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政策护航 市场青睐 无卤阻燃剂发展空间巨大
2025年6期 发行日期:2025-03-14
作者:■ 中国化工信息中心咨询事业部 王晶 陈会敏

概述

  1.阻燃剂产品分类

  阻燃剂是一种可以有效提高聚合物耐燃性的功能性化学助剂,是塑料助剂中发展最快的品种之一。阻燃剂有多种类型,按使用方法,可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂;按化学成分,可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂,也可分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂,其中无卤阻燃剂主要有磷系、氮系、硅系、金属氧化物和膨胀型阻燃剂等。阻燃剂产品分类见图1。

  随着人们对环境保护和产品安全的日益重视,无卤阻燃剂因高效、价廉,且燃烧时不产生有毒有害气体和物质而得到快速发展,开发无卤阻燃剂替代卤系阻燃剂已成为高分子聚合物阻燃研究的热点。含卤和无卤阻燃剂优缺点对比见表1。无卤并非绝对的不含卤素,而是根据其含量的多少来定义的。对于无卤化的要求,国际组织或跨国公司如欧盟、国际电工委员会(IEC)、国际电子工业联接协会(IPC)、日本电子封装和电路协会(JPCA)及三星等均已定义其无卤素材料的规格。其中欧盟《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》(RoHS)标准要求溴、氯含量各低于900×10-6,且总卤素含量低于1500×10-6;IEC 61249-2-21规范要求溴、氯含量低于900×10-6,且总卤素含量低于1500×10-6;IPC无卤素定义与IEC相同;JPAC规范要求溴化物与氯化物含量限定均为900×10-6,并未要求总卤素含量;三星规定溴化物与氯化物含量限定各为900×10-6

  2.阻燃剂上下游产业链

  阻燃剂上游主要是磷酸盐、卤系资源、石化产品等原料,其中涉及的石油化工类原材料包括苯酚、双酚A、环氧丙烷、环氧氯丙烷、三氯氧磷、无水乙醇、甲苯、环己烷、间苯二酚、液碱等;下游产品为塑料、橡胶、聚氨酯、涂料、纺织品等,终端应用涉及建筑、家居用品、纺织服装、电子电器、交通、通信等领域,详见图2。

  3.阻燃剂产业政策

  阻燃剂应用较广泛,近年国家出台了《“十四五”应急管理标准化发展计划》《关于化纤工业高质量发展的指导意见》《“十四五”冷链物流发展规划》等政策文件。其中《电器产品消防安全通用要求》明确指出,空调、取暖器、厨房电器等家电的塑料外壳强制要求使用不燃或阻燃材料。同时在新能源汽车领域,所用塑料往往需要在更高电压、电流与用电功率下工作,这就要求塑料材料必须具有更好的电气和阻燃性能。这些政策为阻燃剂、改性塑料粒子及相关下游制品行业提供了强有力的支持,营造了良好的运营环境,并指明了未来的发展方向。

  同时,各省市也纷纷出台政策,支持并鼓励阻燃材料的广泛应用。“十四五”期间,广东省发布了《发展现代轻工纺织战略性支柱产业集群行动计划(2021—2025年)》,明确将环保阻燃纤维及面料制造纳入轻工纺织核心技术;浙江省在《浙江省新材料产业发展“十四五”规划》中提出要重点发展的十大新材料中涵盖高性能树脂(工程塑料)材料,包括相关的阻燃剂材料。

阻燃剂市场发展现状

  2023年全球阻燃剂总消费量约250.5万吨,市场规模超过77亿美元。国外主要阻燃剂生产企业包括:溴系阻燃剂代表企业雅保、朗盛、以色列化工集团(ICL-IP);有机磷阻燃剂代表企业索尔维、巴斯夫;含氯阻燃剂代表企业多佛化学;氢氧化铝阻燃剂代表企业安迈铝业、大西洋氧化铝(新日铝业)、力拓集团;氧化锑阻燃剂代表企业科聚亚、卢塞特化学等。但多数阻燃剂生产企业均涉及多类型阻燃剂的生产,产品种类较为多样化。目前全球各国均实行了更严格的消防安全标准、新的政策及对生态环保的政策要求,一部分阻燃剂的使用受到政策因素的限制,同时新型环保阻燃剂的需求大幅增长。

  预计未来5年,全球阻燃剂市场将以2.7%的复合年均增速平稳增长。

  从全球区域消费结构看(图3),我国作为阻燃剂的消费大国,2023年全年阻燃剂消费量达74.6万吨,占全球总量的30%;其次是西欧和北美,消费量分别为53.7万吨和51.1万吨,占比分别为22%和20%。

  从分产品消费类型看(图4),氢氧化铝阻燃剂是目前全球阻燃剂产品类型中消费量最多的一种,占比达37%;其次为溴系阻燃剂和有机磷阻燃剂,占比均为19%。从阻燃剂是否含卤素的角度分析,全球含卤阻燃剂的消费占比约30%,无卤阻燃剂占比约为70%。

  2019—2023年,我国阻燃剂产量从96万吨增长至122万吨,复合年均增长率为4.9%;消费量从63.5万吨增长至74.6万吨,复合年均增长率为3.4%(图5)。现阶段我国阻燃剂产品约有40%的产量用于出口,大多数直接或经初步加工后出口至国外。

  从生产区域分布看,我国阻燃剂生产企业主要集中在京津冀、长江三角洲与珠江三角洲等高技术发达地区。其中山东省的阻燃剂生产企业数量最多,约590家;其次,广东省、河北省和江苏省的阻燃剂生产企业也较多,均超过300家。

  我国阻燃剂行业集中度低,2023年CR3仅20%,CR5仅22.5%,主要系阻燃剂类型多样,企业产品布局较分散,市场现已形成了以大型国际领先企业在华布局及国内领先企业共同角逐的竞争格局。从国际市场来看,全球阻燃剂生产商巨头包括美国雅宝、德国朗盛、以色列化工集团、瑞士科莱恩等;我国阻燃剂生产企业主要有浙江万盛股份有限公司、江苏雅克科技股份有限公司、晨化股份有限公司、山东寿光卫东化工有限公司、山东天一化学股份有限公司等。

  从产品类型看,溴系阻燃剂因与高分子材料的兼容性较好,使用方便,仍在PBT、PET、ABS、PA66等工程塑料、热塑性塑料及PC/ABS塑料合金等阻燃体系中占据绝对优势,虽然在环保问题上“非议”多,但一直难以有其他阻燃剂体系可完全取代。从2023年我国阻燃剂市场消费来看(图6),溴系阻燃剂占比为29%,居首位;其次为氢氧化铝阻燃剂和有机磷阻燃剂,占比均超过20%。

  我国阻燃剂产品下游主要应用于聚氨酯、PVC、聚烯烃、工程塑料等高分子材料的阻燃改性(图7),其中聚氨酯领域消费占比最大,约为20%。终端应用主要集中在电线电缆、家电及3C行业、汽车、建筑、电器开关、胶粘剂等领域。

阻燃剂市场发展预测

  1.市场规模预测

  全球各国相关防火法规和标准都强制规定电子设备、建筑、交通工具中的塑料部件必须满足相应的阻燃防火要求,也就意味着必须添加阻燃剂。汽车轻量化的推进使越来越多的轻量化材料替代传统的金属材料,尤其是新能源汽车行业,对材料的阻燃性能要求更高,特别是充电桩、电池部件、汽车连接器上的塑料件,目前常用的材料有PBT、PPS、PA、PPE、PET等。此外,阻燃材料在家电领域的应用也十分重要,中国家用电器协会统计数据显示,目前塑料在家电中的用量已占重量的40%。2023年全球阻燃剂总消费量约250.5万吨,预计至2028年,全球阻燃剂总消费量将达290万吨,年均增速为2.7%。

  随着我国对材料阻燃要求的提高和各项阻燃法规的建立和健全,我国阻燃剂将迎来一轮开发和发展热潮,整个阻燃剂行业将向着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向前进。我国发展无卤阻燃剂有四大动力:成本方面,与磷元素相比,我国溴元素的获取、加工、运输的成本和环境影响性都要远大于磷;环保方面,我国溴资源主要集中于山东,2017年下半年以来,山东已关闭转产化工生产企业约600家、停产整顿2000余家,预计溴系阻燃剂将长期维持低位状态,这直接促进了无卤阻燃材料的发展;政策方面,国内外的阻燃剂环保政策都更青睐无卤阻燃剂;技术方面,溴系阻燃剂在烟密度、烟毒性、滴落物等方面存在不足。但预计无卤阻燃剂并不会全面替代有卤阻燃剂,主要原因为阻燃剂的选择要兼顾诸多因素,比如与材料的兼容性、性价比、满足防火要求的能力及存储过程中保持阻燃性能的稳定性。不同阻燃剂根据其阻燃机理适用于不同阻燃材料,盲目进行替代不仅没有必要,反而可能存在新的风险。

  2023年我国阻燃剂总消费量约74.6万吨,其中无卤阻燃剂占比约60%。预计到2028年,我国阻燃剂总消费量将达85.8万吨,年均增速为2.8%,略高于未来全球整体阻燃剂消费增速(2.7%),其中预计无卤阻燃剂的占比将由现在的60%提升至65%,至2028年消费量达55.8万吨(年均增速为4.5%)(详见图8)。未来部分卤素阻燃剂会退出历史舞台,而新型绿色环保阻燃剂必将成为研究开发的热点。

  2.政策环境分析

  近年来高分子材料的应用领域逐步拓展。由于高分子材料的易燃性,阻燃剂的应用与研究受到了全球性的重视。作为降低材料着火能力的材料助剂,塑料阻燃剂已成为高分子材料的重要助剂。

  聚氨酯领域  近年全球各个国家,特别是工业发达国家将大力发展聚氨酯制品等化工产品作为传统化工产业结构升级调整的重点发展战略之一。除2020年受疫情影响略有下降外,全球聚氨酯制品市场规模持续稳步增长,主要以软质泡沫和硬质泡沫为主。我国聚氨酯产业起步相对较晚,在国家产业政策大力鼓励下,经过多年发展,目前已成为全球最大聚氨酯生产国和消费国。未来我国聚氨酯产业发展仍处于重要战略机遇期,国内化工行业向高质量发展空间巨大,在现有政策引导下,环保、安全、绿色、节能、低碳型聚氨酯制品将逐渐成为我国聚氨酯制品市场主流,同时也将不断带动绿色阻燃剂行业的发展。

  聚烯烃领域  未来我国新建大型石化项目的下游多数将配套聚烯烃装置,煤制烯烃及外购甲醇制烯烃、外购丙烷脱氢制丙烯等项目的下游也大多选择发展聚烯烃,因此聚烯烃的生产能力将不断增长。在应用领域,随着新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化的深入推进和居民消费结构的不断升级,我国聚烯烃市场面临巨大的发展空间,高端聚烯烃的刚性需求还将继续增大,同时政策端发力支撑高端聚烯烃进口替代,自给水平有望持续提升。聚烯烃作为目前阻燃剂的主要下游之一,为阻燃剂的发展提供了良好的机遇。

  3.竞争格局变化

  随着全球环保意识的日益加强,消费者对高分子制品的阻燃要求越来越高,无卤、低烟、低毒的环保型无卤阻燃剂应用越来越广泛。无卤阻燃剂主要以磷氮系化合物和金属氢氧化物为主,这两类化合物燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体,被称为无公害阻燃剂,另外还有硅系、硼系等新型的无卤阻燃剂。未来阻燃剂行业将围绕产品质量的可靠性、环境友好型阻燃剂的研发能力、对各国各地区日趋严格的环境保护标准的适应能力和清洁生产管理能力展开竞争。

  我国阻燃剂产品类型多样,各企业产品布局差异较大,行业内中小企业较多,且主要集中在中低端市场,产品同质化较为严重。整体来看,行业现有竞争者竞争程度较为激烈,行业外部产品替代威胁较小,但不同阻燃剂产品间或同类产品间存在一定的升级替代风险。

结论与建议

  近年来,我国阻燃剂行业发展迅速,虽然创新产品和技术研发能力较国际领先企业还存在一定差距,但也涌现了一批如万盛股份、雅克科技等技术领先的企业,从而推动了我国阻燃剂行业的发展。

  在环保政策及下游需求增长的推动下,我国无卤阻燃剂市场规模将不断扩大,未来发展前景良好。从下游应用领域来看,汽车轻量化的快速发展、5G商用的加快、电子消费品的迭代升级,以及社会对火灾防范意识的提升,都将不断扩大对阻燃剂的需求。政策方面,国内外阻燃剂环保政策也都更青睐无卤阻燃剂。


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