(报告出品方/作者:开源证券,金益腾、龚道琳、张晓锋)
1.1、 公司精耕细作、稳健扩张,打造技术、规模、成本等多重竞争优势
公司是国内芳纶行业领军者,凭借持续的技术攻关和研发投入,公司已成功打 造完备的氨纶、芳纶产品体系和领先的技术水平。公司成立于 1987 年,专注氨纶、 芳纶等高性能纤维及上下游制品的研发生产已逾三十载。1989 年,公司前身烟台氨 纶厂一期工程投产,在国内率先吹响氨纶纤维产业化的号角。1999 年,公司间位芳 纶研发项目启动,随后公司持续推进技术攻关,于 2004 年又率先实现国内间位芳纶 的产业化生产。2008 年,公司登陆深交所上市。上市后,公司充分利用募集资金以 及在氨纶、间位芳纶产业化进程中积累的技术、经验,不断加强对位芳纶的产品开 发力度。2011 年,公司首条 1000 吨/年对位芳纶生产线成功投产。至此,公司先后 成为国内首家实现氨纶、间位芳纶、对位芳纶产业化的高性能纤维生产商。2017 及 2018 年,公司先后成立子公司宁夏宁东泰和新材有限公司、宁夏泰和芳纶纤维有限 公司,并建设宁东产业园。2019 年,公司建设烟台高分子新材料产业园,并着手将 烟台老厂区的氨纶产能逐步搬迁、改造至宁夏基地及烟台新厂区。2020 年,公司通 过发行股份收购国内芳纶纸龙头企业民士达,将芳纶业务进一步延伸至下游深加工 领域。2021 年,公司公告拟通过定增再募资,加速扩建对位、间位芳纶新产能以推 动新旧动能切换。目前,公司已拥有完备的氨纶、芳纶产品体系,产品质量和技术 指标国内领先,具备参与军工科研生产的所有许可资质。公司先后荣获国家科学技 术进步奖 3 次,牵头和参与编写了 80 多项高性能纤维相关的国家、行业标准,其产 品凭借优异的性能广泛应用于纺织服装、个体防护、工业过滤、光纤通信、国防军 工、橡胶轮胎、航空航天等领域。未来,公司以智能穿戴、新能源汽车、绿色制造、 生物基材料、信息通信、绿色化工为六大增量业务发展方向,纤维绿色处理化技术 及芳纶涂覆锂电隔膜已进入中试阶段,芳纶隔膜预计于 2023 年上半年实现量产。
公司的精细化运营体现在: (1)芳纶:合理调配利旧设备改造扩产,推动新旧动能转换。由于公司实现芳 纶产业化的时间较早,部分老旧设备使用的工艺路线已经落后,通过生产设备迭代、 工艺技术升级,可以显著降低其生产成本、提升产品性能。例如,公司位于烟台经 济技术开发区黑龙江路 10 号厂区(隶属烟台老厂区)的 1500 吨/年对位芳纶产线是 国内首条对位芳纶产业化生产线(投产之初年产能为 1000 吨,后扩产至 1500 吨), 该产线建成时间早,产品设计、工序参数控制之间难以有效联动,生产效率、自动 化及柔性化管控能力较低。为紧抓芳纶发展时代机遇,并提升芳纶业务的综合生产 能力,公司合理利用部分利旧设备改造扩产,并淘汰落后产能。2021 年公司公告拟 通过定增募资,在宁夏基地建设防护用对位芳纶产能 1.2 万吨/年;在烟台泰和新材 高分子新材料产业园(烟台新厂区)建设高伸长低模量对位芳纶 5000 吨/年、急救援 用高性能间位芳纶 7000 吨/年、高性能间位芳纶 9000 吨/年。其中,5000 吨/年高伸 长低模量对位芳纶项目的二期 1500 吨产能来自于烟台老厂区利旧设备的搬迁改造, 老厂区 1500 吨/年对位芳纶产线将在项目建设中逐步关停淘汰;7000 吨/年急救援用 高性能间位芳纶项目也采用部分利旧设备建设,烟台老厂区的 7000 吨间位芳纶产能 在项目实施中逐步关停。公司新建项目实现了利旧设备的有效管理,搬迁改造、淘 汰老旧设备不仅节约了新项目建设成本,更优化了芳纶业务整体的生产效率。新项 目配套的生产装置和工艺对标国际领先水平,生产效率、自动化、柔性化程度较高, 投产后公司将实现新旧动能切换,芳纶业务的经济效益和产品品质将大幅提升。
(2)氨纶:产能向宁夏生产基地集中,新老产能有序置换。宁夏等西部地区的 人力、能源成本较东部地区更低,随着环保监管的日趋严格,东部地区规模较大的 氨纶厂商在“煤改气”、“退城入园”等压力下竞争力大幅下降,氨纶行业向投资成 本、生产成本更低的中西部地区转移渐成趋势。公司在西部地区布局较早,2017 年 成立子公司宁夏宁东泰和新材有限公司。2018 年,宁夏宁东收购宁夏越华新材料后 逐步形成氨纶年产能 3 万吨,建成西北地区首家氨纶生产基地。2019 年公司公告拟 对烟台老厂区的 4.5 万吨氨纶产能进行搬迁、改造,以在宁夏基地和烟台新厂区扩产 差异化氨纶产能4.5万吨/年:其中烟台新厂区扩产高效能差异化粗旦丝氨纶1.5万吨, 宁夏宁东扩产绿色差别化氨纶 3 万吨;新建产能采用连续聚合,大甬道、多头纺的 生产工艺路线,生产设备先进,生产效率较高,烟台老厂区 4.5 万吨产能在项目建设 中将逐步关停。随着氨纶搬迁、改造项目的持续推进,公司氨纶产能呈现出由烟台 生产基地向宁夏生产基地集中的趋势:根据公司公告及投资者关系活动记录表数据, 宁夏基地单吨氨纶的生产成本比烟台基地低 2000-3000 元,氨纶新建产能于 2022 年 4 月起逐步释放,烟台老厂区氨纶产线预计于 2022 年底全部关停。新老产能置换将 有效降低公司的氨纶生产成本,使公司在未来行业竞争中保持较强的成本优势。
公司的差异化发展体现在: (1)芳纶:聚焦快速增长的下游赛道,差异化、高质量扩产。在间位芳纶领域, 公司现有名义年产能 1.1 万吨,位居国内第一。公司间位芳纶性能虽已比肩国际龙头 杜邦,但差异化间位芳纶的产能规模、品牌力距离杜邦尚有一定差距。近年来我国 个体防护装备等应用领域的需求快速增长,专用型、功能化的有色间位芳纶、高阻 燃间位芳纶存在较大需求缺口。公司卡位高增长赛道,在烟台新厂区投建的 7000 吨 /年急救援用高性能间位芳纶、9000 吨/年高性能间位芳纶,将帮助公司在需求快速增 长的个体防护领域抢占市场先机。在对位芳纶领域,公司现有年产能 0.6 万吨,位居 国内第一。近年来,高性能对位芳纶在防弹防护以及光纤光缆、橡胶加工、复合材 料等领域得到广泛应用,发展前景广阔。公司投建的防护用对位芳纶 1.2 万吨以及高 伸长对位芳纶 5000 吨有望在高端防护等领域大展宏图。公司在芳纶领域的扩张聚焦 个体防护等快速增长的下游市场,主打差异化、高附加值产品。我们认为随着新建 产能的逐步释放,公司芳纶业务的产品结构将不断优化、差异化竞争优势将持续增 强。
(2)氨纶:粗旦丝、绿色纤维等高端面料用材是公司氨纶业务的发展方向。我 国氨纶产业起步较晚,但经过多年的发展,我国氨纶行业已呈现出常规产品供给过 剩、高性能差别化产品供给不足的市场结构。根据公司公告,2019 年我国生产的氨 纶 90%以上均为常规品种,差异化率不足 10%。为推动氨纶业务发展模式由“规模 扩张”向“差异化、高附加值、绿色化”转变,2019 年公司着手进行对烟台老厂区 4.5 万吨氨纶产能的搬迁、改造。其中烟台新厂区投建的 1.5 万吨粗旦氨纶丝具备高 回弹性及高尺寸稳定性等优点,主要应用于高档花边、织带以及纸尿裤的生产,属 于高档面料用材。宁夏宁东投建的 3 万吨绿色氨纶项目采用节能环保技术装备,能 通过纤维循环再利用、原液着色等工艺生产“绿色氨纶纤维”,产品具有稳定性、均 匀性好、伸长大、回弹适中等特点,且 DMAC 溶剂残余低,能够满足绿色纺织品的 要求,主要应用于高档经编、纬编以及医卫领域。随着新老产能有序置换,未来公 司氨纶产品中粗旦丝、绿色纤维等高端面料用材的占比将持续提升。
公司围绕双基地、四品牌,坚持精耕细作、差异竞争,打造了竞争优势较强的 产能规模、产业分布及产品结构。公司现有烟台和宁夏两大生产基地,主要产品为 “纽士达”牌氨纶丝、“泰美达”牌间位芳纶、“泰普龙”牌对位芳纶、“民士达”牌 芳纶纸。从产能规模来看,截至 2021 年末,公司氨纶产能为 7.5 万吨/年;截至目前, 间位芳纶年产能 1.1 万吨,位居国内第一、全球第二;对位芳纶年产能 0.6 万吨,位 居国内第一、全球第四;芳纶纸年产能 1500 吨(以上产能均为名义年产能,因部分 产线涉及搬迁改造,2021 年公司氨纶年均有效产能 5 万吨,芳纶年均有效产能 1.15 万吨)。2022 年上半年,公司子公司经纬智能科技实现全球首创的智能发光纤维的产 业化生产,首期产能 500 万米/年;此外公司搬迁新建的氨纶产能开始投产,根据公 司公告的产能规划:我们预计完全投产后,即最晚 2024 年底公司将形成氨纶年产能 9.5 万吨、间位芳纶年产能 2 万吨、对位芳纶年产能 2.15 万吨。从产业分布来看, 随着搬迁改造和扩建项目的持续推进,未来公司氨纶业务将主要由位于宁夏基地的子公司宁夏宁东负责,烟台基地仅保留 1.5 万吨粗旦氨纶丝产能;对位芳纶业务将主 要由子公司宁夏泰和负责,烟台新厂区保留 0.15 万吨对位芳纶产能;间位芳纶产能 将由烟台老厂区迁移至烟台新厂区。两大基地的搬迁扩产完成后,综合生产成本较 低的宁夏基地将承担公司氨纶、对位芳纶业务的大部分产能,而烟台基地保留间位 芳纶的全部产能,及部分高附加值氨纶、对位芳纶产能。从产品结构来看,随着在 建项目的陆续投产,未来公司差异化、高附加值类产品的占比将持续提升,芳纶、 氨纶业务的产品结构将得到同步优化。公司领先的产能规模、合理的产业分布、优 质的产品结构,将助力公司构筑显著的成本优势和较强的盈利能力。
1.2、 芳纶具备高成长性,助力公司业绩穿越氨纶周期、实现稳步增长
公司芳纶业务的高成长性对 2018-2019 年氨纶业务的周期性波动实现有效平滑。 近 5 年公司氨纶营收占比维持在 60%左右,而利润占比随氨纶周期同步波动:自 2016 年 7 月起,氨纶行业景气上行,据 Wind 数据,氨纶价格指数 CCF40D 自 2.8 万元/ 吨最高上涨至 3.8 万元/吨。该轮上涨周期于 2017 年底结束,期间我国氨纶厂商陆续 扩产,随着新产能逐步投放,2018 年底我国氨纶年产能达到 78.6 万吨,同比增长 11%, 而需求量仅为 58.5 万吨,同比增长 10%。供过于求的市场格局驱动氨纶于 2018 年步 入下行调整期,市价跌幅明显;2018 年公司氨纶业务毛利率也大幅跌至 2.21%,毛 利润占比跌至 7%。2019 年底我国氨纶产能达到 85 万吨,同比增长 8.1%;而全年需 求量仅 62 万吨,需求增速大幅放缓至 5.8%;供需错配使我国氨纶市价延续弱势走跌: CCF40D 全年跌幅高达 12.2%;2019 年公司氨纶毛利率进一步下跌至 0.16%,毛利占 比跌至 1%。但公司氨纶业务带来的业绩周期性波动被芳纶业务的高速增长有效缓解: 自 2017 年起,芳纶在工业过滤、个体防护、光通讯等领域的需求快速增长,同时国 际巨头因业务调整主动去产能,国内芳纶逐渐呈现出供不应求的市场格局,产品价 格及利润率快速提升。受益于公司芳纶业务毛利率从2017年的25.52%上涨至2018、 2019 年的 37.41%、44.22%,公司整体的销售毛利率也从 2017 年的 16.32%上涨至 2018、2019 年的 17.32%、18.15%;归母净利润从 2017 年的 1.00 亿元分别增长至 2018、2019 年的 1.56 亿元、2.16 亿元,氨纶业务的阶段性利润低点被有效平滑。
2017-2021 年,公司业绩及利润水平穿越氨纶周期、疫情扰动,实现稳步提升。 2020 年受疫情及中美贸易摩擦影响,芳纶在光通信等领域的需求有所下降,芳纶业 务毛利率从 44.22%下跌至 34.88%;但疫情下口罩、防护服、运动及家居产业的高景 气催生了对氨纶的大量需求:2020 年我国氨纶市场需求约 69 万吨,同比增长 12%。 而供给端由于扩产放缓及中小产能关停,2020 年我国氨纶产能增速仅为 3%,为近 20 年最低位,氨纶产能过剩的市场格局大幅改善。此外,受益于宁夏宁东 3 万吨氨 纶产能投放以及烟台 4.5 万吨氨纶产能向宁夏基地逐步搬迁改造,公司对生产成本的 控制得以增强,2020年公司氨纶业务毛利率大幅增长至15.99%,毛利占比提升至42%。 2021 年,随着疫情防控常态化,氨纶海内外需求维持增长,其中国内需求量约 74.5 万吨,同比增长 11%。同时能耗“双控”导致 BDO 的原材料电石供给受限,叠加终端产品可降解塑料放量,BDO 价格大幅上涨,并传导至下游 PTMEG(全称聚四氢 呋喃,是氨纶的重要生产原材料),对氨纶市场价格起到支撑作用。在供需格局向好 和原材料成本支撑的双重作用下,2021 年氨纶行业负荷均值达 94%,为 2015 年以来 的新高点,氨纶常规品种的价格也同比提升 50%-70%,行业利润率整体上涨。受益 于行业景气度上行、公司新老产能逐步置换,公司氨纶生产成本得以降低且差异化 产品的占比持续提升,2021 年公司氨纶业务毛利率大幅提升至 35.50%,氨纶毛利 占比提升至 61%;由于下游需求回暖,公司芳纶毛利率也快速提升至 40.31%, 接近 疫情前水平。复盘公司近 5 年经营情况,芳纶需求高速增长及氨纶业务的精细化运 营,助力公司业绩和利润水平穿越 2018-2019 年的氨纶下行周期及 2020 年后的疫情 扰动,实现稳步增长:公司营业收入从 2017 年的 15.55 亿元快速增长至 2021 年的 44.04 亿元,年均复合增速高达 29.73%;归母净利润从 2017 年的 1.00 亿元持续增 长至 2021 年的 9.66 亿元,年均复合增速高达 76.25%;销售毛利率、销售净利率也 从 2017 年的 16.32%、6.87% 分别提升至 2021 年的 37.23、25.56%。
2022 年氨纶行业步入阶段性调整期,芳纶业务有望再次“接棒续力”提振业绩。 从 2021Q4 开始,氨纶需求增长乏力且外贸单跟进不畅,市场供需结构开始逐步反转。 2022H1,在需求端,受疫情和经济下行压力影响,下游纺织服装领域的氨纶需求萎 靡,同时疫情反复导致出口亦减;在供给端,2022H1 步入氨纶扩能高峰期,根据公 司半年报,预计国内 2022 年全年新增氨纶产能 25 万吨,同比增幅高达 26%,2022H1 已扩能 9 万吨,同比增长 9.3%。供需错配驱使氨纶市价大幅下跌,2022H1 公司氨纶 营收、毛利分别同比下降 30.60%、77.27%。但受益于新老产能置换稳步推进,公司 氨纶业务的生产成本显著降低,2022H1 氨纶业务毛利率在逆境中仍维持在 10.69%, 彰显盈利韧性。同时,2022H1 个体防护、光纤通信及橡胶等领域对芳纶的需求持续 旺盛,公司间位芳纶产销处历史最好水平,对位芳纶海内外市场开拓顺利,实现量 价齐升,芳纶业务再次提振公司业绩:2022H1 公司实现营业收入 19.52 亿元,同比 仅下降 8.19%;归母净利润 2.91 亿元,同比下降 33.83%;芳纶业务的营收和毛利 占比分别提升至 51.67%、79.54%,超出市场预期。2022H1 公司业绩虽因氨纶拖累 而同比下跌,但受益于芳纶强势发力,归母净利润表现依旧亮眼。此外,公司在建 的 0.9 万吨间位芳纶预计于 2022Q3 投产 4500 吨,我们预计 2022 年公司芳纶业务的 营收规模及利润水平将进一步提升,有望再次提振公司全年业绩。同时,氨纶搬迁 改造项目已于 2022H1 投产,烟台老旧产能预计于年底全部关停,新老产能有序置换 也将驱动氨纶生产成本进一步降低,有效支撑公司氨纶业务在行业低迷期的竞争力 和盈利水平。
公司研发强度较高,三费率下降趋势明显。公司是国内首家实现氨纶、间位芳 纶、对位芳纶产业化的企业,建有行业内唯一的国家芳纶工程技术研究中心,拥有 一脉相传、持续创新的研发基因。2022H1,公司又突破智能纤维产业化技术,首期 智能发光纤维生产线年产能 500 万米;芳纶涂覆隔膜及纤维绿色化处理技术正在中 试中。截至 2021 年底,公司拥有一支由 237 人组成的高素质研发队伍,以及氨纶自 主创新专利 68 项、芳纶自主创新专利 79 项;2021 年全年研发支出高达 1.93 亿元, 占总营收的 4.39%,研发力度强劲。此外,公司三费率下降趋势明显。公司是国内芳 纶龙头企业,随着公司芳纶产能的不断扩张以及产品体系的不断完善,公司芳纶产 品的市场占有率稳步提升,行业内话语权不断增强。公司销售费用率也由 2017 年的 3.51%逐年递减至 2022H1 的 1.31%,整体三费率由 2017 年的 9.76%稳步下跌至 2022H1 的 2.37%。随着公司持续扩张,未来对期间费用的管控能力有望进一步增强。
1.3、 公司股权结构稳定,职业经理人制度、员工持股平台激发企业活力
烟台市国资委是公司实际控制人,通过引进职业经理人制度及员工持股平台激 励企业持续创新。公司前两大股东为烟台国丰投资控股集团有限公司和烟台裕泰投 资股份有限公司,截至 2022 年 6 月 30 日分别直接和间接持股 20.50%、17.47%。其 中,烟台市国资委通过持有烟台国丰控股 90%的股份成为公司实际控制人;烟台裕 泰投资的两大股东裕非投资和裕和投资均为公司员工持股平台,由 66 名公司高管及 核心骨干员工出资成立。公司坚持国有控股、管理层及核心骨干员工参股的股权结 构设计,在保障股权结构稳定的同时,通过员工持股充分调动各级员工的积极性和 创造力。此外,公司于 2020 年引进职业经理人制度并推出超额利润提成激励方法, 职业经理人的薪酬由基本年薪、绩效年薪、聘期激励收入和长期激励四部分组成, 按照“业绩升、薪酬升,业绩降、薪酬降”的大原则进行薪酬管理。职业经理人制 度及超额利润提成激励将进一步激发管理团队和核心员工的创新活力,提高企业改 革发展的内生动力,有利于企业持续健康地发展。除宁夏宁东、宁夏泰和及烟台民 士达,公司重要的子公司还包括烟台裕祥精细化工有限公司和烟台经纬智能科技有 限公司。烟台裕祥精细化工是公司的全资子公司,其主营产品酰氯是公司间位芳纶 的核心原材料。公司通过向子公司裕祥化工采购部分酰氯产品,可有效降低芳纶业 务的原材料采购成本并保障供应链的安全稳定。烟台经纬智能科技是公司的控股子 公司,公司与其合作推出全球首创可编制智能纤维,目前已实现电致发光可编织纤 维的产业化生产,首期产线 500 万米/年。发光智能纤维以高导电的芯层纤维电极为 载体,发光材料为活性层,经过涂覆工艺复合而成,其织物及图案兼具功能指示作 用和美观效果,目前已拥有超柔软(尼龙基)和高强度(芳纶基)两种系列。
2.1、 对位芳纶:高强度、高模量特种纤维,主要用于光通信及防弹防护
对位芳纶是一种高强度、高模量、耐高温的高性能特种纤维。对位芳纶全称聚 对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维,是一种由对苯二甲酰氯(TCL)和对苯二胺(PPD) 合成的高分子纤维,由于酰胺键连接在两个苯环的 1 号和 4 号位置,因此又被称为 芳纶 1414。通常情况下,高分子链段取向可以将负载有效分散到每个分子链,因此 高性能纤维的分子链段通常呈伸展链且高结晶堆叠。理论上这种分子结构可以通过 纺丝过程中的机械拉伸达到,但拉伸过程需要分子链段固相解缠结并取向,因此大 多数柔性链聚合物纤维达不到较高的初始模量及断裂强度。而对位芳纶纤维的分子 主链规整性较好,含有刚性致晶单元,比较容易形成液晶形态。对位芳纶刚性分子 链在液晶态时,随着浓度的增加可以并排形成平行排列结构,内部分子链段高度有 序,因此无需特殊拉伸,仅通过纺丝定向即可达到完全伸展链结构,实现较高的模 量。在纺丝过程中,平行排列结构可以在有限空间内沿纤维取向做高密度的多层堆 叠,因此对位芳纶纤维还可以实现较高的强度。此外,芳纶的 C-C 键和 C-N 键的键 离解能比脂肪族聚酰胺高约 20%,因此对位芳纶还具备较强的耐高温性能。根据中 国化纤工业协会数据,对位芳纶的强度分别是钢、涤纶工业丝的 3、4 倍;初始模量 是涤纶工业丝的 4-10 倍;分解温度高达 550℃,在 150℃下收缩率为零,在 260 ℃ 温度下仍可保持原强度的 65%,有着超强的耐高温和阻燃性能。
对位芳纶生产工艺主要包括聚合和纺丝,产业化生产的壁垒较高:技术难点在 于干喷湿纺法纺丝工艺;设备难点在于耐腐蚀、高精度的双螺杆反应器,以及高精 度、高纺速的纺丝机。 在聚合阶段,由于 PPTA 在达到其熔点之前便会分解,因此既不能使用熔融聚 合法聚合 PPTA,也不能用熔融纺丝法纺丝对位芳纶纤维,杜邦采用的低温溶液缩聚 法是市场上主流的聚合方法。芳纶聚合和纺丝原液制备使用的主反应器通常是双螺 杆反应器,该设备可以使聚合过程中的低聚物不断地进行剪切从而产生新的活性面, 并在原液配制中进行高剪切捏合,形成液晶原液。由于纺丝原液使用浓硫酸作为溶 剂,因此对设备的耐腐蚀要求很高,普通的 316L 不锈钢难以满足生产要求,国外采 用哈氏合金(镍基耐腐蚀合金)制造。目前国内可以制备小直径双螺杆反应器,但 国产大直径双螺杆反应器的设备精度与进口设备相比仍存在一定差距。
在纺丝阶段,由于通常使用浓硫酸作为溶剂制备 PPTA 液晶纺丝溶液,干法纺 丝不能除去低挥发性的溶剂硫酸,而湿法纺丝不能实现高倍率拉伸以提升纤维强度。 杜邦公司工程师 Herbert Blades 于 1972 年首创开发干喷湿纺法纺丝工艺,可以将喷 丝板和低温凝固水浴隔开以保持纺丝溶液的液晶态,且空气层有利于纺丝溶液拉伸。 该工艺大幅提高了对位芳纶的性能和生产效率,目前已成为对位芳纶的主流纺丝工 艺。干喷湿纺法对工艺控制的要求较高,目前市场上仅美国杜邦、日本帝人、韩国 可隆、泰和新材等少数几家厂商掌握,是制约对位芳纶产业化生产的主要技术难点。 按照杜邦公司的干喷湿纺纺丝工艺,纺丝时预先将纺丝原液加热到 70-90℃,纺出喷 丝孔后,再经过 0.5 厘米长度空气层,进入温度小于 4℃、硫酸含量小于 10%的凝固 浴。由于纺丝溶液具有液晶性质,通过喷丝孔时已高度取向,经水洗干燥即可制得 标准级对位芳纶,也可以在氮气流的保护下再进行 550℃热处理以提高模量。纺丝阶 段使用的主要设备是纺丝机,纺丝速度直接影响纤维的成本,目前杜邦公司纺速可 达到 1000m/min,而国产纺丝机纺速最高约 400 m/min。此外,在纺丝过程中维持纤 维张力稳定可有效减少毛丝数、提高断裂伸长率、断裂强度和模量,稳定的张力主 要取决于纺丝机制造精度,目前国产纺丝机的精度与距离进口设备也存在一定差距。
中国成熟市场:目前,对位芳纶在我国主要应用于光纤增强及防弹防护。光纤 增强是对位芳纶在我国最主要的下游应用,对位芳纶由于具备高模量、高强度、耐 高温等特点,可用作光缆中光纤的增强保护层,使光缆具备耐拉抗弯、质量轻、外 径小、抗雷击、不受电磁干扰等性能。据咨询机构 Tecnon OrbiChem 统计,2019 年 我国光纤增强领域的对位芳纶消费量约为 5026 吨,需求占比达 38.32%。在防弹防护 领域,对位芳纶凭借高强、高模可以吸收更多的冲击能,许多国家军警的防弹衣及 头盔、作战服和手套、排爆服、降落伞、军用车辆及民用防弹车辆的车体、装甲板 等均大量使用对位芳纶。根据 Tecnon OrbiChem 数据,2019 年我国防弹及安全防护 领域的对位芳纶消费量约为 2799 吨,应用占比达 21.34%。光纤增强及防弹防护是对 位芳纶在我国的成熟应用市场,2019 年两者需求占比合计高达 59.66%。
中国新兴市场:对标全球消费结构,未来我国对位芳纶在橡胶增强、摩擦密封 材料等领域的应用仍有较大增长空间。在橡胶增强领域,对位芳纶因高强高模、优 异的尺寸稳定性和重量比,适用于各类橡胶制品的增强:应用于轮胎可降低“面外 弯曲刚度”、减少滚动摩擦并降低油耗;应用于各类汽车胶管、工业传送带等可增强 尺寸稳定性、耐疲劳性和附着性。据 Tecnon OrbiChem 统计,2019 年对位芳纶在橡 胶增强领域的全球应用占比高达 29.02%,而国内仅为 15.13%,未来增长空间广阔。 在摩擦密封材料领域,对外芳纶可作为摩擦、密封材料应用于汽车刹车片、制动器 衬片、离合器面片、密封垫片、盘根等。使用对位芳纶浆粕作为摩擦增强材料制成 的刹车鼓、离合器的磨损会大幅降低,对外芳纶增强过的密封垫片也具有更优良的 强度和耐磨性。2019 年全球摩擦密封材料领域的对位芳纶消费量约 1.75 万吨,需求 占比达 21.79%;而在汽车大国中国,该领域的对位芳纶消费量仅 1150 吨,需求占比 约 10%。传统的车用摩擦材料石棉纤维对人体健康有害,未来对位芳纶在中国有望 持续替代石棉纤维。我们看好未来橡胶增强、摩擦密封等新兴市场的需求持续增长。
对位芳纶市场规模快速扩张,预计 2023 年我国对外芳纶需求量将突破 2 万吨。 据咨询机构 Tecnon OrbiChem 统计,2019 年全球对位芳纶消费量约 8.03 万吨,我国 消费量约 1.31 万吨,预计未来我国成熟市场及新兴市场的消费量将同步增长。在光 纤增强领域,随着运营商建设重心逐步转向 5G 建设及光纤网络升级,叠加海缆领 域需求旺盛,应用于光纤的高模量高伸长型对位芳纶的市场需求将持续增长。在防 弹防护领域,我国国防支出稳步增长已成趋势,2021 年我国国防支出预算同比增长 6.8%,2022 年我国国防支出预算达 14,760.81 亿元,预计未来我国国防支出及防护用 对位芳纶市场仍有持续的增长空间。在新兴市场,对位芳纶扮演着取代型材料的角 色:在轮胎、汽车胶管、传送带中,对位芳纶凭借着更高机械性能有取代玻纤、尼 龙材料的趋势;在摩擦密封材料中,由于石棉易引发石棉肺、胸膜间皮瘤等多种疾 病,危害人体健康,对位芳纶有望持续替代石棉纤维。我们看好对位芳纶成熟市场 的稳步增长以及其在新兴市场中的持续渗透,据 Tecnon OrbiChem 预测,2023 年我 国对位芳纶消费量将达到 2.20 万吨,未来 5 年需求增速将维持在 15%左右;2023 年全球对位芳纶消费量将达到 10.86 万吨,未来 5 年需求增速将维持在 8%左右。
对位芳纶供应市场目前被海外企业高度垄断,公司产能扩张引领国产替代。由 于对位芳纶的干喷湿纺法纺丝工艺具备较高的技术门槛,生产过程中对双螺杆反应 器、纺丝机等仪器设备的耐腐蚀性、精度等也有较高要求,因此对位芳纶的市场进 入壁垒很高,市场格局高度集中。长期以来,对位芳纶的供应市场被美国杜邦、日 本帝人等少数几家海外厂商垄断,公司于 2011 年在国内率先实现对位芳纶的产业化 生产,是国内首家打破对位芳纶海外垄断的生产商。据我们统计,2022 年全球对位 芳纶的名义产能约为 9.66 万吨/年,其中海外企业产能合计 7.92 万吨/年,全球占比 高达 81.99%;国内企业产能合计 1.74 万吨/年,全球占比仅 18.01%。目前,美国杜 邦、日本帝人、韩国科隆及公司是全球规模领先的对位芳纶生产商,四家企业产能 合计 8.15 万吨,CR4 约 84.37%。在国内,由于对位芳纶生产对工艺控制及生产设备 有较高要求,我们认为除公司外的其他国内厂商目前可能仅做间歇性生产,有效产 能可能较名义产能偏低,未来新增产能的落地也尚待观察。公司是国内对位芳纶龙 头企业,2022H1 技改完成后,公司现有对位芳纶产能 6000 吨/年,占国内总产能的 34.48%;同时公司通过定增募资扩建对位芳纶年产能 1.7 万吨/年,其中烟台基地扩 产 5000 吨,预计 2023H1 投产 3500 吨,2023 年底投产 1500 吨;宁夏生产基地扩产 1.2 万吨,其中一期 6000 吨预计于 2023H1 投产,二期 6000 吨预计最晚于 2024 年底 投产。按照公司规划的投产节奏,2025 年公司将拥有对位芳纶年产能 2.15 万吨,或 将跻身成为全球第三大对位芳纶生产商。公司的高速扩产将有效缓解国内对位芳纶 有效产能不足、进口依存度较高的局面,预计未来国产化比率将持续提升。
2.2、 间位芳纶:自阻燃、电绝缘特种纤维,受益于个体防护标准的提升
间位芳纶是一种耐高温、自阻燃、电绝缘的高性能特种纤维。间位芳纶全称聚 间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维,是一种由间苯二甲酰氯(BCL)和间苯二胺(MPD) 合成的有机高分子纤维,由于酰胺键连接在两个苯环的 1 号和 3 号位置,因此又被 称为芳纶 1313。间位芳纶最优异的特性就是耐高温、自阻燃:间位芳纶在 240℃的 高温下放置 1000h 后,其机械强度仍能保持初始值的 65%,250℃下热收缩率仅为 1%;通常情况下材料的极限氧指数(LOI)大于 27%即可定义为难燃材料,而间位 芳纶的极限氧指数为 28%-32%,属于永久自阻燃纤维,因此间位芳纶具备遇火不燃 烧、不滴熔的特点,用间位芳纶织成的布面在突遇 900-1500℃的强温时,会迅速碳 化并增厚,形成一层特有的绝热屏障,防火效果十分突出。相比于同样耐高温的对 位芳纶,间位芳纶模量较低、伸长率高、纤维柔软蓬松,因此易于编织,且织物的 舒适性、手感比对位芳纶更好。此外,间位芳纶还具备电绝缘、耐辐射等性能:间 位芳纶固有的低介电强度使其电绝缘性能优良,使用间位芳纶制成的绝缘芳纶纸的 耐击穿电压可高达 20 万 V/mm;间位芳纶被 50kV 的 X 射线辐射 100 小时后,强度 仍可保持在初始值的 75%,体现了其优异的抗辐射性能。
间位芳纶的产业化生产主要采用低温溶液法缩聚、湿法纺丝。与对位芳纶类似, 间位芳纶生产流程主要也是聚合和纺丝。间位芳纶聚合可采用低温聚合、界面聚合、 乳液聚合等方法,由于低温溶液法耗用溶剂少、生产效率高,因此多被采用,杜邦 及公司均采用低温溶液缩聚。间位芳纶纺丝主要采用干法、湿法和干喷湿纺法,三 种方法各有优势。干法可用于生产长丝和短丝,产品拥有较高的耐热性:将纺丝液 用氢氧化钙中和,得到粘稠液经过滤后加热到 150-160℃,然后进行干法纺丝,得到 含大量无机盐的初生纤维,经过多次水洗后在 300℃温度下再进行 4-5 倍的拉伸,杜 邦即使用干法纺丝。湿法可用于生产原液染色短纤、短切纤维、高强度长丝等差异 化品种,产品拥有较高的伸长率和回潮率,织得布料的吸湿性和舒适度更好:纺前 原液温度控制在 22℃左右,原液进入含二甲基乙酰胺和氯化钙的凝固浴中,浴温保 持55-65℃,得到初生纤维经水洗后,在热浴中拉伸2-3倍后再进行干燥,然后在320℃ 的热板上拉伸 1.3-1.5 倍制得成品,帝人、公司即使用湿法纺丝。干喷湿纺法由美国 孟山都公司开发,结合了干法和湿法的优势:纺丝拉伸倍数大,产品耐热性高,湿 纺产品的零强温度约 440℃,干纺约 470℃, 而干喷湿纺法产品可达到 515℃。
间位芳纶包括本白纤维、有色纤维及造纸纤维等,主要应用于工业过滤、个体 防护、绝缘及蜂窝芯材等领域。 本白纤维:主要应用于较低端的工业过滤领域。间位芳纶凭借优异的耐高温性、 耐腐蚀性和尺寸稳定性,可制成滤布等各类耐高温滤材,广泛用于化工厂、火电厂、 水泥厂、冶炼厂、喷漆厂以及电弧炉、油锅炉、焚化炉的高温烟道和热空气的过滤, 既能有效除尘、抵抗有害烟雾的化学侵蚀,又有利于贵重金属的回收。
有色纤维:附加值更高的差异化品种,主要应用于个体防护服。间位芳纶凭借 自阻燃、电绝缘、抗辐射及良好的服用性能,可制成化学防护服、电焊工作服、防 辐射工作服、消防战斗服、飞行服等一系列个体防护服装,广泛用于石油化工、电 气、天然气、冶金、航空、消防等领域。此外,间位芳纶还被大量用作防火毯等宾 馆纺织品、柔性阻燃救生通道、保护老人儿童的难燃睡衣等。一般情况下,间位芳 纶外观呈现白色,具有金属光泽,但在个体防护领域,间位芳纶纤维需要被染成色 彩丰富的产品,以满足人们对穿着美观度的需求。有色间位芳纶的制备主要有两种 方式:一种是在纺丝原液中即加入色母粒,着色后再纺丝,这种方法生产的间位芳 纶纤维色牢度较好,属于高端服装用原液染色纤维;另一种是先对间位芳纶做改性 处理,在分子结构中增加易染色基团后,再通过后染色的方法制得有色纤维,这种 属于普通服装用可染色纤维。目前泰美达服装用间位芳纶已覆盖几十种色号,两种 有色间位芳纶公司均能生产。公司扩建的 1.6 万吨间位芳纶产能即聚焦个体防护领域, 未来公司高附加值的有色纤维产品占比将持续提升。
造纸纤维:主要包括沉析纤维和短切纤维,可加工成间位芳纶纸,用于电气绝 缘与蜂窝材料。造纸纤维经湿法工艺可制备成间位芳纶纸,具有优异的阻燃性、热 稳定性、绝缘性及高机械强度。在电气绝缘领域,间位芳纶纸可加工成各种绝缘制 品,广泛用于电机、变压器、电抗器、电子产品的绝缘系统,提高其抗过载能力及 耐温等级,是电气设备减小体积、降低能耗、延长寿命的革命性材料。在蜂窝结构 材料领域,间位芳纶纸可以加工成具有轻质高强特点的芳纶蜂窝复合材料,用于飞 行器、高铁、舰艇船舶等装备的结构件、内饰件及雷达罩等的制作,是减重节能的 优异材料。公司子公司民士达是国内芳纶纸龙头企业,其原材料芳纶向公司采购。
个体防护装备性能标准的提升将带动我国间位芳纶需求持续向上,预计 2025 年 中国间位芳纶需求量将突破 2 万吨。根据 QY Research 及论文《我国芳纶发展现状 及未来趋势》,2018 年全球间位芳纶消费量约 3.73 万吨,其中工业过滤、个体防护 装备、绝缘及蜂窝芯材领域的需求占比分别为 20%、40%、40%;2018 年我国间位 芳纶需求量约为 6000 吨,工业过滤、个体防护、绝缘及蜂窝芯材的需求占比分别为 60%、30%、10%。据 QY Research,2020 年全球间位芳纶需求量约 3.53 万吨,据《我 国芳纶发展现状及未来趋势》及凯盛新材招股书,2018-2020 年间中国间位芳纶在工 业过滤领域的需求增速约 10%,2020 年中国间位芳纶在个体防护领域的需求将达到 3000 吨,结合以上我们测算出 2020 年中国间位芳纶需求量约 8300 吨。2021 年 11 月,国家市场监管总局、应急管理部联合印发了《个体防护装备标准化提升三年专 项行动计划(2021—2023 年)》,该计划明确到 2023 年底,我国重点个体防护装备 的主要性能指标将与发达国家保持基本一致。从 2022 年 1 月份起,我国《防护服装 阻燃服》《个体防护装备配备规范》等国家强制标准开始实施,对防护工装的阻燃性 能、物理性能等提出了更明确、严格的要求。在发达国家,工商、税务、海关、卫 生检疫等部门的工作人员普遍装备间位芳纶防护制服,预计个体防护装备标准的提 升,将推动间位芳纶在我国个体防护装备中持续渗透。据凯盛新材招股书预测,我 国间位芳纶在个体防护领域的需求量将保持 50%左右的年均复合增长率,我们取保 守值 30%,同时假设未来三年我国间位芳纶在工业过滤领域的需求增速维持在 10%、 绝缘及蜂窝芯材领域的需求增速取保守值 20%,据此我们测算出:2022 年我国间位 芳纶需求量约为 1.17 万吨,其中个体防护领域的需求量提升至约 5100 吨,工业过 滤、个体防护、绝缘及蜂窝芯材领域的需求占比分别为 45%、44%、11%;2025 年 我国间位芳纶需求量将达到 2.05 万吨,其中个体防护领域的需求量约 1.13 万吨,工 业过滤、个体防护、绝缘及蜂窝芯材领域的需求占比分别为 34%、55%、11%,差异 化产品的需求占比持续提升。根据 QY Research 预测,2025 年全球间位芳纶需求量 将达到 5.31 万吨,我国将成为带动全球间位芳纶需求增长的重要市场。
目前,公司间位芳纶产能位居国内第一、全球第二,2024 年底有望成为全球有 效产能规模最大的间位芳纶生产商。与对位芳纶类似,由于间位芳纶也存在较高的 生产壁垒,因此无论是在国际市场还是国内市场,间位芳纶行业均呈现出明显的高 垄断型竞争格局。据我们统计,2022 年全球间位芳纶名义产能约为 4.35 万吨/年,其 中美国杜邦、公司及日本帝人是全球主要生产商,三家产能合计 3.80 万吨/年,CR3 高达 87.36%。目前,公司是全球第二大间位芳纶生产商,名义产能为 1.1 万吨/年, 其产能的全球占比约为 25.29%,国内占比高达 78.57%。随着 1.6 万吨在建产能(7000 吨搬迁改造项目+9000 吨新建项目)的陆续投放,预计最晚 2024 年底,公司将形成 间位芳纶名义年产能 2 万吨。由于烟台老厂区的 7000 吨老旧产能是在项目实施中逐 步关停,因此 2024 年底公司有效产能可能较名义产能偏高。我们推断在杜邦不扩产的前提下,2024 年底公司实际产能有望超越杜邦、成为全球有效规模最大的间位芳 纶生产商。此外,公司新建的间位芳纶产能聚焦于个体防护、应急救援等高速增长 赛道,主打差异化有色纤维,未来公司高端产品的市场份额将持续提升,在满足国 内需求的前提下,有望加速出口,不断抢占国际市场份额。
2.3、 芳纶纸:芳纶纤维下游制品,广泛应用于电气绝缘及蜂窝结构材料
按基材的不同,芳纶纸可分为间位芳纶纸和对位芳纶纸。间位芳纶纸:由间位 芳纶短切纤维、间位芳纶沉析纤维经湿法工艺制备而成,具有优异的热稳定性、阻 燃性、绝缘性、耐辐射性、化学稳定性及高机械强度。对位芳纶纸:由对位芳纶短 切纤维、对位芳纶浆粕经湿法工艺制备而成,与间位芳纶纸相比,对位芳纶纸在比 强度、比模量、耐湿热、抗撕裂强度等性能上均具有显著的优势。
芳纶纸主要应用于应用于电气绝缘与蜂窝材料两大领域:在电气绝缘领域,芳 纶纸可用加工成各类绝缘制品,广泛应用于电机、变压器、电抗器、电子产品等设 备的电气绝缘系统,提高其抗过载能力及耐温等级,是电气设备减小体积、降低能 耗、延长使用寿命的革命性材料;在蜂窝结构材料领域,芳纶纸可以加工成具有轻 质量、耐冲击、强度高、耐老化等特性的芳纶蜂窝复合材料,用于飞机、导弹、高 铁、舰艇船舶、雷达等的大刚性次受力结构部件(机翼、整流罩、机舱内衬板、机 门、隔墙、货舱、地板、雷达罩等)、卫星宽频透波材料等,是军工产品、大型交通 工具减重、节能的先进材料。由于对位芳纶纸的耐湿热性、抗撕裂能力更好,性能 要求更高的高频线路板、蜂窝结构材料多使用对位芳纶纸,从而使产品更轻量、尺 寸更稳定。为适应复杂的应用需要,芳纶纸还可以通过与其他材料复合派生出诸多 芳纶纸基复合材料:例如芳纶纸与聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜复合制成的 F 级、H 级 复合材料,可用于各种变压器、电机的层间绝缘、槽绝缘、主绝缘;芳纶基菱格点 胶纸及芳纶纸板可用于油浸式变压器,且工艺适应性更强。
芳纶纸市场需求增长迅速,预计 2022 年我国芳纶纸消费量接近 5000 吨。据 QY Research 统计,中国芳纶纸消费量从 2016 年的 2371 吨快速增长至 2020 年的 3748 吨,2016-2020 年年均复合增速高达 12.13%;其中,2020 年我国芳纶纸需求的 90.76% 来自于电气绝缘,而蜂窝结构材料及其他复合材料的消费占比仅为 9.24%;据国家芳 纶工程技术研究中心论文《我国芳纶发展现状及未来趋势》数据,2018 年全球芳纶 纸需求的 34%来自于蜂窝芯材,而电气绝缘领域的需求占比为 64%,对标全球消费 结构,我国芳纶纸消费市场仍有较大升级空间。预计未来我国芳纶纸的需求量会加 速增长:目前我国芳纶纸在电气绝缘领域应用的具体产品主要为干式变压器、机车 牵引电机、矿山井下电机、微波炉变压器等,未来新能源汽车有望成为芳纶纸需求 的重要增长点:由于新能源车动力电池向高能量密度、高续航、高安全性方向升级, 而芳纶纸又具备高强度、化学相容性好、绝缘及耐高低温等特性,芳纶纸制备的多 种复合材料,如高性能绝缘材料、超级电容纸、反渗透膜衬、电容隔膜材料、电池 隔膜纸等,在电机绝缘、动力电池绝缘、充电桩及隔膜等领域的应用具备广阔前景; 在蜂窝材料领域,据波音公司预测,未来 20 年间中国客机量的全球占比将持续增长 至 21%,有望拉动芳纶纸需求向上。据 QY Research 预测,2022 年我国芳纶纸消费 量接近 5000 吨,预计 2028 年将增长至 1.23 万吨,年均复合需求增速达 16.27%。
原材料稀缺构筑高进入壁垒,公司控股子公司民士达是国内芳纶纸龙头企业, 规模优势明显。芳纶纸的生产原料十分稀缺,间位芳纶纸的原材料为间位芳纶沉析 纤维、间位芳纶短切纤维,对位芳纶纸的原材料为对位芳纶短切纤维、对位芳纶浆 粕,短切纤维及沉析纤维作为差异化的造纸纤维,通常仅用于生产芳纶纸,全球仅 美国杜邦、公司及超美斯等少数几家企业能够量产,且基本不对外销售。造纸级芳 纶纤维未形成有效供应市场导致芳纶纸行业进入壁垒较高,此外,行业新进入者在 未形成完整产业链或不具备稳定供货商的情况下,基本无法保障芳纶纸的稳定生产 供应,产品价格也不具备竞争力。目前,全球芳纶纸行业竞争格局高度集中,芳纶 纸生产商基本具备均原材料自产能力。据我们统计,目前全球芳纶纸名义产能约 2.1 万吨/年,美国杜邦拥有名义年产能 1.2 万吨,是全球主要的芳纶纸供应商,也是海 外主要供应商;我国芳纶纸名义产能 9000 吨/年,但由于芳纶生产的高壁垒及国内厂 商生产规划问题,市场实际出货以公司及超美斯的产品为主,预计国内其他厂商的 产能利用水平较低,未来新增产能也有待观察。据 QY Research 统计,2020 年我国 进口杜邦芳纶纸 2268 吨,占全国总销量的 60.51%,进口依存度依旧较高。公司控 股子公司民士达是国内芳纶纸龙头企业,随着定增项目的稳步推进,预计 2023 年底 将形成芳纶纸产能 3000 吨/年,有望加速引领国产替代。
民士达芳纶纸的技术水平、产品质量处于世界领先水平。在间位芳纶纸的生产 过程中,民士达不需要添加任何非芳纶成分的化学品:相较于现有技术,民士达在 浆料中加入了长度为 10~20mm、纤度为 1-2D 的间位芳纶纤维,使芳纶纸的抗撕裂 性能大幅提高,同时工艺采用超声波分散技术,解决了加入间位芳纶纤维带来的分 散困难问题,使得整个制备过程不需要添加任何非芳纶成分的化学品。此外,民士 达可通过调节同一压区两个压辊的温度差来制备两面平滑度不同的间位芳纶纸,可 以有效提高生产效率、降低运行成本。在对位芳纶纸的生产中,民士达在采用芳纶 沉析纤维赋予芳纶纸良好抄造性能的同时,在配比原料中加入了聚酯短切纤维和云 母,大幅增强芳纶纸的应用性能。在原料制备环节,民士达向公司指定了对位芳纶 纸级造纸纤维专用的先进喷丝、热牵伸和切断工艺及配套的特品生产线,使对位芳 纶纸所用的纤维在湿法成型中分散良好、上网成型均匀。经过持续十余年的研发投 入,民士达已打造出牌号丰富的芳纶纸及其衍生品产品组合。民士达芳纶纸的技术 指标已接近或优于杜邦公司产品,目前已成功应用于各类电机、变压器、飞机、卫 星宽频透波材料等,并成功导入国内多款军用直升机、切入军工领域。
2.4、 芳纶涂覆隔膜:安全性更高的锂电隔膜,已应用于特斯拉 Model S
锂电隔膜的常用基材是聚乙烯(PE),存在浸润性、热稳定性不足的问题。锂 离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜组成:电极和电解液的作用是发生氧化 还原反应进而产生电流,隔膜的作用是把正负电极隔开以避免内部短路,同时让锂 离子自由通过。锂电池内部特殊的工作环境对隔膜了提出了诸多的性能要求,如化 学稳定性、厚度及均匀性、孔径及孔隙率、渗透性、机械强度、浸润性、热收缩率 等。浸润性衡量的是隔膜被电解液润湿的能力,通常情况下,隔膜浸润性越好,电 池组装的速度越快。热收缩率衡量的是隔膜在高温工作环境下的尺寸稳定能力,若 隔膜在高温工作环境下发生较大幅度的热收缩甚至熔融,则有可能导致正负极片直 接接触短路,因此隔膜的热稳定性是影响电池安全的关键性能。目前锂离子电池隔 膜常见基材为聚烯烃,包括:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及他们的复合材料。PE 隔膜具备强度高、加工范围宽的优点;PP 隔膜具备孔隙率、透气率、力学性能好等 特性。目前动力电池隔膜的主要方案为 PE/PP 双层结构、PP/PP 双层结构或 PP/PE/PP 三层结构;而 3C 电池主要使用单层 PE 膜或单层 PP 膜。但聚烯烃隔膜存在浸润性 及耐热性较差的问题。聚烯烃隔膜在现有电解液体系下的浸润性不尽人意。此外, 电池长时间工作会导致内部温度逐渐升高,而快速高倍率的充放电更会使温度短时 间内快速上升,若超过聚烯烃隔膜的使用温度,则隔膜会依次经过收缩、闭孔、熔 融 3 个阶段。虽然聚烯烃闭孔温度低于熔融温度,理论上隔膜闭孔时就能够停止电极间离子交换,进而阻止电池温度进一步上升、避免隔膜融毁发生短路。但实际上, 由于聚烯烃薄膜的熔融毁坏温度与闭孔温度很接近(如 PE 的闭孔温度约为 130 ℃, 而熔融毁坏温度约为 140 ℃),闭孔后的余热仍可能使温度持续上升,进而造成安全 事故。因此,隔膜厂商通常会对聚烯烃隔膜进行改性处理以增强其浸润性和耐热性。
芳纶做为聚烯烃隔膜的表面涂覆材料,可以大幅提升隔膜的浸润性和耐热性能, 目前芳纶涂覆隔膜已成功应用于特斯拉 Model S 车型。为提升锂电隔膜的耐热性以 增强锂电池的安全性能,目前隔膜厂商的主流解决方案是对聚烯烃薄膜的表面进行 涂覆改性处理,涂覆层主要包括勃姆石、陶瓷粉体、聚偏二氟乙烯(PVDF)、芳纶 等。其中勃姆石、陶瓷粉体等无机材料熔点高,具有较强的耐高温性能,与聚烯烃 薄膜复合后可以提升隔膜的热稳定性;而 PVDF 作为勃姆石、陶瓷粉体等无机材料 的粘结剂搭配使用,同时可以改善隔膜的浸润性。但 PVDF 自身熔点较低(约 177℃), 易溶胀失效导致无机材料脱落,如果添加过量又容易导致离子孔道堵塞,降低锂电 池的工作性能。从性能改善的角度来讲,相比于涂覆勃姆石、陶瓷粉体等无机材料 与 PVDF,芳纶由于具备较强的耐高温性、尺寸稳定性且属于有机高分子材料,作 为涂覆材料无疑是改善锂电隔膜耐热性、抗穿刺性、浸润性的更好选择。此外,据 公司公告,芳纶涂覆隔膜的的抗氧化性能较好,因此相较于陶瓷涂覆隔膜的使用寿 命也更长。日本住友化学最早开发出芳纶涂覆隔膜,并将其导入特斯拉 Model S 车 型,目前公司的芳纶涂覆锂电隔膜项目正在中试中,据公司公告,公司有望于 2023 年上半年实现量产并形成 3000 万平方米的年产能。据 GGII 预测,2025 年全球动力 电池出货量预计为 1550GWh;据恩捷股份公告,1GWh 动力电池对隔膜的需求量约 为 1500 万平方米;据公司公告,涂覆隔膜在锂电隔膜中的渗透率约为 70%;综上我 们可测算出 2025 年全球动力电池对涂覆隔膜的需求量约为 162.75 亿平方米。未来 随着对新能源汽车安全性能要求的持续提升,芳纶涂覆隔膜有望在更多车型中持续 渗透。若我们假设 2025 年芳纶涂覆隔膜在动力电池涂覆隔膜中的渗透率为 30%,根 据公司投资者关系活动记录表公告,芳纶隔膜单面涂覆需使用芳纶 2g/m2,双面涂覆 需使用芳纶 4g/m2,我们假设单双面涂覆的比例各为 50%,我们可以推算出:2025 年全球芳纶涂覆隔膜的需求量约为 48.83 亿平方米,全球芳纶涂覆隔膜对芳纶的需 求量将达到 1.46 万吨。
3.1、 氨纶:现代纺织工业必需的“味精型”纤维,差异化品种逐渐增多
氨纶是一种性能优良、应用广泛的现代纺织用高弹性特种纤维。氨纶学名聚氨 基甲酸酯纤维、聚氨酯弹性纤维,是一种性能优异的高弹特种纤维,具备伸长率高 (断裂伸长率 400%-700%)、弹性恢复率好(伸长 300%后恢复率在 95%以上)、弯 曲疲劳性好、比重小、耐腐蚀、抗老化等优良特性。氨纶既能以裸丝状态直接在针 织机上与其它化纤长丝交织,也可以先与其它纤维(棉、毛、麻、丝、涤纶、锦纶 等)通过混纺制成包覆纱、包芯纱、合捻纱等,再在经编、纬编、机织等设备上进 行加工织造,织出的纺织品具有弹性好、延展性佳、防皱、防缩、垂感良好等诸多 优点。凭借优良的纺织性能,氨纶在纺织品中得到越来越广泛的应用,被称为现代 纺织服装工业必不可少的“味精型”原料纤维。据观研天下数据,在衬衫中添加 2% 的氨纶就可以明显改善衬衫的悬垂性和保形性,而紧身裤、塑身裤、防晒外套对弹 性的要求较高,氨纶的添加比例通常在 20%及以上。常规氨纶的纤度范围在 10D-6000D,按纤度大小可分为细旦丝、中粗旦丝及粗旦丝。纤度在 40D 以下的氨 纶为细旦丝,面料轻薄柔软、通透且富有弹力,适合生产轻薄服饰。中粗旦丝的纤 度通常在 40D-420D,其中 40D 使用比例最大,在机包、空包、棉包、倍捻、并线、 经编及纬编上均有广泛应用;70D 的用量仅次于 40D,主要应用于包覆、棉包和针 织。纤度大于 420D 的氨纶丝为粗旦丝,主要用于生产高档花边、织带、纸尿裤、高 弹工业用氨纶布等产品。据百川盈孚统计,2021 年氨纶在我国主要用于运动衣、紧 身衣及泳衣(需求占比约 30%)、针织内衣及袜子(需求占比约 30%)、休闲衣及医 疗卫材(需求占比约 20%)、家用纺织品(需求占比约 15%)等。
氨纶是 MDI 下游制品,干法纺丝是其主流生产工艺。氨纶纤维的纺丝工艺主要 包括干法纺丝、湿法纺丝、反应法纺丝和熔融法纺丝。若使用干法制备:在聚合阶 段,使聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以 1:2 的摩 尔比在一定的反应温度及时间条件下反应形成预聚物,经溶剂混合后,加入二胺进 行链增长反应,形成嵌段共聚物溶液,再经混合、过滤、脱泡等工序,制成性能均 匀的纺丝原液。在纺丝阶段,使用计量泵将原液定量均匀地压入纺丝头,纺丝液从 喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条细流并进入甬道。甬道中充有热空气,使丝条中的 细流溶剂迅速挥发并被空气带走,丝条浓度不断提高直至凝固,同时丝条细流被拉 伸变细,最后被卷绕成一定的卷装。干法纺丝工艺技术成熟,制成的氨纶纤维质量 和性能都很优良,全球约 80%的氨纶纤维通过干法纺丝工艺制备,美国英威达公司 的 LYCRA 氨纶及公司产品均采用干法纺丝生产。
差异化氨纶品类日益丰富。耐高温氨纶:改善氨纶的耐热性主要从纤维的化学 组成及提高纤维之间的相互作用入手,如在氨纶生产聚合过程中加入硅油等添加剂 或在纺丝过程中改变甬道风量和卷绕方法来改善工艺流程。耐高温氨纶在高温染色 及多次染色后的弹性和强度无明显下降,主要应用在与涤纶混纺的织物,如高档运 动服中。耐氯氨纶:在纺丝过程中加入碳酸钙、水滑石等添加剂,可以克服常规氨 纶在含氯洗衣剂、泳池等活性氯水中易受侵蚀、弹性下降的缺点,通常用于生产优 质专业泳衣。抑菌氨纶:主要通过多层纺纱,在氨纶外层包裹抑菌材料,或是将具 有抑菌性能的粒子、基团引入氨纶纤维中以提升抑菌能力,抑菌氨纶主要应用于伤 口敷料、医疗器材等医疗卫生制品。易染色氨纶:常规氨纶染色性较差,氨纶分子 链末端有少量氨基可为酸性染料提供染座。易染色氨纶针对这一特性在氨纶生产聚 合和纺丝过程中加入添加剂,大量增加氨纶的氨基数目,为酸性染料提供染座,在 保持氨纶优秀特性的前提下,满足消费者对高档织物色泽的更高要求。
3.2、 我国氨纶行业或至周期底部,未来向上具备充足弹性空间
供给端:未来新增产能集中于头部厂商,行业集中度或将进一步提升。据公司 公告及百川盈孚统计,目前我国氨纶产能约为 103.04 万吨/年,其中华峰化学、韩国 晓星、新乡化纤、诸暨华海及公司为我国境内产能规模最大的 5 家氨纶厂商,产能 合计约 74.64 万吨/年,CR5 高达 72.44%。其他厂商生产规模较小,头部 5 家氨纶企 业相较于国内其他厂商有明显的规模化优势。据公司公告,受 2021 年氨纶价格高企 的影响,氨纶厂商加速扩产,预计 2022 年国内氨纶新增产能 25 万吨,同比增速达 26%,其中 2022H1 氨纶扩能已达 9 万吨。据公司公告及百川盈孚数据,目前我国氨 纶在建产能主要集中于华峰化学、晓星氨纶、新乡化纤等规模化效应较为明显的头 部厂商,华峰化学扩产基地位于西南地区重庆,而晓星氨纶扩产基地位于西北地区 宁夏,均位于人力、资源及能源成本较低的西部地区。目前我国氨纶行业的扩产由 具备规模化优势的头部厂商引领,未来行业或将进一步向头部厂商及西部地区集中。
需求端:宏观经济复苏有望带动需求稳步增长,我国氨纶行业或将迎来底部反 转。2022H1,受上海及周边地区疫情扰动影响,我国宏观经济面临下行压力,下游 织造企业的开工率不足,对氨纶的生产刚需及备货需求双双回落。根据 Wind 统计, 2022H1 我国运动服及休闲服销售量仅 6,340 万件,需求增速明显放缓。据百川盈孚 统计,2022 年 1-6 月份我国氨纶产量分别为 68,666、67,545、72,250、72,980、71,957、 71,390 吨,实际消费量分别为 38,182、58,973、68,659、59,368、57,262、64,918 吨, 实际消费量同比-41.48%、-2.80%、+15.56%、-2.59%、-15.33%、-6.20%,上半年氨 纶需求较 2021 年同期有明显回落。同时,据 Wind 统计,我国氨纶 40D 价格由 2022 年年初的 6.1 万元/吨持续下跌至 6 月底的 4 万元/吨,氨纶价差也由年初的 2.1 万元/ 吨持续下跌至 6 月底的 9,725 元/吨,行业利润率大幅下滑。但从三季度开始,随着 宏观经济稳步复苏,下游需求有明显回暖迹象:自 7 月起,我国氨纶价差触底回弹, 自 7 月初的 9,698 元/吨稳步攀升至 9 月底的 1.4 万元/吨,行业盈利有所改善;据百 川盈孚统计,我国氨纶库存量也从 7月初的 9.43万吨逐步出清至 9月底的 8.09万吨。 我们认为氨纶行业或至周期底部,未来随着宏观经济稳定复苏,上行弹性充足。
3.3、 公司的精细化运营与差异化发展并举,氨纶业务竞争力持续提升
新老产能置换推动公司氨纶业务的宁夏基地产能占比、差异化品种占比同步提 升。为转换“煤改气”、“退城入园”等环保压力为新阶段发展动能,公司于 2019 年 公告拟对烟台老厂区的 4.5 万吨氨纶产能进行搬迁、改造,以在宁夏基地和烟台新厂 区扩产差异化氨纶产能 4.5 万吨/年:其中烟台新厂区扩产高效能差异化粗旦丝氨纶 1.5 万吨,宁夏宁东扩产绿色差别化氨纶 3 万吨。据公司公告,目前宁夏基地新建产 能已于上半年投产,烟台老厂区 4.5 万吨产能预计于 2022 年年底全部关停。随着氨 纶搬迁、改造项目的持续推进,公司氨纶产能呈现出由烟台基地向宁夏基地集中的 趋势:预计 2022 年年底氨纶老旧产能全部关停后,公司的 9.5 万吨氨纶年产能将有 8 万吨位于宁夏生产基地,宁夏基地的氨纶产能占比将提升至 84.21%。公司在烟台 新厂区投建的 1.5 万吨粗旦氨纶丝具备高回弹性及高尺寸稳定性等优点,主要应用于 高档花边、织带以及纸尿裤的生产,属于高档面料用材。宁夏宁东投建的 3 万吨绿 色氨纶项目采用节能环保技术装备,产品具有稳定性、均匀性好、伸长大、回弹适 中等特点,且 DMAC 溶剂残余低,能够满足绿色纺织品的要求,主要应用于高档经 编、纬编以及医疗卫生等领域。据公司公告,公司宁夏生产基地的氨纶单吨生产成 本比烟台基地低 2000-3000 元;据 Wind 数据,2022H1 华峰化学、公司及新乡化纤 的氨纶业务毛利率分别为 19.08%、10.69%、10.06%,相较于华峰化学,公司氨纶 业务毛利率仍有一定提升空间。未来,随着公司氨纶业务的宁夏基地产能占比、差 异化品种占比同步提升,公司氨纶产品的盈利能力及行业竞争力将持续增强。
芳纶:在间位芳纶领域,公司“7000 吨/年应急救援用高性能间位芳纶高效集成 产业化项目”预计于 2022 年底投产、2023 年贡献业绩,投产后烟台老厂区 7000 吨 间位芳纶老旧产能逐步关停置换;公司“9000 吨/年功能化间位芳纶高效集成产业化 项目”预计于 2022Q3 投产 0.45 万吨,若建设顺利或将于 2023 年完成投产,最晚 2024H2 完全投产。在对位芳纶领域,公司的“5000 吨/年高伸长低模量对位芳纶产 业化项目”预计于 2023 年上半年投产 0.35 万吨,2023 年下半年完全投产,投产后 烟台老厂区 1500 吨对位芳纶老旧产能逐步关停淘汰;公司“1.2 万吨/年防护用对位 芳纶项目”若建设顺利预计于 2023H2 投产 0.6 万吨,最晚于 2024H2 完全投产。在 芳纶纸领域,随着在建项目的稳步推进,公司子公司民士达的芳纶纸产能将于 2023Q1 达到 3000 吨/年。我们预计公司芳纶纤维及下游制品的销量将持续增长,带 动营收稳步攀升。我们预计公司芳纶业务 2022-2024 年的营收增长率分别为 41%、 65%、25%,销售毛利率分别为 38.3%、38.6%、37.7%。
氨纶:公司新投建的 4.5 万吨差异化氨纶产能已于 2022 年上半年起逐步投产, 若建设顺利预计 2022Q4 完成投产,2022 年底烟台 4.5 万吨氨纶老旧产能将全部关停 淘汰。我们预计公司氨纶业务 2022-2024 年营收增速分别为-43%、24%、29%,销售 毛利率分别为 10.2%、12.5%、13.0%。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。