基础化工行业：化工·含氟聚合物行业分析框架

证券研究报告|2022年11月29日 国信化工·含氟聚合物行业分析框架 行业研究·专题报告 基础化工·氟化工 投资评级：超配（维持评级） 证券分析师：杨林yanglin6@guosen.com.cnS0980520120002 证券分析师：张玮航zhangweihang@guosen.com.cnS0980522010001 投资建议： 氟化工是我国具有特色资源的优势产业，产业水平在国际上具有较高的地位。近年来我国氟化工产业形成了无机氟化工、氟碳化学品、含氟聚合物及含氟精细化学品四大类氟化工产品体系和完整门类。其中，含氟聚合物的起源和发展始终是同其在现代工业特别是尖端武器为代表的军工业和以航空航天为代表的高科技密切联系在一起的，有无强大的含氟聚合物工业常被看作国家现代产业、现代科技、现代国防的重要标志之一。伴随未来几年在高性能、高附加值氟产品等应用领域的不断深入，我国氟化工产业快速发展的势头有望延续。我们看好产业链完整、基础设施配套齐全、规模领先以及工艺技术先进的氟化工龙头企业：巨化股份、东岳集团、三美股份、永和股份、昊华科技及上游萤石资源巨头金石资源等公司。 其中：【东岳集团】在含氟高分子材料、氯碱离子膜和氢燃料质子交换膜等方面已取得多项重大自主创新成果，聚合物生产能力处于全国第一梯队；【巨化股份】氟制冷剂及氯化物原料处于全球龙头地位，含氟聚合物材料处于全国领先地位，未来聚合物规划项目储备丰富；【永和股份】现已完成氟化工全产业链覆盖，未来将继续聚焦于拥有更高附加值的含氟高分子材料等业务；【三美股份】持续巩固AHF/制冷剂/发泡剂行业优势地位并向氟精细化学品、氟聚合物等新领域延伸产业链；【昊华科技】子公司中昊晨光以有机氟材料作为主导产业，技术底蕴深厚，科研能力领先地位突出。 核心观点： 1）目前PTFE、PVDF、FEP是最主要的氟塑料，分别占比57%、18%、15%，共占据全球约90%的氟塑料市场，PTFE是应用最广泛的含氟聚合物。 （1）PTFE行业：截至2022年11月底，国内PTFE总产能达到19.1万吨，海外总体产能约为16.9万吨，我国PTFE产能整体占全球的约53%。2022年PTFE市场规模为228.34亿元。国内PTFE行业曾经历盲目扩张阶段，目前低端产品产能过剩，高端产品仍待发展。近年来，我国PTFE市场需求量的CAGR约为4.07%，未来全球市场规模有望保持4.55%的增速。 （2）PVDF行业：截至2022年11月底，国内PVDF总产能已经达到13.7万吨（同比+74.5%）。近几年来，国内企业逐渐掌握生产工艺、产品质量逐步提高，已成功打入下游高端市场，国产锂电池级PVDF占比现已从2017年的8%成长到39%。据我们不完全统计，未来1-3年内，宣告计划建设的PVDF产能超过25万吨，产能将高速增长。 （3）FEP行业：截至2022年11月底，我国FEP总产能已达到4.6万吨。2021年全球FEP市场销售额达到6.2亿美元，预计2022-2028年复合增长率（CAGR）为5.8%。68%的FEP用 于生产电线电缆，未来“东数西算”助推光纤升级换代，FEP成可作为电线电缆绝缘、保护的理想材料，未来需求前景广阔。 整体来说，2022-2025年，我们预测三大氟树脂材料（PTFE、PVDF、FEP）合计对萤石的消耗将达到48.2、64.1、74.1、85.7万吨（占萤石产量的8.6%、10.7%、12.3%、13.8%），CAGR为21.15％。对应折合氢氟酸的消耗量合计为20.5、27.3、31.6、36.5；折合R22的消耗量合计为42.2、55.7、64.2、74.3万吨（作为原材料用途的R22不受配额限制）。其中，2022-2025年期间，我们预测我国PTFE、PVDF、FEP的产能增速CAGR分别为10.26%、38.88%、18.22%。此外，其他含氟树脂（PFA、PVF、ETFE、氟橡胶等）目前占氟聚合物市场的11%，是重要的新材料高端制造、国产替代的发展方向，将在工业建筑、石油化学、汽车工业、航天工业等有广泛的应用。 2）HFPO及下游质子/离子交换膜行业：HFPO作为重要的中间体，是下游合成含氟乙烯基醚类（如PPVE、PSVE、PFVE、PMVE）单体的主要原料。而PPVE/PSVE等是下游制备PFA、全氟醚橡胶、全氟离子交换树脂等的重要单体。质子交换膜（主要类型为全氟磺酸型）商业应用场景主要集中于氯碱工业、燃料电池、电解水制氢、液流电池储能系统，未来有望受益于国内氢能及燃料电池产业发展；近年来全钒液流电池储能示范项目相继建成，全氟磺酸型离子交换膜是唯一商用的全钒液流电池离子膜，未来前景广阔。 风险提示：下游需求不及预期；项目投产进度不及预期；原材料价格上涨；化工安全生产风险等。 1含氟聚合物的重要单体及中间体 3HFPO及下游质子/离子交换膜行业 2常见含氟聚合物行业格局梳理 3.1 六氟环氧丙烷（HFPO）行业格局梳理 2.1 2.2 聚四氟乙烯（PTFE）行业聚偏氟乙烯（PVDF）行业 3.2 3.3 氢燃料电池及质子交换膜行业 全钒液流电池及离子交换膜行业 2.3 2.4 2.5 2.6 聚全氟乙丙烯（FEP）行业 可熔性聚四氟乙烯（PFA）行业乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）行业聚氟乙烯（PVF）行业 4氟橡胶行业格局梳理 5重要含氟聚合物对氟的需求测算 6氟化工上市公司产能统计 末页 投资建议及风险提示 1 含氟聚合物的重要单体及中间体 返回目录 重要的含氟聚合物单体包括TFE、HFP、VDF、CTFE、HFPO等。单体向下游制备聚合物的方法通常包括传统以水为介质的悬浮聚合法、乳液聚合法；新兴的以超临界CO2为介质的聚合、接枝和嵌段聚合技术等。氟树脂生产壁垒来自于：不同单体的开发、合成技术及工艺。其中： 四氟乙烯（TFE）：TFE是最基础、最常见的含氟聚合物单体，下游可广泛用于制备PTFE、FEP、PFA、VDF-HFP-TFE三元共聚物、无定型氟树脂、全磺酸树脂离子交换树脂等。目前TFE生产技术最为成熟。 六氟丙烯（HFP）：HFP是通过TFE在空管反应器中热裂解制备而成，下游主要应用于生产FEP、HFPO、HFC-227ca、HFO1234yf、氟橡胶以及HFP的二聚体和三聚体等。其中HFPO也是重要的中间体，是下游合成PPVE等全氟烯醚类单体的主要原料。而PPVE是下游制备PFA、全氟醚橡胶、全氟离子交换树脂等的重要单体，也可以用于氟树脂的改性。另外，HFP的二聚体和三聚体也是多种精细化学品的原料。 偏氟乙烯（VDF）：VDF主要用作聚合制备PVDF，也可用作氟橡胶的共聚单体，也可作为氟树脂THV的单体。HCFC-142b在高温下裂解脱去HCl后，可以直接得到VDF单体。VDF是可燃性气体，在空气中390℃的条件会自燃。VDF制备的整体反应过程比TFE制备HFP要相对简单，且串联副反应和高沸点杂质较少。 另外，三氟氯乙烯（CTFE）、六氟环氧丙烷（HFPO）、全氟正丙基乙烯基醚 （PPVE）、全氟甲基乙烯基醚（PMVE）、磺酰氟基全氟烷氧基乙烯基醚（PSVE）、 氟乙烯（VF）、PCMVE、PDD等也是含氟聚合物的单体。但目前体量仍然较小。 图：TFE、HFP、VDF化学结构式 四氟乙烯（TFE）六氟丙烯（HFP）偏氟乙烯（VDF） 资料来源：ChemicalBook，国信证券经济研究所整理 图：从萤石到含氟聚合物的产品链结构 萤石矿 无水氯化氢 甲烷氯化氢 其他氟制冷剂，HFC，HCFC HCFC-22 CFC113 TFE HFP VDF CTFE PTFE FEP PFA ETFE FKM PVDF 氟涂料 系列含氟精细化学品 HFPO，PPVE，PMVE HFC152a，HCFC142b 乙炔，液氯，PCE 资料来源：《氟树脂及其应用》化学工业出版社，国信证券经济研究所整理 四氟乙烯（TFE）单体是最基础、用途最广的含氟高分子材料单体，可以作为中间体以及精细化学品的原料。生产TFE的技术水平和产能规模被视为一个国家氟化学工业水平及现代化程度的指标之一。TFE下游可广泛用于制备PTFE、FEP、PFA、VDF-HFP-TFE三元共聚物、无定型氟树脂、全磺酸树脂离子交换树脂等。TFE的制备方法众多，但真正具有商业价值且能够用于商业规模化生产的方法主要是HCFC-22在高位下的热分解 DomesticmarketForairconditioners 国内市场，直接用于家 用空调制冷剂 HFP 六氟丙烯 HFC125 制冷剂五氟乙烷 以TFE为原料 精细化学品 Ishikawa Reagent氟化剂 HFP 六氟丙烯 VDF/HFP胶 VDF/HFP胶/TFE胶等 HCFC22 齐聚物r，RfI 碘代烷及调聚物 各类表面活性剂 模压级、挤�级，导线级乳液、涂料 TFECF2=CF2 四氟乙烯 TFEcopolymers TFE共聚的氟聚合物 FEP，ETFE，PFA，THV， FKM(三元胶)，T/P胶，氟醚胶，亚硝基胶 全氟离子交换树脂，ETP胶 PTFE 聚四氟乙烯 PTFE(F)，(G)，预烧结料、造粒料浓缩液 PTFE微粉，改性PTFE等 图：我国R22与TFE（四氟乙烯）单体下游产业链结构：四氟乙烯（TFE）单体是最基础、用途最广的含氟高分子材料单体 TFE基室温固化 耐候性涂料 FEP(F46) Kritox氟醚油 以HFP，HFPO为原料精细化学品 FKM 齐聚物，表面活性剂 HFA，双酚一AF HFPO PMVE，PEVE HFC-227ca灭火剂 PSVE Fomblin氟醚油 二聚体、三聚体 PPVE （R22原料规模大）。TFE单体需要储存在低温（-35℃）、无氧条件下，且一般不宜进行长距离运输。 资料来源：《氟树脂及其应用》化学工业出版社，国信证券经济研究所整理 TFE：核心原料为HCFC-22，用于原料用途的R22产量不受生产配额限制 多数含氟聚合物依赖单体TFE的核心原料是HCFC-22（一氯二氟甲烷，R22）。HCFC-22是由无水氟化氢（AHF）和三氯甲烷在锑催化剂存在下反应制得的。三氯甲烷在工业 图：R22除用作空调制冷剂外，还主要用于PTFE的制备 发泡剂 中主要是甲醇和氯气在催化剂条件下反应制得。值得一提的是，甲烷氯化物也是发展氟聚合物（除了萤石/氟矿资源以外）的另一项关键资源。 用作制冷剂用途的HCFCs的生产（分为总生产配额和国内生产配额）与消费（使用配额）均受配额限制。目前各厂家产量超过制冷剂配额的部分主要用作生产下游含氟新材料的配套原料，用于原料用途的R22生产量则不受生产配额限制。近两年来，我国受分配R22配额约5-6万吨。理论上，制备1吨TFE需要HCFC-22单耗为2吨，从R22到TFE 房间空调器生产 7.10% 空调维修市场 21.69% 0.26% 四氯乙烯（下游PTFE等）69.61% 四氯乙烯（下游PTFE等）空调维修市场 房间空调器生产工商空调器生产发泡剂 气雾剂 单耗大约1.95，从TFE到HFP单耗大约1.37。 资料来源：卓创资讯，国信证券经济研究所整理 图：第二代制冷剂R22削减进度及各厂商生产配额变化情况 万吨 山东东岳 常熟阿科玛 浙江巨化-兰溪巨化氟化学浙江鹏友化工 中昊晨光化工 浙江巨化-衢化氟化学 浙江三美 临海利民化工兴国兴氟化工其他 江苏梅兰 常熟三爱富中昊化工金华永和氟化工 自贡鸿鹤化工 1.25 1.44 1.44 1.44 1.44 1.44 1.4 1.18 1.18 1.18 4.49 4.49 4.49 4.49 5.91 5.75 4.84 4.84 4.84 8.08 8.08 8.08 8.08 8.08 7.86 6.62 6.62 6.62 40 35 图：我国R22产能及配额体量 我国R22内用配额我国R22出口配额 我