车用改性塑料行业调研投资展望分析报告Word文档格式.docx

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根据改性后的功能，改性塑料包括阻燃树脂类、增强增韧树脂类、塑料合金类、功能色母类等种类，各个种类按着不同的材质又可以细分下去，并且由于各自的性能差异，应用领域也各有不同。

图2：

改性塑料的分类

图3：

改性塑料分类及用途

1.2、改性技术

改性技术包括共混、填充、增强等物理方法和共聚、交联等化学方法，物理方法是目前最重要的改性方法，共混、填充等需要选用合适的改性剂、填料才能达到特定的改性目的。

1.2.1、改性剂

改性剂或者也叫助剂可以分为加工助剂和功能助剂。

加工助剂是用于改善塑料的加工流变性以及成型性能的助剂，主要包括：

润滑剂——改善基材的流动性；

热稳定剂、抗氧化剂——改善基材的热稳定性；

分散剂——改善基材的分散性；

相容剂、偶联剂——改善基材的兼容性；

架桥剂、增粘剂——改善基材的熔融强度。

功能助剂主要用于改善基材的物理、化学特性，包括：

填充剂、晶核剂——改善基材的刚性、强度；

抗冲改性剂——改善基材的冲击性；

阻燃剂——改善基材的阻燃性，改性后的材料在受到火源攻击时，能有效的阻止、延缓或终止火焰的传播；

安定剂——改善基材的耐候性；

导电涂料填料、抗静电剂——改善基材的导电性，抗静电剂可减轻塑料在加工和使用过程中的静电积累，降低材料表面电阻率；

可塑剂——改善基材的软硬度；

发泡剂——改变基材的密度；

色料——改变基材的透明性、颜色。

图4：

一些改性剂的用途

1.2.2、改性方法

对树脂进行改性的方法可以分为物理方法和化学方法，包括填充、共混、增强、共聚、交联等等，目前主流的改性技术是以填充、共混、增强等为主的物理改性技术。

填充是将矿物、改性剂等填充物与塑料共混，使塑料的收缩率、硬度、强度等性能得到改善；

共混是掺入一种或多种其他树脂、改性剂或矿物质，以改善原有性能；

增强是将玻璃纤维等与塑料共混以增强塑料的机械强度。

图5：

改性技术

用于填充、共混、增强的改性配方一旦确定，对下游的生产设备的具体操作要求不高。

这一技术特点决定了改性塑料生产的关键工序在于改性配方的设计，从目前的情况来看，通用型大品种改性塑料的原始配方基本处于市场公开的状态，而高性能专业型改性塑料的配方则掌握在各细分领域内的领先企业手中。

1.3、应用领域

改性塑料在阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能都优于通用塑料，下游应用领域广泛，主要应用于家电、汽车、建筑、办公设备、机械等领域，其中家电、汽车是其最大的两个应用领域，2015年国内改性塑料消费量已经接近1000万吨，随着科技进步和产业升级其下游应用还在不断拓展。

图6：

国内改性塑料需求量及增速

图7：

2014年国内改性塑料消费结构

1.3.1、家电领域改性塑料

家电是目前改性塑料应用最大的领域，据估计国内总需求已经超过400万吨/年，但增速已经放缓至5%以下。

在家电领域，改性塑料用量较大的是电冰箱、洗衣机、空调、电视机等，近年来电冰箱、洗衣机、空调、电视机的产量增速都下滑到了个位数，按着一台电冰箱使用5kg改性塑料、一台洗衣机使用5kg改性塑料、一台空调使用5kg改性塑料、一台电视机使用4kg改性塑料来粗略计算，2016年国内这四种家电需求的改性塑料合计达到234万吨，它们在整个家电需求的改性塑料中占比为53%左右（《改性塑料华南区域市场研究》），因此2016年国内家电用改性塑料需求为442万吨左右，但是由于电冰箱、洗衣机、空调、电视机近年来产量同比增速都基本在5%以下，导致家电领域的改性塑料需求同比增速已经连续3年在5%以下。

图8：

国内电冰箱产量与增速

图9：

国内洗衣机产量与增速

图10：

国内空调产量与增速

图11：

国内彩电产量与增速

图12：

2016年国内家电领域改性塑料需求量测算

图13：

国内家电领域改性塑料需求量及增速

1.3.2、汽车领域改性塑料

汽车行业已经成为改性塑料需求增速最快的领域。

据市场咨询机构MarketsandMarkets预计，2018年全球车用塑料市值有望由2012年的216.16亿美元增至461.12亿美元，消费量预计将由2012年的710万吨增至2018年的1130万吨，2013～2018年期间需求复合年增长率将达13.4%（中国知网：

《2018年全球车用塑料市值将突破460亿美元》、《2018年全球车用塑料需求将达1130万t》）。

这主要归因于：

一是全球汽车产量增速稳定；

二是汽车轻量化使得单车改性塑料用量增大。

图14：

全球汽车产量及增速

国内车用改性塑料增长速度远远高于全球平均。

国内汽车产量增速在过去多年中都远远高于全球汽车产量增速，国内单车塑料用量要远远低于欧美等发达国家，发展空间巨大，特别是中国已经是全球最大的新能源汽车市场，新能源汽车更加需要轻量化技术的支持，因此国内车用改性塑料需求增速将高于全球平均水平，成为改性塑料下游增长最快的领域，据亚化咨询预计，未来5年内国内汽车改性塑料行业年复合增长率将超过26%。

2、汽车轻量化拉动车用改性塑料需求

汽车轻量化是未来汽车行业发展方向，特别是对于新能源汽车而言，重量的减轻直接意味着续航里程的增加。

有研究显示，燃油汽车整车重量减轻10%，燃油效率可提高6~8%，重量每减少100kg，汽车百公里油耗可降低0.3~0.6L，百公里CO2排放量可减少约5g（《汽车轻量化设计的技术路线分析》）；

对纯电动汽车而言，整车重量降低10kg，续驶里程可以增加2.5km（《汽车轻量化技术的应用现状及主要途径分析》）。

2.1、汽车轻量化技术

汽车轻量化作为一个系统化的工程，并不是简单地针对某个零件的单独减重，局部重量的变化在很大程度上会影响汽车的其他部位，因此汽车轻量化是指在汽车制造过程中集设计、制造、材料技术等一起的系统性工程。

在对汽车进行轻量化设计时，需要结合考虑三个方面的因素：

车身结构安全、刚度分析、轻量化系数。

（《汽车轻量化技术的应用现状及主要途径分析》）

1.车身结构安全

汽车车身和内外饰轻量化的前提是汽车安全性、车身刚度、疲劳耐久性、操控稳定性和振动舒适性等满足要求。

车身结构安全的目的在于保护车内乘员的安全，属于汽车的被动安全范畴，车身结构的安全性能将直接影响到汽车是否能满足正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、翻滚和低速碰撞等这些被动安全要求。

目前各国汽车被动安全法规有：

欧洲法规体系（ECE/EEC）和美国联邦机动车法规体系（FMVSS）。

我国强制性汽车被动安全标准（GB）主要是参考欧洲法规体系。

2.刚度分析

车身整体刚度指的是车身受到外界施加的载荷和在施加载荷之后白车身产生的变形量之间的关系。

车身刚度反映了如何在满足车身装配和使用要求的前提下来控制车身结构各个部位的变形量，所以如果车身刚度设计不合理，就会造成车身振动频率的降低，从而导致整车的乘坐舒适性、使用寿命和碰撞安全性、NVH性能等达不到设计的要求。

现代车身的设计都是尽可能降低车身质量的前提下，最大程度的提高汽车车身刚度。

3.轻量化系数

车身轻量化系数L（LightWeightIndex）是目前被汽车行业接受度较大的一个评价车型轻量化的指标。

轻量化系数L值越小，表示车身轻量化做得越好。

车身轻量化系数的计算公式如图所示，其中L为轻量化系数、CT为带有挡风玻璃的车身静态扭转刚度、m为不带四门两盖的白车身骨架质量、A为车身四轮间投影面积。

图15：

汽车轻量化系数L计算方法

由轻量化系数L的计算公式可以知道，要减小车身轻量化系数，可以通过提高刚度或降低白车身的质量来实现。

目前汽车轻量化技术主要分为3个方面：

结构优化设计、轻量化材料应用和采用先进制造工艺。

其中，采用轻量化的替代性材料是业内普遍认同且前景最为可观的轻量化技术。

目前采用的轻量化材料主要有高强度钢、铝镁合金、改性塑料和复合材料。

低强度钢材指的是强度小于201MPa的钢材，而高强度钢材主要指的是强度在201MPa－550MPa之间的钢材，超强度钢材指的是强度大于550MPa的钢材。

在汽车制造工作中，钢材料是使用较多的材料，也是汽车结构主要构成部分，在强度相同的情况下，采用高强度钢材能够有效的减轻汽车制造所使用钢板的厚度，能够从根本上减轻汽车自身的重量，这样可以有效减小轻量化系数L。

相对于钢而言，铝合金的比重仅为其30%为2.68g/cm。

当弯曲刚度相3等时，减重潜能为49%；

当弯曲强度相等时，其减重潜力为38%。

当前其主要的应用形式有以下几种：

汽车悬架支架、车轮等结构件所用的铝合金锻件；

车身壳体、发动机缸盖等模具铸造件；

车身结构等铝合金基拉拉伸件；

车厢、覆盖件、盖板等轧制板材；

壳体、强度较高的小型铸造件。

镁的比重比铝合金的比重更小，仅为钢的1/4为1.74g/cm，其轻量化3应用潜力巨大。

当前汽车零件制造对于镁合金的使用已经非常广泛，仪表盘骨架、座椅骨架等60余种零件都是由镁合金制造而成。

改性塑料和复合材料相比金属材料具有更低的密度和更高的比强度，目前常见的改性塑料和复合材料主要有改性PP、改性PVC、改性PE、纤维复合材料、金属基复合材料、热塑性树脂复合材料等。

改性塑料早期主要应用于汽车的内外装饰，随着纤维增强塑料的应用，如今已经应用到了汽车的结构件上，特别是碳纤维复合材料技术的发展，使得基于改性塑料和复合材料的汽车轻量化整体解决方案成为可能。

2.2、新能源汽车的轻量化新要求

2.2.1、新能源汽车发展迅速

近年来新能源汽车发展迅速，据高工锂电（GGII）统计2016年全球新能源乘用车的销量达到了72.6万辆，并且包括荷兰、德国、法国和英国等在内的多个国家都给出了禁售燃油汽车的时间表，新能源汽车的发展已经势不可挡，从目前的技术来看，未来几年电动汽车将是新能源汽车的主要形式。

图16：

禁售燃油汽车时间表

2.2.2、电动汽车的轻量化需求更迫切

电动汽车的充电时间长而续航里程又不及燃油车一直是其被人诟病的短板。

充电时间的长短由锂离子电池的充放电原理所决定，在不改变电池充放电原理的前提下改善空间有限，但提高续航里程却是可以努力的方向，比较简单的方法是通过搭载更多的电池来提高续航里程，但更多的电池不仅意味着充电时间更长，也意味着汽车的重量会更重，做功效率会更低，也就是消耗1Kwh电量汽车行驶的距离会减少，比如一辆搭载20kwh电量的汽车重量是1.5t，它的效率是10km/kwh，续航里程为200km，而一辆搭载50kwh电量的汽车其重量在2t以上，它的效率为6-7km/kwh，虽然续航里程提升到了300-350km，但效率在降低。

如果要在搭载电量不变的前提下提高续航里程，就必须要通过提高效率来实现。

要使每消耗1Kwh电量电动汽车行驶更远的距离，最主要的方法就是减轻汽车的重量，有研究表明纯电动汽车整车重量降低10kg，续驶里程可以增加2.5km（《汽车轻量化技术的应用现状及主要途径分析》），如果通过轻量化技术能将重要减轻500kg，在搭载同样电量的情况下，续航里程将可以提升125km，因此电动汽车对轻量化技术的渴望是非常迫切的。

2.2.3、电动汽车轻量化技术

电动汽车与燃油汽车最大的不同在于电动汽车很大一部分重量来源于电池，而电池的重量除非找到了能量密度更高