基础化工行业尼龙深度报告之二：尼龙复材迎千亿市场，生物基尼龙乘势而上

基础化工 行业研究/行业专题 尼龙复材迎千亿市场，生物基尼龙乘势而上 ——尼龙深度报告之二 2023-07-05 报告日期： 行业评级：增持 主要观点： 核心观点 材料工业的发展历程是高性能、低成本材料创新、迭代的过程。尼龙 行业指数与沪深300走势比较 7/2210/221/234/237/23 10% 1% -8% -18% -27% -36% 基础化工沪深300 分析师：王强峰 执业证书号：S0010522110002电话：13621792701 邮箱：wangqf@hazq.com 联系人：刘天其 执业证书号：S0010122080046电话：17321190296 邮箱：liutq@hazq.com 相关报告 1.定增引入招商局集团，生物基聚酰胺放量在即2023-06-26 2.入股AI新秀分子之心，打造合成生物学产品矩阵2023-02-23 3.塑料系列之一：百年尼龙，二次腾飞2021-06-18 复合材料兼具高强度、耐腐蚀、耐高温、低成本等综合优势，预计到2025年全球市场空间有望超过2300亿元，下游应用将涵盖汽车、电子电气、工程材料等多个领域，同时尼龙复合材料的规模化应用亦将显著降低材料成本，并进一步拉动尼龙单体的消费需求。此外在双碳政策背景下，石油基尼龙材料未来将面临较大的减碳、降碳压力，而生物基尼龙具有原料可再生、减少碳排放、节约能源等特性，凭借较低的成本和自身性能的优势，行业正经历从1-10，未来渗透率有望逐步提升，我们预计到2025年市场规模将超210亿元。目前凯赛生物是全球首家实现生物基尼龙5X系列产品规模化生产的合成生物学龙头企业，在尼龙复合材料需求不断增长、生物基尼龙渗透率快速提升的产业趋势下，以凯赛生物为代表的国内企业加速布局尼龙复合材料及生物基尼龙产业规划，未来有望受益于双碳政策、国产替代实现快速发展；而生物基尼龙在民用丝、工业丝、工程塑料等领域的大规模应用，亦有望成为材料领域实现双碳目标、减排降碳的重要解决方案之一。 尼龙复合材料拥有更好的综合性能，市场空间超2300亿 尼龙是五大工程塑料之首，使用纤维增强可使其获得更好的性能。脂肪族尼龙具有优异的力学、耐腐蚀等性能。但由于酰胺键吸水性较高，尺寸稳定性较弱，做工程材料时需要进行改性或纤维增强。半芳香族尼龙兼具脂肪族和全芳香族尼龙优点，目前商业化的高温尼龙多属于半芳香族尼龙，通常也以复合材料的形式销售。相比全芳香族尼龙分子链更柔顺，结晶度更高，相比脂肪族尼龙又具有更高的熔点，综合性能优异。 汽车轻量化趋势以及工程塑料对耐热性、力学性能标准提升将持续使尼龙复合材料市场稳定增长。汽车和电子电气是尼龙复合材料最主要的应用领域。汽车领域，轻量化趋势叠加新能源汽车需求爆发，预计市场空间可超700亿；电子电气领域，连接器、LED照明设备等工程塑料的性能要求提升，也有望带动尼龙复合材料市场超740亿。除此之外，风电叶片大型化、轻量化趋势下，尼龙相比于环氧树脂拥有更好防腐性、可回收性；集装箱领域，尼龙复合材料能够保证相同力强度下比钢、铝合金轻，能够有效降生产成本和运输成本。预计2025年高温尼龙市场规模将超过200亿，尼龙复合材料市场规模 将超2300亿。 国内尼龙企业加速研发投产，国产替代进行时 国内企业加速国产替代进程。尼龙复合材料领域由于技术壁垒较高，扩产难度大，目前主要应用于工程领域的尼龙基体PA66仍由国外企业垄断，前三企业市场份额超70%，PA66重要原材料己二胺目前国内部分企业已经能够实现生产并正在逐步进行国产替代。高温尼龙方面，国外企业占据超80%的市场份额，中国高温尼龙的自给率约24%，目前国内企业正加速研发投产，预计未来自给率将不断提升。 生物基尼龙凭借优异的成本和性能优势，渗透率有望提升至10% 全球日益重视生物制造，生物基尼龙凭借自身优势渗透率有望提升。全球日益重视生物制造产业，各主要国家纷纷布局，能源美国的《生物质技术路线图》中规划到2023年美国生物基材料替代25%有机化学品和20%石油燃料；欧盟的《工程生物技术远景规划》中制定目标，到2025年欧洲实现生物基产品替代化石能源和化学品分别为20%和10%-20%。生物基高温尼龙相较于普通石油基高温尼龙具有较高的成本优势和加工性能优势，是能源结构转型大背景下的重要方向之一，预计未来生物基高温尼龙将具有较大的应用潜力，渗透率有望提升至10%，市场空间超210亿元。 投资建议 生物基尼龙：全球对生物制造日益重视，能源结构调整大背景下生物基材料是重要的转型方向之一，生物基尼龙相较于传统石油基尼龙具有较强的成本优势和加工性能优势。建议关注生物基尼龙龙头企业凯赛生物。 尼龙复合材料：“以塑代钢、以塑代塑”背景下，尼龙复合材料可以很好的替代金属及其他复合塑料应用于汽车、电子电气、工程材料等领域，目前国内上市公司纷纷加速尼龙复合材料的技术研发，持续扩产以完善其产业布局。建议关注尼龙复合材料领域龙头企业金发科技、新和成、聚合顺等。 风险提示 （1）项目投产进度不及预期； （2）国家新能源政策变化风险； （3）生物安全风险； （4）下游认证不及预期。 正文目录 1尼龙复合材料有望成为最主流的工程材料之一6 2尼龙复合材料市场空间超2300亿，行业复合增速达到19%11 2.1尼龙复合材料兼具高强度和轻量化的性能，广泛用于汽车、电子电气、消费等领域11 2.2尼龙复合材料对应千亿级市场，高温尼龙有望达百亿级市场19 3国外企业仍占主导，国产替代加速进行23 4生物基尼龙性能优势显著，市场渗透率有望逐步提升30 4.1生物基尼龙：能源结构调整下的重要转型方向30 4.2生物基尼龙性能优势显著，渗透率有望提升，2025年市场规模预计超过210亿33 5建议关注尼龙复合材料企业的投资机会35 风险提示：36 图表目录 图表1不同种类普通尼龙化学结构式6 图表2玻璃纤维是最常见的尼龙增强材料7 图表3玻纤主要应用于建筑交通领域7 图表4碳纤主要应用于航空航天与国防领域7 图表5不同种类高温尼龙化学结构式8 图表6玻纤增强尼龙性能各异，运用的领域也有所不同9 图表7SMT生产示意图10 图表8高温尼龙性能各异，运用的领域也有所不同10 图表9尼龙复合材料运用领域广泛12 图表10汽车、电子电气领域应用占比约80%13 图表11全球连接器市场规模稳步增长13 图表12全球LED照明市场规模稳步增长13 图表13全球智能手机、平板出货量稳步增长14 图表14全球可穿戴市场规模增速迅猛14 图表15全球新能源汽车销量增速迅猛15 图表16玻纤增强尼龙有望替代玻纤环氧树脂成为主流轻量化风电叶片材料15 图表17风电叶片大型化已成趋势16 图表18全球风电装机容量稳步增长16 图表19玻纤增强尼龙有望替代玻纤环氧树脂成为主流轻量化风电叶片材料16 图表20中国集装箱市场规模稳步增长17 图表21全球集装箱市场规模稳步增长17 图表22纤维增强尼龙力学强度可以和金属匹配17 图表23纤维增强尼龙优势显著17 图表24目前全球玻纤增强尼龙市场规模约90亿美元18 图表25预计到2025年全球尼龙复合材料市场规模达到153亿美元18 图表26全球高温尼龙市场规模超15亿美元18 图表27全球高温尼龙产量超16万吨18 图表28中国高温尼龙市场规模超20亿元19 图表29尼龙复合材料行业空间超过2300亿20 图表30高温尼龙行业对应百亿级市场21 图表31目前尼龙复合材料主要的产业化工艺包括注塑成型、模压成型和挤出成型23 图表32目前PA66产能仍由国外垄断24 图表33全球前三企业PA66产能占比超70%24 图表34高温高压溶液缩聚法是目前工业生产高温尼龙主要采取的方法24 图表35高温高压溶液缩聚法是目前工业生产高温尼龙主要采取的方法26 图表36国内外主要高温尼龙企业介绍27 图表37国内生产高温尼龙企业有序扩产加速国产替代进程27 图表38国际巨头占据全球超80%的高温尼龙市场份额28 图表39国际主要高温尼龙厂商产品性能比较28 图表40生物基材料是能源结构调整大背景下的重要转型方向之一30 图表41主要国家及地区纷纷将生物产业作为战略性新兴产业进行部署31 图表42国内外尼龙企业均布局生物基尼龙产品32 图表43生物基尼龙应用领域广泛33 图表44生物基高温尼龙具有更优的可回收性33 图表45生物基高温尼龙耐热性优异33 图表46生物基高温尼龙和石油基高温尼龙的其他性能基本一致34 图表47生物基高温尼龙复合材料性能优势显著34 图表48生物基尼龙渗透率逐步提升，2025年市场规模有望破210亿35 图表49主要企业盈利预测36 1尼龙复合材料有望成为最主流的工程材料之一 聚酰胺（Polyamide，简称PA）又被称为尼龙（Nylon），是分子链重复单元中具有酰胺基团（-NHCO-）的聚合物统称。尼龙是五大工程塑料之首，其按照主链结构中是否含有苯环可以分为脂肪族尼龙、半芳香族尼龙以及全芳香族尼龙，其中脂肪族尼龙较为代表的有PA6、PA66，PA6和PA66是最早开发并实现产业化的尼龙品种，也是目前产量和消耗量最大分尼龙品种，约占尼龙总产量的90%，除此之外还有PA11、PA12、PA610等。 图表1不同种类普通尼龙化学结构式 资料来源：DT新材料、华安证券研究所 目前玻璃纤维是最常见的尼龙增强材料。脂肪族尼龙具有优异的力学性能、耐腐蚀、较强的润滑性以及耐磨性，但也由于酰胺键的存在吸水性较高，尺寸稳定性较差，因此在用作工程材料时需要对其进行改性，目前工业生产中普遍采用填充改性的工艺，填充改性是指采用各种高性能纤维，同时添加增韧剂、润滑剂、热稳定剂对尼龙进行改性以获得强度高、尺寸稳定性和加工性能好的复合材料，即尼龙复合材料。现尼龙增强纤维有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维等，碳纤维具有质量轻、高强度、高模量、导电、导热等多种优良性能，但其成本较高、透明性较差，一般应用于航空航天等高端领域；芳纶纤维属于有机高性能纤维，由于芳纶本身也属于聚酰胺品种，它和尼龙的相容性很好，在制作尼龙复合材料时不需要添加偶联剂，但芳纶价格很高，用于一般民用工业品不具备价格优势，目前主要用做航空、军工装备的结构材料；玄武岩纤维具有较好的稳定性、电绝缘性、抗腐蚀性等优异的性能，但是目前国内工艺尚不成熟，生产设备经常会出现断头飞丝或料液漫流的情况，且纤维原料使用粗放，产品质量不高，生产效率也较低；玻璃纤维也具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度大等优点，同时玻璃纤维价格低，易于调色，工业工艺成熟，是目前运用最广泛的尼龙增强材料。 图表2玻璃纤维是最常见的尼龙增强材料 类别 玻璃纤维 碳纤维 芳纶纤维 玄武岩纤维 密度（g/cm3） 2.5-2.6 1.7-2.2 1.49 2.6-2.8 使用温度（℃） -60-350 最高2000 最高250 -1140 热传导系数（W/m·k） 0.034-0.040 5-185 0.04-0.13 0.031-0.038 比体积电阻（Ω·m） 1*1011 2*10-5 3*1013 1*1012 弹性模量（GPa） 72.5-75.5 230-600 70-140 79.3-93.1 抗拉强度（MPa） 3100-3800 3500-6000 2900-3400 3000-4840 单丝直径（μm） 10-30 5-10 5-15 9-25 断裂伸长率（%） 2.7-3.0 1.3-2.0 2.8-3.6 1.5-3.2 主要用途 增强材料、电绝缘材料、耐热绝热材料、光导材料、耐蚀材 料、过滤材料等 高温隔热材料、密封材料、功能材料、结构材料、建 筑材料等 增强材料、补强材料、耐热材料 防火隔热材料、高温过滤材料、增强材料、耐热介电材料 应用领域 常用于制备增强热塑性、热固性塑料 多用于体育休闲用品、航空航天等领域 轮胎帘子线、绳索类、防弹衣、航空航天 消防服阻燃隔热层、防火卷帘、灭火毯等消防