

从关键产品技术的专利申请时间分布看，公司聚氨酯板块稳步扩张，1998年，公司申请“一种聚合多亚甲基多苯基多异氰酸酯 的生产方法及专用装置” ；2012年，公司对“一种磷卤协同阻燃聚醚多元醇的制备方法和用途”专利进行申请；而随后的 2013-2018年，公司相继对TDI、HDI、HMDI、IPDI制备方法发起专利申请，聚氨酯关键产品范围持续扩大。

从专利细分来看，万华化学聚氨酯相关已申请研究专利全方位涵盖从原料光气、氯气、苯胺等的制备，到中间产品异氰酸酯、多 元醇的合成，以及下游聚氨酯的合成及应用。 其中，不同类型聚氨酯合成及应用产品包括粘结剂、光学树脂、合成革、鞋底以及作为硬泡或者软泡应用于家电、家居、汽车、 涂料等各个方面。

技术不断改良，降低生产成本

异氰酸酯(MDI)可由光气法和非光气法生产。其中，光气法已经发展成熟而非光气法还需要进一步研究突破。在光气法中，液相 直接光气是主要生产技术。但光气(COCl2 )毒性大，同时反应副产物氯化氢严重腐蚀设备，生产过程控制比较困难。 在2006年，万华化学宁波16万吨的MDI装置创造性地摒弃了间歇工艺，缩合、光气化和结晶分离装置实现了全连续，同时通过 能量集成和工艺优化使装置公用工程消耗和原料消耗与国外处于同一水平。现阶段万华化学具备MDI产能265万吨/年，福建40 万吨/年MDI预计2022年底投产，待宁波MDI装置60万吨/年的技改项目投产后，万华化学的全球MDI产能将达到365万吨/年。

3.石化板块

为企业成长奠定基石

乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，占石化产品的75%以上，在国民经济中占有重要的 地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。丙烯为无色、无臭、稍带有甜味的气体，是三 大合成材料的基本原料之一。 万华化学以乙烯和丙烯为基础，不断向下游延伸，相关基础专利聚氯乙烯、苯乙烯、聚丙烯、环氧丙烷等。此外，通过对产业链 的进一步延伸，还拓展出了丙烯酸系列产品等诸多高附加值产品。

改性P P形成差异化优势

丙烯下游用量最大的是生产聚丙烯。聚丙烯是密度最轻的塑料原料，其外观呈无色半透明颗粒，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧， 抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀等特点，在工业界有广泛的应用，是常见的高分子材料之一。 万华化学聚丙烯相关已申请专利共65项，主要是有关不同应用的聚丙烯材料开发，包括3D打印聚丙烯、隔音降噪、阻燃、透明聚丙烯、 增强聚丙烯以及无纺布聚丙烯，分别对应的应用场景包括3D打印、静音排水管、医用注射器、风扇叶片和服装等。改性PP能有效提高产 品附加值，形成差异化优势。

多种环氧专利实现工业化

石化板块向下延伸的第二大类是环氧丙烷。以环氧丙烷为原料，可以合成聚醚多元醇，为聚氨酯提供原料，从而形成两大板块的 协同效应。此外，环氧相关专利还包括环氧树脂，环氧固化剂等，环氧树脂固化剂主要和环氧树脂配合使用。

丙烯酸延伸多种高附加值应用产品

丙烯除了合成聚丙烯和环氧丙烷外，还可以合成丙烯酸，而后进一步形成丙烯酸酯相关应用产品。从专利布局来看，和丙烯酸相 关已申请专利81项，包括丙烯酸及酯、新戊二醇、三羟基丙烷等基础产品，以及丙烯酸树脂/乳液等应用产品专利。同时，丙烯 酸系列向下还可用于SAP、涂料和胶粘剂等精细化学品及新材料方向应用。

丙烯酸树脂的应用之一是合成高吸水树脂（SAP）。SAP是一种新型功能高分子材料，它具有吸收比自身重几百到几千倍水的 高吸水功能，并且保水性能优良。目前约88%的SAP应用于纸尿裤。随着未来二胎政策进一步放开以及人口老龄化趋势加剧， SAP树脂的需求将继续快速增长。此外，丙烯酸树脂还可用于胶粘剂。 丙烯酸乳液是由丙烯酸酯类单体共聚形成的为乳白色或近透明黏稠液体，丙烯酸乳液的应用主要是用作涂料，包括抗涂鸦涂料、 防腐涂料、水性可辐射固化涂料以及具有减振降噪功能的阻尼涂料等。

布局茂金属催化剂抢占高端聚烯烃市场

从专利布局来看，万华化学近年来加大对高端聚烯烃的研发投入，布局了乙烯齐聚制备高碳α-烯烃专利以及茂金属催化剂相关专利，目 标为抢占高端聚烯烃市场。 具有高技术含量、高附加值的聚烯烃被称为高端聚烯烃，主要包括大宗化学品的高端产品和特种聚烯烃树脂。大宗化学品的高端产品是 指乙烯或丙烯在茂金属催化剂体系作用下制备的茂金属牌号的聚烯烃(mPE和mPP)等以及高碳α-烯烃共聚烯烃(聚烯烃弹性体POE)。 茂金属催化剂具有单活性中心、高反应活性等特点，所制得的茂金属牌号的聚烯烃具有分子量分布窄、密封性好、拉伸强度高、光学性 能好、易于加工等特点。 POE弹性体可以用于改性增韧PP、PE和PA，同时POE胶膜是市场上常用的光伏组件的封装材料。相对于EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物) 胶膜，POE胶膜在抗PID性能方面更加出色。

4.精细化学品及新材料板块

企业成长的未来之星

精细化学品及新材料板块是聚氨酯和石化产业链向下游的进一步延伸，包括ADI、SAP、PC、PMMA、 TPU、水性树脂、香 精香料、特种尼龙、可降解塑料、电池和有机硅等。该类产品技术门槛高，是万华化学未来明星业务的孕育基地，也是万华化学 多元化经营的长远布局。 除2020年外，万华化学精细化学品及新材料板块增长率均超过20%，其中2021年，精细化学品及新材料板块实现营业收入 154.64亿元，同比增长94.57%。

高性能TP U增加产品附加值

在聚氨酯应用产品专利中，热塑性弹性体(TPU)已申请专利达40项。TPU分子链之间由许多氢键构成物理交联，从而赋予了高 模量、高强度、耐磨性、耐霉菌性等优异性能。 通过专利细分可以看出，万华化学所研发的TPU种类包括高透明快成型可降解TPU、高阻尼TPU、无卤环保阻燃TPU、生物基 等。其中高阻尼TPU具有吸声、隔热、防振等功能；生物基TPU凭借资源节约、原料可再生等优势，可最大程度上减少终端消 费品的碳排放。

脂肪族异氰酸酯全球化布局

芳香族异氰酸酯分子容易氧化变色，导致产品泛黄、耐候性比较差，同时被氧化以后产品弹性较差，容易剥落粉化。而脂肪族异 氰酸酯（ADI）中无苯环这种不稳定结构，后续应用的聚氨酯涂料具有优秀的耐候性、不易黄变以及较高的硬度。 脂肪族异氰酸酯包括H12MDI、HDI、HDI衍生物、IPDI等，主要下游包括聚氨酯涂料、聚氨酯弹性体、聚氨酯合成革等。2020 年，ADI业务全球化布局、国内和海外业务轮动明显，有效应对了疫情带来的巨大挑战。

光学级PMM A打破进口垄断

叔丁醇也是异丁烷一体氧化产物，为了进一步提高叔丁醇附加值，万华化学设计异丁烯法路线进入MMA行业，延伸叔丁醇产品 链。从万华化学PMMA应用产品的专利来看，研究重点集中于高附加值，高端品种PMMA的开发。包括可以用于汽车部件、电子电 气外壳及户外用品的高光耐刮PMMA以及可以用于透明结构件、医疗等领域的高韧性透明PMMA组合物。2019年，万华超透光 学级别8万吨PMMA投产，打破了高端PMMA高度依赖进口的状况。

尼龙1 2投产打破外资垄断

尼龙作为五大工程塑料之一，应用领域广泛，其中尼龙12吸水率较低，并且具有较高的尺寸稳定性、耐高温、耐腐蚀、韧性好、 易于加工等优点，广泛应用于塑料合金、汽车制造、电子电气、电线电缆及3D打印等领域，在中高端制造业中有着不可替代的 应用。但尼龙12工艺路线长，长期被西方企业垄断，全部依赖进口。 2013年，万华尼龙12小试项目正式启动。小、中试试验打通全流程的同时，公司投资1.6亿元在2016年先后设计并建成各反应 单元工业化试验装置。2019年1月，中国石化联合会组织成果鉴定，万华尼龙12技术达到国际领先水平。随着研发进程的不断 推进，万华所申请的专利也不断上升，目前公开的尼龙相关已申请专利有61项，其中主要与尼龙12相关，这也为万华尼龙12产 品发展铸起护城墙。

3 D打印材料推动行业发展

3D打印技术是一种颠覆性的生产模式，寻找合适的3D打印材料也成了制约3D打印技术发展的瓶颈。 万华化学在3D打印材料方面也储备了相关专利，其中之一便是尼龙12。具备高流动性，低静电和熔点适中特点的尼龙12是工程 塑料3D打印的理想材料之一。此外，万华化学研发的其他3D打印材料还包括聚丙烯，聚碳酸酯等。

分离膜助力水资源二次利用

在全球水资源短缺的情况下，中国积极倡导节能减排，开展污染物治理和净化以供二次使用。水处理技术就是利用一定的科技手 段来处理污水，使其达到继续使用的标准，在我国未来的发展中具有广阔的发展前景。自2017年起，万华化学有分离膜相关专 利公开。依托其研发团队，万华化学以反渗透膜、纳滤膜为主要研发方向，通过过滤及提纯技术助力各行各业实现水资源的二次 利用。 2019年6月，万华化学在万华工业园区内投资设立膜工厂项目，该项目膜的总生产能力为619万平方米/年，项目总投资5.1亿元， 采用万华自主研发的过滤膜技术，可为污水处理及环境保护提供关键技术保障。

聚碳酸酯研发超过1 0年

聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪。族-芳香族等多种类型。其中 芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产，已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。 从专利公布时间来看，万华化学聚碳酸酯研发超过10年，相关已申请专利达96项，具有完全知识产权。涉及原料光气及双酚A 的生产及不同特性（光学、阻燃等）聚碳酸酯的合成及应用

自主研发核心光气法专利

万华化学所采用的聚碳酸酯生产技术主要为自主研发的光气法界面缩聚PC法，其生产的产品质量优异，可以作为高端材料的原 料，满足差异化产品的需要。

P C专利涉及特种聚碳酸酯

从专利上来看，万华化学除了通用级聚碳酸酯树脂外，还具备生产满足特定细分市场需求的特殊级聚碳酸酯，包括可以应用于光 学透镜的高折射率聚碳酸酯和用作5G天线罩的介电性能优异的硅氧烷共聚碳酸酯等。

特种聚碳酸酯即将投产

2018年1月，万华化学聚碳酸酯20万吨/年一期项目（7万吨/年）正式投产。2021年5月，二期项目完成验收。 2021年1月，万华化学年产14万吨聚碳酸酯（PC）项目环境影响报告书显示，万华化学集团将建设内容包括新建一套年产10万 吨普通PC生产装置、一套年产4万吨特种PC装置，原料由在建的48万吨/年双酚A提供。

高端硅氧烷产品突破

随着经济快速发展，我国对高端硅氧烷聚合物的需求量越来越高，但高端产品长期依赖进口。万华化学通过有机硅中间体技术的 积累，自2019年以来公开了有关高品质特种硅氧烷聚合物的制备技术相关已申请专利26项，可满足电子、汽车、医疗、保健等 高端需求行业。 2021年7月29日，万华化学公布了9000吨/年PDMS项目环境影响报告书征求意见稿公示。PDMS在有机硅中适用范围最广的 一类聚合物，可以应用于日化、纺织、化工、机械加工、电子电气、医疗等行业。

L-薄荷醇技术开创了中国人工合成薄荷醇产业化先河

柠檬醛是一种高附加值精细化学品，用途广泛，向下游可衍生出高附加值的多种香料产品和营养化学品，是合成紫罗兰酮、甲基 紫罗兰酮、香茅醇、香叶醇、维生素A以及维生素E等的重要原料以及前体。 2021年5月8日，由万华化学集团股份有限公司和上海交通大学联合完成的“高效绿色不对称催化制备L-薄荷醇技术”项目通过 中国石油和化学工业联合会成果鉴定。万华化学建成投产了1000吨/年的工业化示范装置，开创了中国人工合成薄荷醇产业化先 河，成为世界上第四家掌握薄荷醇生产核心技术的企业。

香精香料专利涉及多种产品

柠檬醛生产具有高度寡头垄断的特点，全世界产能集中在巴斯夫、日本可乐丽、中国新和成三家。从专利公开时间来看，万华化 学自2014年开始申请香精香料维生素相关专利。专利申请数自2018年以来爆发式增长，其中在2021年申请专利86项（已公 开）。从专利内容来看，所涉及产品包括柠檬醛、薄荷酮、香茅醛、佳乐麝香等香精香料以及维生素A、维生素E、胡萝卜素、 角黄素、虾青素等。

个人护理提升生活质量

万华化学研发团队经过多年研发，自2014年来陆续申请了个人清洁护理产品相关专利，主要包括面膜、指甲油、头发护理等， 致力于提供创新型解决方案，以满足个人护理需求。2020年，个人清洁护理行业市场规模达到了104亿元，同比增长9.5%。

可降解塑料布局PB AT和PLA

可降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害物质的 塑料。在绿色环保的大趋势下，国家密集出台相关“限塑”、“降塑”的法规、政策。 在环保大趋势下，万华化学也积极布局可降解塑料领域。其按原料分类可分为生物基可降解塑料和石油基可降解材料，生物基可降解塑 料有PLA、PHA和PBS等，石油基可降解材料有PBAT和PCL等。从专利来看，万华化学所布局的可降解塑料主要是PLA和PBAT。

万化化学在四川眉山投资建设年产6万吨PBAT项目，总投资额3.6亿元，已于2021年末投产。此外，万华化学还规划在四川眉州 基地建设10万吨BDO产能及配套的天然气制乙炔和甲醛产业链，为PBAT项目做原料配套。 据国际橡塑通讯报道，万华化学已开发出一系列PLA等全生物降解塑料产品，可应用生物降解膜袋以及生物降解吸管等。万华化 学从发酵制备乳酸开始，全产业链品控，为下游提供可靠的PLA原料及解决方案。

万华化学布局锂离子电池材料

作为化工行业龙头，万华化学在锂离子电池也进行了专利布局。专利涉及正极材料、负极材料、电池回收以及燃料电池等。未来随着新 能源产业不断蓬勃发展，电池材料业务有望助力为公司业绩更上一层楼。 2021年3月，万华化学披露拟建设锂离子电池研发中试项目，主要进行三元前驱体、正极材料、负极材料的小试开发以及软包电芯、三 元前驱体、正极材料的中试研发等。2021年9月，万华化学（四川）有限公司《年产5万吨磷酸铁锂锂电正极材料一体化项目》环境影响 评价进行第一次公示。该项目主要新建5万吨/年磷酸铁、5万吨/年磷酸铁锂及配套装置；2021年末，公司眉山基地1万吨/年三元电池材 料产能已建成投产。

甜味剂带来健康生活

随着居民生活水平的提高，高糖能量饮食的摄入，近年糖尿病患病率逐步增加。根据国际糖尿病联盟统计数据，全球糖尿病患者 数量从2000年的1.51亿人增长至2019年的4.63亿人；我国糖尿病患者数量从2000年的0.23亿人，增长至2019年的1.16亿人。 因此，消费者对健康也更加重视，逐步从生存型消费向健康型消费转变，开始更多的关注无糖、低糖类食品。 我国无糖饮料市场规模从2014年的16.6亿元，快速增长至2020年的117.8亿元，年均复合增速高达38.62%。而目前三氯蔗糖、 安赛蜜、赤藓糖醇是无糖饮料和其他代糖食品主要使用的甜味剂。 万华化学近年也增加在甜味剂领域的研究，2020-2021年相继申请了三氯蔗糖和安赛蜜相关专利，为未来布局做好技术储备。

单晶硅片推动绿色发展

单晶硅片是主要用于制造半导体硅器件如整流器、二极管等和利用太阳能光伏在空间和地面设施进行发电、供热等。 在单晶硅片生产方面，万华化学具备多年有机硅开发合成经验，同时布局了单晶硅片的磨削和抛光相关专利。硅片的超精密磨削、 研磨和抛光是IC制造的关键技术。在该方面，万华化学储备有单晶硅片的磨削加工方法以及化学机械抛光垫、制造方法等专利， 同时万华化学将建设研磨液产量1.5-2万吨/年，CMP Pad研磨垫年产量60万片/年。

吸附树脂应用领域广泛

吸附树脂广泛地应用于水处理、有色金属分离、合成化学、天然产物分离与提纯等工业生产与科研领域，市场广阔，其材料骨架 多为由苯乙烯-二乙烯基苯、丙烯酸-二乙烯基苯等聚合而成的球体，同时将具有特定功能的官能团嵌在球体上发挥吸附作用。 万华化学自2016年开始布局相关专利，目前吸附树脂有关专利申请数达28项，其中包括发挥吸附作用的各类吸附树脂，同时也 包括发挥固定化酶和酵母细胞微球作用的固定化载体。

编辑：999感冒灵