氟精細化工作為氟化工行業產業鏈的下游,合成含氟精細化學品是其重要領域之一。含氟精細化學品主要應用于醫藥、農藥、染料、新材料、電子化學品等領域,特征為產品眾多,應用領域廣泛,產品產量相對較小,但產品附加值高,是氟化工行業中的高端產品。氟精細化工行業作為氟化工行業的重點發展方向!
一、氟精細化工行業發展概況
氟化工行業是化工行業的一個子行業,該行業由于產品品種多、性能優異、應用領域廣,成為一個發展迅速的重要行業。氟化工產品分為無機氟化物和有機氟化物。無機氟化物是指氟化工產品中含有氟元素的非碳氫化合物,是整個氟化工行業的基礎,氟化工行業的其他產品均是在無機氟化物的基礎上繼續加工而成;有機氟化物是指氟化工產品中含有氟元素的碳氫化合物,主要包括含氟聚合物、含氟精細化學品、氟碳化合物等三大類。
【氟化工行業產品分類】
【氟精細化工產業鏈圖示】
二、我國發展氟精細化工行業的優勢
1、國家政策高度重視和支持
文件名稱
文件內容
《產業結構調整指導目錄(2013年本)》
“十一、石化化工”之“16、含氟精細化學品和高品質含氟無機鹽”為鼓勵類產業
《當前國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術目錄(2005年修訂)》
將“關鍵醫藥中間體開發與生產;高效、低毒、安全新品種農藥及中間體開發生產”列為當前國家重點鼓勵的產業、產品和技術
《中國氟化工行業“十二五”發展規劃》
提出了無機氟化物、氫氟酸的產能、產量控制目標,并提出要抓好結構調整,提高行業準入標準,推動產業轉型升級。
《醫藥工業“十二五”發展規劃》
支持中小企業發展技術精、質量高的醫藥中間體、輔料、包材等產品,提高為大企業配套的能力。
《石油和化學工業“十三五”發展指南》
加快發展低毒綠色農藥新品種、新劑型、專用中間體及助劑;發展高端氟、硅聚合物、含氟功能性膜材料和化學品。
《國家“十二五”科學和技術發展規劃》
突破生物基材料、生物基平臺化合物、手性化工中間體等三大類重大化工產品的生物制造關鍵技術,建立一批千噸級手性中間體產業化生產示范線。
《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》
重點研究開發滿足國民經濟基礎產業發展需求的石油化工、精細化工及催化、分離材料,輕紡材料及應用技術,具有環保和健康功能的綠色材料。
《新材料產業“十二五”發展規劃》
先進高分子材料領域重點發展氟橡膠等高性能氟材料、高端氟聚合物,積極開發含氟中間體及精細化學品。
《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2011年度)》
“二、生物”之“19、重大疾病創新藥物及關鍵技術”為優先發展的高技術產業化重點領域
《國家重點支持的高新技術領域》
“二、生物與醫藥技術”之“(三)化學藥”之“11、手性藥物和重大工藝創新的藥物及藥物中間體”為國家重點支持高新技術領域
2、氟精細化工產品的需求不斷增長
氟精細化工產品下游行業涉及眾多領域,除含氟醫藥、農藥、染料、新材料、電子化學品等外,還廣泛應用于建筑、交通運輸、農業、電氣電子工業、航天技術及原子能等重要領域。近年來,隨著氟精細化工產品新品開發及應用領域不斷擴大,市場需求空間廣闊。
3、我國豐富的螢石資源給行業發展帶來原材料供給優勢
螢石是氟化工行業唯一且不可再生的氟原料,其主要成分是氟化鈣,擁有豐富的螢石資源是我國氟化工行業發展的根本保證和優勢所在。根據美國地質調查局(USGS,United States Geological Survey)發布的《MINERAL COMMODITYSUMMARIES 2016》可知,以含100%氟化鈣為測算依據,中國螢石可采儲量位列世界第三。
全球螢石可采儲量分布比例如下:
氟精細化工行業作為氟化工行業的子行業,螢石是行業發展不可缺少的基礎,我國螢石分布非常廣泛,在湖南、江西、福建、浙江、河南、湖北、廣西、四川、貴州、新疆等20多個省區均有儲藏,廣泛且充足的螢石資源分布為我國氟化工行業的發展提供了必要的資源保障。
4、我國氟精細化工行業擁有相對完整的產業鏈
三、我國發展氟精細化工行業的劣勢
1、行業技術水平相對較低,研發投入不足
2、國內企業生產規模小,高端產品以跨國企業為主導
四、氟精細化學品行業技術水平及技術特點
由于我國具有螢石資源的相對優勢,國際氟化工產業的轉移和國外資本的不斷涌入,加劇國內行業企業競爭的同時,也促進了本行業技術水平的提高??傮w而言,在產品加工深度上,我國氟化工行業主要集中在靠近原材料的低端產品方面,國外占據了高附加值、高技術、高標準的高端產品領域;在產品類別廣度上,我國氟化工產業鏈較完善,行業技術能基本滿足目前市場各個領域的需求,部分能參與國際競爭。近幾年,在環保政策壓力和技術進步推動的影響下,氟化工行業新技術、新產品不斷應用。
目前,氟化工行業技術發展水平及趨勢如下:
氟精細化工方面,含氟醫藥、含氟農藥、含氟電子化學品、其他含氟精細品等多個門類的產品作為氟化工行業產業鏈的頂端,具有較高的附加值。含氟醫藥主要技術研究用于抗感染藥物的開發,我國含氟醫藥較為常見的是喹諾酮類抗感染藥物,作為一種抗感染類基礎藥物,產品主要諾氟沙星、環丙沙星、氧氟沙星、左旋氧氟沙星、加替沙星、莫西沙星等。其中諾氟沙星、環丙沙星、氧氟沙星和左旋氧氟沙星產量較大,出口較多,其他種類產品技術水平還有較大的提升空間;含氟農藥包括除草劑、殺蟲劑、獸藥,由于含氟農藥高效、低毒、環境友好,所以含氟農藥是世界農藥新的發展方向。目前,國內農藥銷售收入每年以較快速度增長,國內氟農藥品種、數量都滿足不了市場需求,主要依賴進口。含氟電子化學品中,電解液、液晶材料是主要研究方向,并取得了較大的技術成果。含氟液晶化學品在薄膜晶體管(Thin Film Transistor,縮寫TFT)液晶材料中具有不可替代的地位。近十年來,大部分向列相液晶材料的開發都是含氟液晶材料,混合液晶材料的開發也大都是由含氟液晶化學品組成。
氟精細化學品的優良特性決定了其用途廣泛,發展空間巨大,隨著我國氟精細化工研發的不斷投入、技術水平的不斷提升,氟藥物、氟農藥、氟電子化學品、氟涂料、氟表面活性劑、氟處理劑、氟添加劑的關鍵性技術將取得新的突破。
五、氟精細化工行業的發展與應用
1、氟精細化工行業的發展情況
世界氟化工行業的發展起始于20世紀30年代,美國杜邦公司是氟化工行業發展的代表,在氟化工產業發展過程中,美國杜邦公司是大部分氟材料發展的創造者和推動者。截至2012年世界有機氟化學品、聚合物的氫氟酸和無機氟化物、加工業等工業總產值為392.5億美元,生產總量為1,655.2萬噸。
我國氟精細化工行業是在氟化工行業發展到一定階段后形成的。我國氟化工的發展起始于20世紀50年代后期,通過學習、引進氟化工相關知識技術,建立氟化工中試車間,通過幾十年的發展,我國氟化工技術取得了長足進步,氟化工逐漸實現產業化。
隨著氟化工行業的發展,氟精細化工行業的產業鏈逐漸形成并持續延伸,含氟精細化學品的產品種類也不斷突破。在國家政策及資金的大力支持下,我國氟精細化工企業積淀了一定的研發實力,行業初具規模,與美國杜邦公司、日本大金公司等技術領先的國際氟精細化工企業的差距逐漸縮小。
2、氟精細化工行業的競爭格局
全球市場上,跨國氟化工巨頭通過技術壟斷和收購重組等,形成了以美國杜邦公司、比利時蘇威公司、日本大金公司等跨國集團為主的競爭格局。其中,美國杜邦公司在氟化學品和氟聚合物專利、技術和市場占有率方面占據絕對優勢;日本大金公司、比利時蘇威公司在特種橡膠、氟橡膠等產品上占有較大的市場份額;美國3M公司在氟橡膠和精細化工品市場上占有較大的市場份額;日本旭硝子公司的新型樹脂產量位居全球前位,美國易諾斯公司和霍尼韋爾公司各自在其產品領域占有較大的市場份額。
國內市場上,隨著我國經濟的飛速發展,含氟精細化工產業技術水平逐漸提高,跨國企業加快了進入國內市場的步伐,逐漸將部分產品生產訂單和生產技術轉移到國內企業,進一步促進國內氟精細化工產業規模和實力的提升。目前,除了跨國企業,國內已經產生包括山東東岳化工有限公司、浙江巨化集團公司、三愛富等在內的大型氟精細化工企業,這些企業在醫藥、新材料等領域的全球含氟精細化工市場上占有一定的市場地位。
3、氟精細化工行業主要的下游應用領域
① 含氟醫藥
目前,主要含氟醫藥品種氟喹諾酮類藥物由于其廣譜抗藥性、毒副作用小、給藥方便,成為我國含氟醫藥的研究重點,也是發展速度較快的抗感染類藥物之一,同時我國已成為主要的氟喹諾酮類藥物生產國和供應國之一。目前我國生產的氟喹諾酮類藥物品種主要有:諾氟沙星、環丙沙星、氧氟沙星、左旋氧氟沙星、加替沙星、莫西沙星等。其中諾氟沙星、環丙沙星、氧氟沙星和左旋氧氟沙星產量較大,約占國內氟喹酮類抗感染類藥物市場的九成以上。
② 含氟農藥
我國自20世紀70年代開始含氟農藥的研發,形成擬除蟲菊酯和苯甲酰脲兩大類殺蟲劑。由于用氟原子和含氟基團替代農藥芳環上的其他基團,能夠顯著提高農藥活性,80年代后,含氟農藥的高效低毒特點使含氟農藥市場的得到迅猛發展,含氟農藥現已成為世界農藥工業發展的重點之一。
其中,含氟擬除蟲菊酯類殺蟲劑具有殺蟲活性高、殺蟲譜廣、低毒低殘留、選擇性強、對環境友好等特點,主要用于殺滅棉花、蔬菜、果樹、茶葉等農作物上的害蟲,同時在衛生領域殺蟲亦得到廣泛應用,產品主要包括氟氯菊酯、四氟菊酯、四氟甲醚菊酯、七氟菊酯、氟氯苯菊酯、百樹菊酯等品種。
③ 氟新材料和電子化學品
含氟新材料方面主要是指有機高分子化合物主鏈、側鏈中與碳原子以共價鍵相連的氫原子被氟原子全部或者部分取代后形成的高分子聚合物。含氟新材料由于氟原子較低的極化率和較強的電負性,因而有著很高的耐熱性、耐化學腐蝕性和耐久性,同時還具有低電容、低可燃、低折射率等特點,主要產品類型為含氟橡膠和含氟樹脂。其代表產品包括工業建筑中用于防噪音、防紫外線的外墻涂料,航空航天中使用的襯墊、薄膜、特種橡膠,以及光學樹脂片等。
含氟電子化學品是在電子化學品中引入氟原子,以提升化學品的電化學性能而形成的一類新型電子化學品。我國含氟電子化學品已廣泛應用于太陽能、液晶面板、集成電路等相關行業產品,尤其在高檔電子產品中對提升電子元器件性能具有重要作用。目前,我國含氟電子化學品行業,相較于國外同行起步較晚、基礎較差、發展速度較慢,尚未形成健全的行業研發、生產體系,在產品種類、檔次、生產規模上都還比較落后,國內也僅有少數企業在部分產品上能達到中高檔的水平。
在液晶材料方面,由于技術限制,國內企業多停留在相關產品的中間體生產階段,并且企業數量也不多,大部分產品屬于行業低端產品。在液晶材料的下游應用市場,隨著液晶面板需求的不斷增長,對液晶材料的需求增長也將必然增加。
其他含氟電子化學品方面,作為全球第二大集成電路市場,在集成電路制作過程必需的超凈高純試劑、光刻膠等產品的需求不斷攀升,市場前景廣闊。此外,隨著國內風能、太陽能等新能源的開發和使用,以及新能源交通工具的快速發展,帶動了高能電池、超級電容等行業的迅速發展,對高能電池電解液、超級電容電解液及電解液添加劑等產品的需求不斷上升??傮w而言,電子化學品行業技術壁壘較高,生產集中于日、韓及我國臺灣地區等少數大企業,國內高檔次的電子化學品基本依賴進口,國內企業具有巨大的發展空間。
六、含氟精細化學品主要品種
1、含氟醫藥中間體
目前,市場上用于制造含氟藥物的主要中間體如下所示:
2、農藥中間體行業
目前,按氟化物結構,我國已經開發形成了四大類的含氟農藥中間體。
3、新材料中間體
新材料中間體是指用于合成新材料的化學品,是合成最終新材料的重要單體。在新材料的細分領域方面,含氟新材料由于聚合物分子中的氟原子具有較低的極化率和較強的電負性,因而有著很高的耐熱性、耐化學腐蝕性和耐久性,同時還具有低電容、低可燃、低折射率等特點,廣泛用于航空航天、光學樹脂鏡片、工業建筑中外墻涂料等領域。
目前,市場上含氟樹脂中間體種類及用途如下表所示:
4、電子化學品中間體
含氟電子化學品中間體是制備含氟電子化學品的必需材料,部分中間體本身就是產品,既可以使用,也可以繼續合成為其他的產品。目前,市場上主要的含氟電子化學品按類別劃分如下表所示:
隨著含氟精細化學品技術更加深入的開發和下游市場更加廣泛的應用,行業市場還將不斷壯大。
七、進入氟精細化學品行業的壁壘
1、技術壁壘
氟精細化工行業越往產業鏈下游發展,對工藝技術和生產技術的要求越高。氟精細化工行業產品的生產加工與采取的生產工藝和生產設備有較大關聯性,生產工藝直接影響產品的生產成本和最終的產品質量,而生產設備是與生產技術配套,決定著產能和生產效率,同樣影響產品質量和產品成本。同時行業對企業的整體技術要求較高,同樣的工藝流程采用不一樣的工藝技術和生產設備,在產品質量和產品成本方面會產生巨大差距,需要較長時間的實踐和積累,行業對于生產工藝技術不斷創新的需求,形成較高的技術壁壘。
2、資金及裝備壁壘
氟化工行業的產品種類較多,對于普通產品而言,由于技術成熟,容易進行規?;a,投資規模要求低,在市場需求穩定的情況下,資金投入風險較低,不容易形成資金壁壘。但是對于處于產業鏈中游的精細氟化工而言,中高端產品的技術含量高,研發投入大,對產品的品質要求也高,從產品研發成功到產業化,需要較長時間,同時獲得市場認可也需要大量的銷售投入,這都對行業內企業的資金實力和生產能力提出了更高的要求。
隨著行業技術的發展,相關生產設備不僅要滿足工藝技術發展的需要,還要滿足下游客戶產品不斷更新換代帶來的生產設備的升級需求。生產設備的更新換代需要企業大量的資金投入,從而形成本行業的進入壁壘。
3、資源壁壘
螢石是不可再生資源,是氟化工行業基礎原料的主要來源,根據美國地質調查局發布的《MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2016》顯示,中國螢石可采儲量位列世界第三,且為保護資源,我國從1999年起就將螢石列為戰略資源,并由商務部實施了限制出口的政策,考慮到資源限制和成本壓力等原因,全球氟化工行業逐步向包括我國在內的發展中國家轉移。國內氟化工行業可以根據自身具有的資源優勢不斷引入外部資金和技術,實現產品升級。因此,螢石資源有利于國內行業企業發展,形成相對外資企業的發展優勢。資源不足的國家和地區由于在原料獲取上的難度較大,成本相對較高,因而從全球范圍來說形成行業資源壁壘。
4、環保壁壘
我國近年來越來越重視環境保護問題,倡導化工生產的“生態綠色化”,根據2015年修訂實施的《中華人民共和國環境保護法》,要求企業優先使用清潔能源,采用資源利用率高、污染物排放量少的工藝、設備以及廢棄物綜合利用技術和污染物無害化處理技術,減少污染物的產生。氟精細化工行業內企業面臨較高的環保要求,需要不斷加大節能環保投入,引進先進的生產裝備,不斷優化、提升工藝技術水平,減少污染物排放。環保要求的不斷提高,使擬進入該行業的企業面臨較高的環保壁壘。