开云(中国)Kaiyun官方网站新材云创碳纳米管材料产业化分析报告（三）

　　开云(中国)Kaiyun官方网站新材云创碳纳米管材料产业化分析报告（三）导电塑料是由导电填料（导电母粒）和基材通过塑料加工成型方式制得，常见的导电填料包括：金属及其氧化物、碳系纳米材料等。目前可以用于导电塑料的碳系导电填料，包括炭黑、乙炔黑kaiyun登录入口登录、碳纳米管、石墨烯等。；而最常用的填料是炭黑，主要是由于其价格低廉、产量大以及化学性能和导电性能稳定。导电塑料是具有导电性的功能型高分子材料，因其兼具金属的导电性和塑料的特性，在半导体、防静电材料、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域有重要的应用。导电塑料的导电性来自于填充在其中的具有导电性的导电填料。填充型导电塑料中的塑料本身并不具备导电性，只起到结构材料的作用。导电性主要是通过混合在其中的导电物质如碳材料、金属粉末、抗静电剂等获得。这些导电性物质在填充型导电塑料中起着提供载流子，增加导电性的作用。

　　目前导电塑料中的碳系导电填料依然以炭黑和乙炔黑等传统材料为主，但随着下游对基础材料性要求不断提高，传统碳系填料性能瓶颈已经显现。为了达到所需要的导电效果，通常国产炭黑需要填充15%-30%在塑料里，进口炭黑填充量在10%左右，导致塑料力学性能损失较大，部分已达炭黑的导电区，再添加炭黑对降低电阻率影响很小，而且表面容易散落炭黑颗粒，炭黑材料的大量规模化应用会产生脱碳污染，急需新一代材料替代炭黑。

　　1）冲击强度影响小：炭黑和碳纳米管等无机材料的添加大多都会导致复合材料的冲击强度下降，而由于碳纳米管添加量较少，整体影响更小；

　　2）导电性能优：碳纳米管的线性结构能够很好的搭建导电网络，其自身导电能力强，会进一步优化复合材料的导电性；

　　3）制成品外观好：一方面碳纳米管添加量少，在实际应用中不会出现导电塑料表面脱碳的情况，而炭黑则会容易产生脱碳并可能影响其他接触件性能；另一方面碳纳米管导电塑料表面光洁度，高透明度、饱和色彩度和力学性能要远好于炭黑填充的制品。

　　碳纳米管的应用可以解决目前传统炭黑遇到的性能瓶颈难题和改善环保难题。由于碳纳米管具有更优异的导电性能，因此达到同样甚至更好的导电效果，其添加量仅为传统炭黑的1/5-1/15，不会因添加量过大而产生脱碳污染的问题。随着碳纳米管的生产规模和需求进一步提高，碳纳米管的生产成本逐渐降低，其相对于炭黑填充型导电塑料的优势将更加明显。

　　碳纳米管主要产品形式包括碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料、石墨烯/导电炭黑复合导电浆料、碳纳米管导电母粒等。根据高工锂电数据显示，2021年85.9%市场份额的碳纳米管用于锂电池领域，14.1%用于导电塑料领域。据中国市场调查研究中心统计，2021年全球导电母粒产值约为55.9亿元，同比增长10%，预计2023年市场规模将达到68.2亿元。

　　导电塑料屏蔽效能优异，是作为抗静电、电磁屏蔽材料的首选，已成为各国众多企业竞相研发的热门材料。碳系导电塑料应用场景中，用量较大的是用于中、高压电缆的半导电层屏蔽料，国内的市场需求约为数千吨，其中高压电缆料基本依靠进口。从导电塑料行业产量情况来看，2021年全球导电塑料产量约为33.9万吨，同比增长11%，预计2023年全球产量达到41.6万吨。

　　电磁屏蔽体是电子产品的必备材料。电磁屏蔽体主要应用于通讯设备、计算机、手机终端、汽车电子、家用电器以及其他电子领域。电磁屏蔽体通过反射或者吸收电磁波的方式阻断电磁波的传播路径，减小电磁波对电子设备的影响。随着电子产品向轻量化、精密化方向发展，内部电子元器件日益增加，内部结构愈发精密，电磁干扰问题成为影响电子产品性能的关键因素，并带动对电磁屏蔽材料的需求。当下全球电磁屏蔽材料市场分布：导电涂层36%kaiyun登录入口登录、金属柜15%、导电塑料10%、层压板/胶带/箔材4%、其他35%，整个市场结构比较分散。据BBC Research，2021年全球电磁屏蔽材料市场规模为85亿美元，预计到2023年将达到92.5亿美元，电磁屏蔽材料空间广阔，需求增长趋势显著。

　　碳纳米管导电母粒制备工艺环节较为清晰。从主流碳纳米管导电母粒制备工艺上来看，通常先将碳纳米管与分散剂加热共湿，通过分散剂润湿碳纳米管表面，从而渗透并打破碳纳米管团聚体，再将分散好的碳纳米管与树脂材料相混合，经双螺杆挤出机中熔融复合后再进行挤出、剪切、分散、切粒，从而得到碳纳米管导电母粒。

　　碳系导电塑料的产业链大致为上游改性剂公司将改性剂供应给下游化工企业（Clariant、SABIC、陶氏杜邦、卡博特、东芝化学以及住友酚醛塑料等），化工企业将改性剂与树脂混合生产导电塑料粒，再将导电塑料粒供应给中游（主要厂商为飞荣达、安洁科技等），最终应用于下游场景，包括电子/微电子器件、通讯器件、医疗机械等等，下游公司主要有华为、诺基亚、联想、三星等。

　　阻碍导电塑料国产化发展的因素有以下三方面：导电塑料产业偏向于大化工方向，产能建设受到政府规划用地、化工环评要求的限制；导电塑料作为前沿新型材料，属于细分领域的应用材料，整体产业市场规模较小，碳纳米管导电塑料更是处于产业替代发展初期，国家及地方政策对导电塑料产业发展的支持力度还不够；新型导电塑料的技术难点还未完全突破kaiyun登录入口登录，碳纳米管在导电塑料的应用难点在于碳纳米管容易团聚，难以分散，进而造成产业化推广难度大，产品成本较高，相较于传统炭黑系导电塑料的市场竞争力还有待进一步加强。

　　在碳纳米管原材料领域，我国产能充足且技术实力处于第一梯队。目前全球碳纳米管材料产能主要集中在国内。根据高工锂电数据，按照出货量计算，2021年碳纳米管导电浆料行业前四出货量占比81.5%，市场集中趋势明显，其中天奈科技处于产业龙头地位，市场份额占比43.4%。

　　在导电母粒领域，国内天奈科技具备较强的市场和技术竞争力，其针对导电塑料研发的碳纳米管母粒实现量产并小批量供货。公司已与SABIC、Clariant和Avient等知名国际化工企业展开合作，取得了技术突破并已经基本完成了相关产品的商业化测试，目前公司已成功研发出以聚碳酸酯、尼龙66、聚丙烯等为基材的多种导电塑料产品。

　　在碳系导电塑料领域，国外的碳系导电塑料产业已经形成一个十分成熟的市场。较大的生产厂商有美国的卡博特、原联碳公司、陶氏、3M公司等，日本的东芝化学、住友酚醛塑料是主要厂商，还有东丽、东洋油墨制造等，芬兰的PREMIX，韩国的LG公司。国内碳系填充导电塑料行业已初步形成工业化生产，但在品种、质量稳定性等方面与国外有较大差距。特别是与集成电路相关的导电塑料的工业化生产基本空白，目前使用的中高端导电塑料大部分为进口。因此，导电塑料产业技术壁垒明显，需突破原材料在塑料基材中的分散性，而碳纳米管型导电塑料产品性能优势突出，值得布局我国的弯道超车，另外需要进一步降低产业化成本，才能逐步实现对传统炭系导电塑料的替代。