十三五时期我国化工新材料产业发展.docx

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十三五时期我国化工新材料产业发展

“十三五”时期我国化工新材料产业发展重点

1我国化工新材料产业发展现状

化工新材料是新材料产业的重要组成部分，也是我国化学工业体系中较具活力和发展潜力的新领域。

受技术水平的制约，化工新材料又是我国化学工业体系中国内自给率最低、最急需发展的领域。

目前我国化工新材料的研究范畴主要是先进高分子材料和高端专用化学品。

其中，先进高分子材料包括合成树脂、合成橡胶、合成纤维的高端产品，以及功能性膜材料等；高端专用化学品重点研究电子化学品。

2017年1月，工信部、发改委、科技部、财政部四部委联合印发《新材料产业发展指南》，以下简称“《指南》”。

《指南》是落实《中国制造2025》的重要文件，是“十三五”期间指导我国新材料产业发展的顶层设计，将引导新材料产业健康有序发展。

为了体现分类施策的概念，《指南》提出三大重点发展方向，分别是先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料。

这三大方向基本囊括了化工新材料主要领域：

先进基础材料包含高端聚烯烃、特种合成橡胶及工程塑料等，先进建筑材料、先进轻纺材料等；关键战略材料包含反渗透膜、全氟离子交换膜等高性能分离膜材料，高性能碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及复合材料等；前沿新材料主要包含高分子增材制造材料、石墨烯等。

“十一五”以来，我国化工新材料产业发展迅速，已初步形成一个新兴的化工产业门类。

化工新材料广泛应用于国民经济和国防军工的众多领域中，成为我国化学工业体系中市场需求增长最快的领域之一，近年来很多产品的消费量年均增长都在10%以上。

2016年我国化工新材料主要类别产量1325万t，消费量2239万t。

具体如表1所示。

可以看出，高端聚烯烃是消费量最大的品种，约占化工新材料总消费量的41%；工程塑料、高性能合成橡胶分别约占17%左右；氟硅树脂、功能性膜材料分别约占2%左右；高性能纤维的消费量最小，占0.2%。

2016年，我国化工新材料总体自给率59%，其中，自给率较低的是高端聚烯烃、工程塑料、高性能纤维；聚氨酯材料、氟硅树脂自给率高。

“十三五”时期，我国化工新材料产业面临做大做强的难得机遇。

一方面，新型城镇化和消费升级将拉动需求持续增长。

另一方面，中国制造业升级战略提供了巨大市场需求，主要集中在汽车、高铁、航空航天等高端装备领域，医药、生物、农业等生命科学领域，建筑节能、大气治理、污水处理等节能环保领域，以及电子化学品、新能源用化学品等。

与大宗化工产品相比，化工新材料具有一个重要特点是，产品开发和市场服务对生产企业而言尤为重要。

从这方面来看，我国化工新材料与国外先进水平还有较大差距，主要表现在：

产学研用相互脱节、上中下游衔接脱节、产品标准和应用标准脱节、实体经济与金融等服务部门脱节等问题，并制约了行业创新能力。

“十三五”时期，我国化工新材料产业努力的方向总体是：

提高国内已有品种质量水平，加快空白品种产业化进程，突破上游关建配套原料供应瓶颈，并延伸发展下游高端制品及应用推广。

2我国工程塑料发展现状与展望

2.1发展现状

随着技术进步和应用市场发展，工程塑料品种不断出新。

目前我国通用工程塑料（聚碳酸酯、聚酰胺工程塑料（或称尼龙）、聚甲醛、热塑塑性聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚等）已形成一定生产规模，以引进技术为主，本土企业生产比例不断提高。

近年来，聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮等特种工程塑料及下游制品的产业化发展提速；聚砜类、聚芳酯、特种聚酰胺等小品种处于技术开发和应用研究阶段，产业化进程慢。

总体来看，我国工程塑料整体水平不高，有效生产能力不能满足国内市场的需要，成为世界最大的工程塑料进口国。

2016年我国工程塑料主要产品产量合计187万t，消费量达371万t，自给率为50%。

其中，聚碳酸酯是最大的工程塑料品种，消费量约170万t，自给率35%，供应矛盾最为突出，因而聚碳酸酯也成为近期投资热点。

聚碳酸酯项目建设应防范低水平扩能，同时要重视产品改性和新兴市场开发。

聚甲醛和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）随着过去十多年煤化工的发展而迅猛发展。

目前，我国PBT树脂已经实现净出口，但高端改性产品仍需进口，年进口量20万t左右。

聚甲醛存在较为严重的产品结构性矛盾，整体开工率约50%，但每年还需进口30万t左右，自给率约50%左右。

2.2发展重点

工程塑料因其优异的稳定性、良好的耐热和耐化学性以及高强度，应用领域广泛，其需求持续较快增长。

特别是，日益严格的环保法规要求汽车减少排放量和提高燃油经济性，工程塑料正大量应用于汽车和运输行业。

预计2020年我国工程塑料主要产品需求量约505万t，年均增长率约8%。

“十三五”时期我国工程塑料发展重点包括：

一是提升工程塑料生产水平。

①采用自主开发或引进技术适度加快聚碳酸酯项目建设，提高国内自给率；②提高聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等已有工程塑料品种的质量水平；③提升聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮等已产业化特种工程塑料的规模化生产；④促进一批国内目前尚属空白的特种工程塑料实现产业化，如聚芳醚醚腈、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲酯、特种尼龙等。

二是消除关键配套原料供应瓶颈。

①发展异丁烯法甲基丙烯酸甲酯（MMA），一体化延伸发展PMMA；②发展1，4-环己烷二甲醇（CHDM），延伸发展高端特种聚酯；③推进己二腈技术国产化，促进聚酰胺（尼龙66）工程塑料发展。

三是加强塑料改性、塑料合金技术开发。

提高工程塑料对细分市场的适用性和产品性价比。

特别是应对汽车轻量化、节能环保的要求，加强汽车用改性塑料开发。

3我国高性能合成橡胶发展现状与展望

3.1发展现状

目前高性能合成橡胶的研究范围是除乳聚丁苯橡胶和通用型顺丁橡胶外的其他合成橡胶，包括溶聚丁苯橡胶、稀土顺丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶等，也包括各类热塑性弹性体。

2016年我国高性能合成橡胶产量合计约252万t，消费量384万t，约占国内合成橡胶总消费量的36%，这个比例比上年提高了4个百分点。

目前高性能合成橡胶整体对外依存度较高，2016年自给率约66%，其中稀土顺丁橡胶、卤化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、热塑性聚氨酯弹性体等产品的自给率低于50%。

2016年稀土顺丁橡胶、溶聚丁苯橡胶、卤化丁基橡胶、异戊橡胶装置开工率普遍不高，产能尚未有效发挥。

以卤化丁基橡胶为例，虽然目前我国已经建成卤化丁基橡胶工业生产装置，但由于技术等方面的原因，装置开工率不高。

另外，这些装置都能够同时生产普通丁基橡胶或者氯化丁基橡胶，因而装置的开工情况还受到普通丁基橡胶的生产以及市场价格等因素的影响，如果普通丁基橡胶市场销售旺盛，卤化丁基橡胶的生产必将受到影响。

国内高性能合成橡胶存在问题主要表现在：

产品牌号少，高端牌号主要依赖进口；新产品开发能力弱，特别是与国外大公司相比存在明显差距；下游应用技术和配套助剂不能满足需要，制约了产品的应用推广。

3.2发展重点

从未来情况来看，国内高性能合成橡胶市场增速明显快于合成橡胶整体增长速度，预计2020年国内高性能合成橡胶市场需求量约510万t，未来几年年均增长速度约7.4%。

随着国内新装置的不断投产，预计到2020年国内高性能合成橡胶总体上供需将基本平衡，但卤化丁基橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯热塑性弹性体等产品的市场增速将较快。

“十三五”时期我国高性能合成橡胶发展重点包括：

提升传统大宗胶种的质量，发展溶聚丁苯橡胶和稀土顺丁橡胶；发展溴化丁基、氢化丁腈、羧基丁苯、羧基丁腈、氟橡胶等具有特殊性能的橡胶；发展氢化苯乙烯热塑性弹性体、聚氨酯热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体以及特种共混类热塑性弹性体等；发展异戊橡胶的生产及应用开发，替代天然橡胶进口；在有条件的地区适度发展杜仲胶等非传统天然橡胶；探索不同橡胶品种的共交联技术，通过发展复合橡胶提高橡胶材料的性价比。

4我国高性能纤维发展现状与展望

4.1发展现状

高性能纤维是指具有特殊的物理化学结构，对来自外界的力、热、光、电等物理作用和酸、碱、氧化剂等化学作用具有特殊耐受能力，具有特殊性能、用途或功能的化学纤维。

高性能纤维产业的发展对国民经济发展和国防现代化建设具有十分重要的作用，是支撑高新技术产业发展不可或缺的关键材料，是一个国家科学技术整体发展水平的体现。

在国家的大力推动下，我国高性能纤维及复合材料产业发展迅速，在规模化制造、生产和应用技术研究等方面取得良好进展。

目前我国高性能纤维已工业化的产品有碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、连续玄武岩纤维（无机纤维）、聚酰亚胺纤维和聚四氟乙烯纤维等，2016年产能合计约8万～9万t。

同时，热致液晶纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维等新品种也在进行中试或工程化开发。

目前我国高性能纤维产品的市场占有率约40%，多数高端产品依靠进口。

另一方面，国内装置利用率低，产能释放能力弱的问题依然非常突出，以碳纤维为例，实际产量不足设计产能的20%。

4.2发展重点

高性能纤维及复合材料是发展国防军工、航空航天、新能源及高科技产业的重要基础原材料，同时在建筑、通信、机械、环保、海洋开发、体育休闲等国民经济领域具有广泛的用途。

特别是，轻量化为高性能纤维创造发展机会，碳纤维复合材料因其轻质、高强等优异的综合性能，在汽车领域将得到越来越广泛的应用。

目前轻质高强材料已经成功在欧美发达国家实现规模应用。

我国上汽、北汽等研发了碳纤维金属混杂车身代替高强度钢，大众、海源等研发了底盘车身一体化微型车。

特别是近年来新能源汽车产业的加速发展，轻金属、非金属材料的产业化、规模化发展进入了新的阶段。

“十三五”时期我国高性能纤维领域将重点发展高强和高模碳纤维、对位芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维（PBO）等高端产品。

完善碳纤维、对位芳纶千吨级规模系统工艺，实现普通级产品的稳定化生产；进一步建设经济规模装置，降低生产成本。

加快系列化产品、差别化产品开发。

加快配套助剂的国产化生产和性能提升。

“以应用促发展”，重视下游市场的开发与培育，高端应用领域主要集中在汽车、轨道交通、航空航天，同时加快民用市场开拓。

5我国功能性膜材料发展现状与展望

5.1发展现状

按用途和功能，功能性膜材料又可分为水处理用膜、特种分离膜、离子交换膜、光学膜、光伏用膜、电池隔膜等几大类。

功能性膜材料的主要产品：

微滤膜、超滤膜、反渗透和纳滤膜、透析膜、渗透蒸发膜、电渗析膜、气体分离膜、渗透气体膜、离子交换膜等。

功能性膜材料的主要应用：

水处理、海水淡化、食品、医药、生物、化工、能源等多个领域。

与传统的分离方法相比，膜分离具有节能、高效、环保、易于控制等特点，符合低碳经济的发展理念，是一项具有发展潜力的技术。

2016年我国功能性膜材料消费量46.1万t；市场总规模约485亿元（不含膜组件和膜工程），按产值计的国内自给率约40%，按吨位计的国内自给率约60%。

目前，我国功能性膜材料仅能生产中低档产品、高档产品则主要依靠进口的问题。

5.2发展重点

“十三五”我国功能性膜材料的发展重点是：

水处理用高通量纳滤膜、高性能反渗透膜以及污水治理和海水淡化用特种膜；太阳能电池用PVDF背板膜和EVA封装胶膜、薄膜型太阳能电池用柔性聚合物膜；光学显示器用偏光膜、特种光学聚酯膜；为电动汽车配套的动力锂电池隔膜、燃料电池用含氟磺酸膜；工业用特种气体分离膜、净化膜；离子膜烧碱等电解工艺用强离子性、低电阻值全氟离子交换膜。

为功能性膜材料的配套专用树脂，特别是高性能氟树脂。

6我国电子化学品发展现状与展望

电子信息产业是新一轮国际产业竞争分工重构的核心区域，其战略意义在全球化背景下日益突出。

电子化学品的技术难度大，同时电子信息产业的产品更新换代快，为之配套的电子化学品更新换代也较快。

2016年电子化学品的消费量约85.8万t；市场规模约2677亿元，但进口依存度超过50%，急需加快发展。

生产技术水平方面，2016年我国电子化学品行业技术水平持续提升，以锂离子电池材料为代表的锂离子电池产业规模已达1115亿元，动力锂电池605亿元，同比增长65.8%，增长速度领跑全球。

高镍三元正极材料NCM811、NCA，硅碳负极材料，耐高温、耐高压等电解液等锂离子电池材料已实现技术突破，部分已实现产业化。

整体来看，我国电子化学品生产与科研的水平不高；企业规模较小，竞争力弱，研发和设备投入不足。

此外，专利战略意识薄弱，缺乏知识产权保护体系及战略计划制定；行业标准研究有待深入，亟待统一制定和完善新的行业标准；战略性、创新性人才短缺，制约企业和行业发展。

面向国家信息产业和智能制造领域发展的需求，新一代信息技术产业发展面临重要的机遇期，新型智能终端、增强现实/虚拟现实、智能交通、物联网感知等业态加速更替，电子化学品行业也迎来更为广阔的发展空间。

“十三五”期间，重点发展为集成电路、平板显示器、新能源电池、印制电路板、彩色打印机等领域配套的电子化学品；加快品种更替和质量升级，满足电子产品更新换代的需求。

7我国生物降解塑料发展现状与展望

生物降解塑料是指在一定温度、湿度、光照等条件下，通过微生物的作用，可分解成二氧化碳和水的塑料。

生物降解塑料因在一定条件下可以生物分解，不增加环境负荷，是解决白色污染的有效途径，随着现代生物技术的发展越来越受到重视，生物降解塑料成为国际上研究开发的热点。

目前，全球己开发了多种基于不同原料的生物降解塑料，按原料路线划分为生物基和石油基。

已开发的生物基生物降解塑料有聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯类（PHAs）、淀粉塑料；石油基生物降解塑料有二氧化碳脂肪族聚酯、聚己内酯（PCL），还有聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚酯（PBSA和PBAT等）（此类为半生物基半石油基）。

我国降解塑料的研究开发始于20世纪70年代中期，至90年代随着环保呼声日益高涨，降解塑料的研究蓬勃发展起来，并多次掀起开发生产降解塑料的热潮。

目前产业化较为成熟的产品有淀粉塑料、PLA，发展较快的有PBS及其共聚酯和二氧化碳可降解塑料，PHAs建成产业化装置，PCL产业化开始起步。

截止2016年底，我国生物降解塑料（不包括淀粉塑料）产能超过26万t/a，消费量约3.3万t，出口量约5.2万t。

从产量和消费量上看，国内生物降解塑料仍处于起步阶段，规模较小。

现有降解塑料产品多以出口为主，约70%以产品或制品形式出口到海外市场，国内降解塑料产品市场有待进一步拓展。

与传统石油基塑料相比，生物降解塑料仍存在成本高、性能较差等劣势，限制其推广和应用。

另外，生物降解塑料的发展强烈依赖政策的支持，我国尚没有严格的法律，而限塑令等措施执行不严格，配套措施不完善。

此外，我国城市堆肥设施建设和居民垃圾分类的习惯尚未形成，也限制了生物降解塑料的应用和推广。

总之，降解塑料在我国规模化应用任重道远。

8我国3D打印高分子材料展望

3D打印技术是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。

3D打印技术是“增材制造”的主要实现形式，无论在全球还是我国市场内，3D打印行业规模都处于快速上升阶段。

在国务院发布的《中国制造2025》规划中，有5处提到了3D打印，并将其列为要突破的10个重点领域之一。

目前，我国的3D打印已在航空航天、汽车、生物医疗、文化创意等领域得到了初步应用，但离实现大规模产业化、工程化应用还有一定距离。

国内现在90%的3D打印企业是做打印“小玩意”的桌面机，工业3D打印机的竞争尚未真正开始。

受产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一不完善、成本昂贵四大因素的限制，当前我国3D打印仍处于初级发展阶段，预计随着产业政策扶持力度的提升以及产业化推广的加快，我国3D打印在未来几年将逐渐步入成长发展阶段。

我国3D打印市场的规模将保持30%以上的较高增速，有望在2020年达到286亿元到440亿元之间。

3D打印制造技术的发展中，材料是技术提升的关键，3D打印技术应用将带动材料飞速发展。

目前，国内外已开发的3D打印材料分为有机高分子材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等。

有机高分子材料可细分为工程塑料、生物塑料、热固性塑料、光敏树脂、高分子凝胶、以及复合材料等。

有机高分子材料有很多优异的性能，因此成为3D打印的主选材料，目前市场份额接近50%。

但有机高分子材料如果要大规模直接用于工业制造，还需加快改性技术发展。

以通用塑料为例，目前几乎所有的通用塑料都可以应用于3D打印，但由于每种塑料的特性存在差异，3D打印的工艺以及制品性能会受到影响。

影响塑料材料应用于3D打印的因素主要有：

打印温度高、材料流动性差，导致工作环境出现挥发成分、打印嘴易堵、影响制品精密度。

普通的塑料强度较低，适应的范围太窄，需要对塑料做增强处理。

如冷却均匀性差，定型慢，易造成制品收缩和变形，缺少功能化和智能化的应用。

为此，针对3D打印塑料要采取流动性改性、增强改性、快速凝固、