行业定义
导电涂料行业是一个研发和销售用于电磁屏蔽的涂料的领域。导电涂料通过涂覆在绝缘基底的表面,使其电导率达到10-10S·cm-1的半导体涂料。这种涂料的强导电性赋予了基底电磁屏蔽功能,使其能够传导电流并排除累积的电荷。
导电涂料通常由成膜物质、固化剂、导电填料、溶剂和其他助剂组成。这种涂料广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等的抗静电和电磁屏蔽。随着电子信息产业的快速发展,高性能电子设备的轻量化、便携化成为一种趋势,但这些设备往往伴随着很强的电磁频率,对自然环境和人体健康造成极大的危害。
此外,在工业和信息安全方面,如果未对辐射出的电磁波进行屏蔽,则可能导致信息泄露和不同设备间的信号干扰。因此,研究具傅陈有良好电磁屏蔽性能的材料对于国家安全和社会健康发展具有重大意义。可以预见,中国导电涂料行业的前景十分广阔。
行业分类
根据导电涂料成膜物质自身是否具有导电性,可将导电涂料划分为本征型和掺杂型。本征型导电涂料一般以聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PT)、聚苯胺(PANI)这类结构导电的高分子材料作为成膜树脂,通常与其他树脂混合使用,但因为具有本征导电性的聚合物成本较高、加工困难而在工业生产上受到限制。
掺杂型导电涂料通常以绝缘树脂或导电性差的聚合物作为树脂基体,通过添加导电填料来增加树脂基体的导电性,根据导电填料不同,其主要分为金属系、碳系、金属氧化物系三大类。
发展历程
1948年美国科学家利用银与环氧树脂制备出世界上第一款导电涂料。随后日本开始量产银系、碳系导电填料,美国于20世纪中期制备出抗静电涂料,欧洲于20世纪末期研制出铜系导电涂料。中国于20世纪50年代初期开始发展导电涂料工业,主要制备碳系抗静电涂料,其在防止静电事故发生和避免仪器设备腐蚀方面做出了巨大贡献。
中国研究单位主要是高等院校、科研院所,并且近几年取得丰硕成果,使中国成为导电涂料研究领域的后起之秀。
萌芽期 1950~1990
导电涂料在20世纪中期就开始被人们研究。1948年美国科学家利用银与环氧树脂制备出世界上第一款导电涂料。日本于20 世纪50年代就研制出并且大量生产了金属系导电填料的银导电填料和碳系导电填料,于20世纪末期就研制出了镍系和铜系导电涂料。
美国从20世纪中期以来就已经制备出了表面电阻在5~15毫欧的用于飞机雷达罩的抗静电涂料。欧洲于20世纪末期研制出铜系导电涂料。20世纪50年代,中国也开始研究和应用导电涂料。如长春一汽集团研制的兼具导电和防腐性能的导电涂料,天津油漆厂生产的以石墨作为导电填料的导电涂料。中国导电涂料与西方国家起步时间相近,但由于经济环境等因素,与其研究与技术上相比仍然处于落后状态。
启动期 1991~2015
在中国,一些研究者从20世纪末期就已经开始制备抗静电涂料,之后制备出了以碳系导电填料为主要导电填料的抗静电涂料,分别有为1900型、WA-929型、H94型等,其在防止静电事故发生和避免仪器设备腐蚀方面做出了很大贡献。现在,中国在导电涂料研究方面仍然把重心放在抗静电导电涂料方面,并且这些抗静电导电涂料的导电填料是以碳系导电填料为主。
在中国研究导电涂料的主要单位有中国的一些高等院校、中国一些研究所以及一些材料公司,并且在近几年都取得了优秀成果,比方说其开发出了除了碳系以外的其他的导电涂料。中国导电涂料理论基础不断夯实与扩大,在研究和应用上实现了巨大的进步。
高速发展期 2016~2023
在“十三五”规划期间,相关政策对涂料行业的影响逐渐增大,主要体现在环保方面。同时,中国正积极扩大内需投资,大力推进供给侧结构性改革,导电涂料业结构调整和转型升级取得持续进展。相关政策红利促使导电涂料行业高速发展。
产业链分析
导电涂料行业产业链上中下游主要包括原材料供应商、导电涂料生产商和应用端。上游是导电涂料行业的原材料供应商,包括化工企业和矿产资源供应商。原材料供应商提供导电涂料生产所需的各种化学物质和矿产资源,如化学单体、引发剂、固化剂、高分子聚合物、导电填料、溶剂和助剂等。
中游是导电涂料生产商,主要将上游供应商提供的原材料进行加工和混合,生产出各种类型的导电涂料产品。下游是导电涂料行业的应用端。注重原材料的引进以及终端应用技术的创新,可以提高企业的竞争优势。
绿色环保、多功能性、高性价比成为导电涂料工业的发展趋势。随着中国环境保护力度的日益提高以及国家政策的支持,导电涂料工业正朝着绿色、无毒、低 VOC的方向发展。目前对环保型导电涂料的研究主要集中在开发水溶性导电涂料、粉末导电涂料和高固含量导电涂料上。未来导电涂料下游应用市场将进一步扩大,成本将是未来影响中游导电涂料发展的重要因素。
目前纳米技术的应用在很大程度上降低导电涂料成本的同时也提高了导电性能。除下游应用市场的扩大,应用场景的丰富化也要求导电涂料需具有多种性能。导电涂料除具有优良导电性的同时, 还对其耐磨性、抗腐蚀性、耐老化、耐高温、耐冲击性等性能提出了要求。
行业规模
中国导电涂料行业是一个新兴的行业,随着技术研发的不断投入,市场的规模不断扩大。2022年中国导电涂料行业的市场规模为356.85亿元,为2017市场规模的2.5倍。预计到2027年导电涂料市场规模达到799.09亿元,2023-2027年年复合增长率达到17.76%。得益于近几年可持续发展的要求,导电涂料上游相关原材料市场规模扩大,带动导电涂料产能提高。
其中导电涂料两种主要原材料导电聚合物和聚氨酯产量稳步增长,且原料成本大幅降低。2021年全球导电聚合物市场将达到7.258亿美元,其中,抗静电包装的需求占比达35%以上。2021年中国导电涂料市场规模为297.16亿元,同比增长19.68%。随着下游智能电子产业的兴起,导电涂料转向高附加值导向。2020年中国智能手机产量由146,961.78 万台增至2022年156,080万台,同比增长6.2%。2021年电子器件行业营收增长率为20.4%,高于涂料所属化学制品业的14.9%。
其中导电涂料面向下游电子器件等相关行业,市场增速高于全涂料市场增速。2022年导电涂料市场增速为20.09%,高于涂料市场增速-2.17%,不逆反增。随着智能电子产品的普及,导电涂料可以用于制造触摸屏、导电胶带等电子元器件,以提高其导电性能和稳定性。2023-2027导电涂料市场年复合增长率预计为17.76%,2027年市场规模预计将达到799.09亿元。
近年来,中国政府加大了对环境污染的治理力度,导电涂料企业转向环保型产品的研发与生产,市场规模将持续增加。2022年北京碳排放权BEA累计成交额达到1.91亿元,同比增长41.1%。从碳交易市场活跃度反映出当前中国日益重视各个行业的环保投入。
当前导电涂料生产多采用低挥发性有机溶剂,如水性溶剂、生物基溶剂等,减少了有机溶剂的挥发和对环境的影响。预计2023年中国导电涂料市场规模达到415.47亿元,同比增加16.43%。
未来随着导电涂料原料成本降低,导电涂料将得到更广泛应用。以聚氨酯为例,随着聚氨酯制备技术的成熟,产能的提升,聚氨酯单价由2021年的20,000元/吨区间降至现在18,000元/吨区间。得益于原料市场的降本增效,中国导电涂料产能将得到充分释放,2027年中国导电涂料市场有望达到799.09亿元。