中国化工新时代系列报告之PEEK（聚醚醚酮）：PEEK性能优异应用广泛，需求快速增长国产化推进顺利

2023年11月22日 行业研究 PEEK性能优异应用广泛，需求快速增长国产化推进顺利 ——中国化工新时代系列报告之PEEK（聚醚醚酮） 要点 聚醚醚酮（PEEK）性能全面且优异，应用领域广泛。在各类聚芳醚酮中，聚醚醚酮（PEEK）是最主要的品种，其物理和化学性能优异。由于PEEK的分子链中含有大量的苯环，具有优良的物理和化学性质、力学和热等性能，其相关性能显著优于其他工程塑料或金属材料。PEEK的熔点达到343℃，玻璃化转变温度 （Tg）为143℃，拉伸强度达到100MPa。另外在250℃的高温下，PEEK也能保持较高的耐磨性和较低的摩擦系数。由于PEEK材料具有耐热性、耐磨性、耐疲劳性、耐辐照性、耐剥离性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，其在电子电气、航空航天、汽车、能源及其他工业、医疗等多个领域得到广泛应用。根据EmergenResearch的测算，2019-2027年期间全球PEEK材料市场规模将由7.21亿美元增长至12.26亿美元，对应CAGR约为6.8%。 我国为增速最快的PEEK消费国。近几年，随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移，亚太地区的PEEK消费增长速度远超欧洲。其中，中国PEEK市场需求增长速度尤为突出。2019年至2022年期间，中国市场的PEEK消费量由1400吨提升至1950吨，对应全球消费量占比由24.0%提升至25.8%。而根据前瞻产业研究院的数据口径，2012-2021年期间中国PEEK产品需求量由80吨增长至1980吨，对应CAGR约为42.8%。 国产PEEK产品已突破，但自主供应能力仍有不足。目前，全球PEEK生产厂商呈现“一超多强”的竞争格局。其中，英国威格斯是全球最大的PEEK生产商，产能达到7,150吨/年，约占全球总产能的60%。2016年以来，以中研股份为代表的国内企业打破了国外公司在PEEK领域的垄断，我国自主生产的PEEK产品在国内电子信息领域的应用逐步扩大。根据沙利文咨询统计，截至2021年，国内企业PEEK材料的合计产量约为1154吨，难以满足当年国内下游领域客户对PEEK材料的消费需求，国内近一半的PEEK需求仍需要通过进口才能满足。 2027年国内PEEK需求量将超5000吨，医疗、新能源、人形机器人等应用领域带来新增量。根据沙利文咨询的预测，在假设我国PEEK材料主要终端应用产 品维持不变的情况下，2022至2027年期间我国PEEK市场需求量将由2334吨提升至5079吨，对应CAGR约为16.8%；市场规模将由14.96亿元提升至28.38亿元，对应CAGR约为13.7%。另外，随着产业链上下游及科研院所对于PEEK材料的不断研究，PEEK的新应用也在陆续推出，从而进一步拓宽PEEK材料未来的需求量及市场规模。PEEK材料在颅骨修补及固定产品、脊柱类产品、新能源汽车800V电机漆包线、人形机器人领域的应用将有望带来更高的需求增量。投资建议：PEEK材料凭借其耐热性、耐磨性、耐冲击性、耐化学药品性、阻燃等优异的综合性能，在电子电气、航空航天、汽车、能源及其他工业、医疗等多个领域得到广泛应用。目前，国内企业已突破了海外企业对于PEEK生产的垄断，正在努力拓宽在下游医疗健康、航空航天等高附加值领域的应用。建议关注国内 PEEK行业龙头中研股份。公司目前为PEEK年产量最大的中国企业，同时持续 实现进口替代，已经超越英国威格斯成为中国市场销量最大的公司。目前中研股 份的PEEK产品已经顺利进入汽车、电子信息、高端制造、能源行业，医疗级PEEK树脂即将实现量产，同时公司与东华大学持续推进CF/PEEK复合材料的应用研发。 风险分析：下游需求不及预期，产品研发风险，客户验证风险，新增产能爬坡进度不及预期。 基础化工 增持（维持） 作者分析师：赵乃迪 执业证书编号：S0930517050005010-57378026 zhaond@ebscn.com 分析师：周家诺 执业证书编号：S0930523070007021-52523675 zhoujianuo@ebscn.com 行业与沪深300指数对比图 10% 4% -3% -9% -16% 11/2202/2304/2306/2308/23 基础化工沪深300 资料来源：Wind 目录 1、PEEK：处于金字塔尖的特种工程塑料4 2、我国为增速最快的PEEK消费国，国产产品已突破但供应能力不足6 2.1、PEEK材料市场规模稳步增长，中国为增速最快的消费国6 2.2、全球PEEK供应呈现“一超多强”格局，国内PEEK自供能力不足7 3、PEEK应用领域广泛，需求量将快速提升9 3.1、PEEK应用领域广泛，预计2027年国内需求量将超过5000吨9 3.2、PEEK应用领域持续扩增，未来空间广阔10 4、建议关注国内PEEK行业龙头中研股份12 5、风险分析15 图目录 图1：常用工程塑料金字塔图4 图2：2012-2021年中国PEEK产品市场消费量7 图3：中研股份2015-2023Q3营业收入（万元）13 图4：中研股份2015-2023Q3归母净利润（万元）13 表目录 表1：主要的聚芳醚酮类（PAEK）材料4 表2：PEEK的主要特性5 表3：PEEK与主要工程塑料、特种工程塑料性能对比情况5 表4：PEEK与通用金属钢、铝合金以及医用金属材料性能对比情况6 表5：纯PEEK树脂和经玻纤/碳纤维改性PEEK树脂的性能对比6 表6：全球主要PEEK消费地区情况7 表7：2021年全球PEEK主要生产商情况8 表8：2021年国内PEEK生产商产能及产量情况8 表9：PEEK材料在终端应用领域的典型产品类型9 表10：2022-2027年国内PEEK材料需求量及市场规模测算（假设终端应用产品不变）9 表11：2027年PEEK类颅骨修补及固定产品需求及市场规模测算10 表12：2027年PEEK脊柱类产品需求及市场规模测算11 表13：2027年新能源汽车800V电机漆包线对PEEK材料需求的测算11 表14：2022-2041年期间我国CF/PEEK材料在航空领域的平均市场空间测算11 表15：中研股份IPO募投项目情况13 表16：中研股份与英国威格斯PEEK产品下游进入情况对比14 表17：中研股份PEEK材料在医疗健康领域的合作情况14 1、PEEK：处于金字塔尖的特种工程塑料 自20世纪60年代起，一系列高性能聚合物被开发出来。从1960年最初问 世的聚酰亚胺（PI）到20世纪80年代初问世的聚醚醚酮（PEEK），欧美国家的各大公司先后对这类高性能聚合物进行了大量的研发，尽管在这期间有数十个高性能聚合物品种被研发出来，但最终真正具有应用价值且实现产业化的品种不足10个。 图1：常用工程塑料金字塔图 资料来源：《聚醚醚酮市场分析及发展趋势》（张丽），光大证券研究所整理 表1：主要的聚芳醚酮类（PAEK）材料 目前已有三大类特种工程塑料实现商品化，分别为聚酰亚胺类、聚芳醚类和聚芳酯类。其中，热塑性特种工程塑料的典型代表为聚芳醚类，主要包括聚芳醚酮、聚芳醚砜和聚芳硫醚。在这三类聚合物中，聚芳醚酮（PAEK）是耐热等级 最高的，目前已经开发成功的品种包括聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚酮（PEK）、聚醚醚酮酮（PEEKK）和聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）。 名称 简称 化学结构 发明人（公司主要特性 聚醚醚酮PEEKICI 聚醚酮酮PEKKDuPont 具有极好的耐热 性，同时具有优异的力学、优良的生物相容性及特有的X射线透射性 耐热性能优异，但高温流动性差，难以加工成型。可通过结构改性改进其熔融加工性能。抗化学腐蚀、耐潮、力学性能优异。 聚醚酮 PEK ICI热变形温度和拉 伸强度相当高 保持了PEEK优 聚醚醚酮酮PEEKK / 异的物理性能， 同时耐热等级更高 聚醚酮醚酮酮PEKEKKBASF 耐热性非常好，但是熔融加工成型非常困难 资料来源：《高性能聚芳醚酮的发展及应用》（赵晓刚等），《特种工程塑料的研究进展》（丁婷慧），光大证券研究所整理 在各类聚芳醚酮中，聚醚醚酮（PEEK）是最主要的品种，其物理和化学性能优异。由于PEEK的分子链中含有大量的苯环，具有优良的物理和化学性质、 力学和热等性能。PEEK的熔点达到343℃，玻璃化转变温度（Tg）为143℃，拉伸强度达到100MPa。另外在250℃的高温下，PEEK也能保持较高的耐磨性和较低的摩擦系数。由于PEEK材料具有耐热性、耐磨性、耐疲劳性、耐辐照性、耐剥离性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，而且两个醚键和羰基又为材料提供了柔韧性与优良的工艺性。因此，PEEK在电子电气、航空航天、汽车、能源及其他工业、医疗等多个领域得到广泛应用。 表2：PEEK的主要特性 主要特性特性说明代表性指标 机械特性 PEEK兼具优异的刚性和较好的韧性，对交变应力下的抗疲劳性非常突出，可与合金材料相媲美。 拉伸模量 缺口冲击强度比强度 耐热特性 PEEK具有较高的玻璃化转变温度和熔点，其负载热变形温度长期使用温度 和瞬时使用温度也较高。热导系数 阻燃性PEEK具有自身阻燃性，不加任何阻燃剂即可达到最高阻燃等级（UL94V-0）。 阻燃等级 耐磨性PEEK可在250℃的高温条件下保持较高的耐磨性。摩擦系数 耐腐蚀性PEEK具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，能溶 解或者破坏它的只有浓硫酸，其耐腐蚀性与镍钢相近。 耐化学性能 耐水解 PEEK吸水率很小，23℃的饱和吸水率只有0.4%，且耐热水 性好，可在200℃的高压热水和蒸汽中长期使用。 吸水率 耐剥离性PEEK与各种金属的粘附力与耐剥离性很好，因此可做成包覆 生物相容性 PEEK具有优异的生物相容性，可作为医疗器械植入人体。此 外，PEEK可被X射线穿透，具有良好的可视性，能够避免在X光片上造成伪影，同时可以实现在CT扫描或核磁共振成像辅助下进行手术，帮助医生在手术过程中调整植入体的位置术后轻松跟踪愈合过程，从而能对骨生长和愈合实现良好的监控。同时，PEEK的弹性模量与骨骼更接近，可以有效缓解应力遮蔽效应，使骨骼更健康、更长久。 很薄的电线、电缆和电磁线，并可在苛刻的条件下使用。 剥离强度 资料来源：中研股份招股说明书，光大证券研究所整理 PEEK性能显著优于其他工程塑料或金属材料。如进一步将PEEK与其他工程塑料、特种工程塑料、金属材料（通用/医用）进行对比，可以发现PEEK的物理与化学性能明显优于大多数的比较对象。与其他工程塑料及特种工程塑料相比，PEEK兼具刚性与热性，同时在耐热、耐磨、耐腐蚀性能方面均排名前列。与通用金属对比，PEEK的比强度大，在满足所需强度的同时，可明显降低材料的自重，实现“轻量化”。与医用金属材料对比，PEEK的密度、弹性模量均与人体骨骼更为接近，同时由于PEEK可被X射线穿透和实现CT扫描，可方便患者进行医疗检查。 表3：PEEK与主要工程塑料、特种工程塑料性能对比情况 性能指标 单位 特种工程塑料 工程塑料 聚醚醚酮 PEEK 聚四氟乙烯聚酰亚胺PTFEPI 聚亚苯基砜 PPSU 聚苯硫醚PPS 聚甲醛POM 聚酰胺66PA66 拉伸模量 MPa 4,300 1,750 3,700 2,450 4,000 2,800 1,700 缺口冲击强度 kJ/mm2 3.5 4.5 4.5 12 2 8 4.5 长期使用温度 ℃ 250 260 240 180 220 115 95 摩擦系数 / 0.40 0.15 0.40 0.45 0.50 0.52 0.50 耐化学性能 / 9.27 9.90 8.40 7.78 9.33 7.58 7.25 介电强度kV/mm24112826182027 资料来源：恩欣格（Ensinger）产品手册、