2018年化工新材料行业技术发展现状与市场趋势分析 石墨烯研发热度高【组图】

温程辉

石墨烯研发热度高

化工新材料产品种类较多,各产品之间的技术发展差异也较大,为便于分析,下面选取市场关注度高的热点化工新材料产品为例,分别是属于先进高分子材料的有机硅、高性能复合材料领域的碳纤维和无机化工新材料范畴的石墨烯。

首先来看有机硅,有机硅产品具有性能优异、应用广泛的特点,市场需求量较大。2012年,我国有机硅表观消费量约为160万吨,到2017年有机硅表观消费量已增长至250万吨,预计2018年达到271万吨。

图表1:2012-2018年中国有机硅表观消费量及增长(单位:万吨,%)

正因此,有机硅相关技术活跃程度较高。根据SooPAT统计,2010年以来,有机硅的专利申请量整体呈逐年上升的趋势,在2016年达到最大值。2018年,有机硅专利申请量为5372件,较往年有所回落。

图表2:2010-2018年中国有机硅专利申请量统计(单位:件)

再来碳纤维,碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料,具有许多优良性能,我国目前主要用于体育休闲领域,所占比重超过一半。得益于国内体育休闲行业发展迅猛,碳纤维需求量逐年增长。2017年,我国碳纤维需求量已达到2.35万吨,同比增长19.90%。

图表3:2012-2018年中国碳纤维市场需求量及增长(单位:万吨,%)

目前,碳纤维主要核心技术工艺被日本、美国以及欧洲少数发达国家和地区把控,并且,由于其高技术含量、高利润回报,西方国家长期对我国实行严格的技术封锁。但基于碳纤维材料的国家战略需求以及国际技术封锁的紧迫形势,我国已将其列为重点支持的新兴产业的核心技术之一。

在政策推动下,碳纤维相关技术研发热情高涨,专利申请量大幅增加。2016年,碳纤维相关专利申请量超过11000万件,创下历史新高;2018年,碳纤维专利申请量为7417件,仍处较高水平。

图表4:2010-2018年中国碳纤维专利申请量统计(单位:件)

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯这种世界上最薄、强度最大、导热导电性能最强的材料激起了全球范围的研发热潮,研发热度居高不下。

目前,中国在石墨烯相关技术研发方面走在世界前列,遥遥领先于美日韩等发达国家。2016-2018年,石墨烯相关专利申请量均维持在1.2万件以上;2018年,石墨烯专利申请量达到12097件。

图表5:2010-2018年中国石墨烯专利申请量统计(单位:件)

 

加大研发投入势在必行

对于化工新材料技术的未来趋势,仍以上述有机硅、碳纤维、石墨烯为例。首先,国内有机硅企业将与市场、科研机构紧密结合,加大研发投入,创造需求,做到产、销、研一体化,形成良好的发展机制,利用技术引导市场需求、群体消费。同时,利用先进的技术,合理开发下游的有机硅产品,做到高收率、低消耗、长周期稳定运行。

碳纤维领域研发成果不断涌现,最新前沿技术不仅聚焦于碳纤维生产制备技术,也投射于汽车材料轻量化、3D打印、发电材料等更广泛领域的应用。另外,碳纤维材料的回收循环利用、木质素基碳纤维制备等成果均有亮眼表现。未来我国将聚焦第三代高性能碳纤维制备技术研发(即适用于航空航天的高强度、高模量碳纤维技术),以及碳纤维复合材料技术的研发,包括面向汽车、建筑修补等的轻量化、低成本大丝束碳纤维制备研究,碳纤维复合材料的增材制造技术、回收技术和快速成型技术等等。

目前,石墨烯的晶体质量与尺寸影响了其在许多领域的应用,根据特定的应用领域如何制备出高质量的石墨烯仍是研究的热点。总体来看,前期国家支持政策主要集中于石墨烯基础研究,现阶段支持政策大多集中在石墨烯中游产业链上,以石墨烯功能器件的研发制造为主。

以上数据来源参考前瞻产业研究院发布的《中国化工新材料行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

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温程辉

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温程辉(前瞻产业研究员、 分析师)

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