当前轻量化已成为众多战略性新兴行业的核心诉求之一:航空航天方面,轻量化技术可以减少飞行器燃料消耗,实现长航时、高承载和高机动;新能源汽车方面,轻量化技术可以降低车重,控制能耗,在达到相同续航下所需能量更低,可以进一步降低电池包重量,利于成本控制;医疗器械方面,长期植入体更倾向于更轻、设计更灵活的材料选用。
综上,轻量化需求已经渗透进入各行各业,重要性愈发突出。考虑到结构轻量化涉及尺寸优化、形状优化等,对精度和计算强度的要求极高,我认为材料轻量化或是当前阶段的主流路径,“以塑代钢”有望加速重构现行材料体系。
聚醚醚酮(PEEK)最早由英国帝国化学工业公司(ICI)于1977年开发,是一种半结晶性热塑性芳香族高分子材料。相比于主要工程塑料或特种工程塑料,PEEK兼具刚性和韧性;相比于金属材料,PEEK在比强度大的同时可大幅减小材料自重,是实现轻量化的重要解决方案。
在上游环节,PEEK合成工艺路线主要有亲核取代化学反应和亲电取代化学反应两类(这里不过多展开叙述),产业链上游壁垒高筑。
PEEK的冲击强度较差,为了进一步提高其性能,以满足各个领域的综合性能和多样化需要,可采用填充、共混、交联、接枝等方法对其进行改性,以得到性能更加优异的PEEK塑料合金或PEEK复合材料。
PEEK的改性提高了其综合性能,如碳纤维、玻璃纤维作为增强材料可增强力学性能;与PTFE共混改性可进一步降低摩擦系数;以及辐射处理过的界面改性PEEK可以具备更好的生物相容性等,显著拓宽了PEEK高端应用领域范围,如半导体、航空航天、医疗器械等。
从供给端来看,PEEK作为性能优异的特种工程塑料,国际厂商对其技术、配方、设备等相关知识产权和技术秘密的保护和封锁十分严格,并且工业化生产需要长周期、大量资金的投入,使PEEK技术壁垒高筑。
真正掌握PEEK高性能聚合物大规模工业稳定生产技术的企业很少,英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创等三家公司几乎占据了全球绝大部分市场份额,其中威格斯是绝对龙头。国内企业正在加速铺开PEEK产能建设,目前主要产能尚集中在中研股份、沃特股份等少数企业。
从需求端来看,数据显示2019-2024年全球PEEK消费量从5835增长至10203吨。分地区看,欧洲、美洲及中国为主要消费地区,2022年预计分别消费2800、1755和1950吨,分别占全球37.0%、23.1%和25.8%。
中国方面,受益于技术发展和产业升级,随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移,我国PEEK需求量自2012年的80吨增长至2024年的3904吨,增速远高于全球平均。据曼塔瑞预测,未来我国PEEK消费或将延续高增态势,2026年消费量有望达4358吨。
PEEK绝大多数应用于高端领域,正处于商业化程度不断提高,下游应用领域不断拓展、深化,加工方式不断成熟的阶段。伴随科技创新水平不断增强,我们重点关注下述高景气赛道的PEEK应用机会:
①高压充电;②汽车轻量化;③医疗器械;④人形机器人。
这里主要说下机器人应用。人形机器人商业化推进节奏明显加快,续航与关节耐久性已成为制约产业化的核心瓶颈,PEEK因其高机械强度、自润滑性与优异耐磨性能,正逐步替代部分金属部件,用于机器人关节骨架、轴承、齿轮等关键结构。
目前金属仍是机器人主流材料,尤其在骨架等承重结构中,钢材占比超过60%,材料层面的优化空间较大,如镁铝合金、PC-ABS、碳纤维、TPE、PEEK等新材料亦已在逐步导入探索。
据预测,将机器人的一些非关键结构部件由钢材替换为高强度工程塑料后,机器人的整体重量可降低30%-50%,同时不影响其工作性能。其中,PEEK材料凭借其高比强度、自润滑性、耐疲劳性与尺寸稳定性等独特性能,在结构件轻量化与关节耐久性方面具备天然优势,高度适配人形机器人领域应用。
建议关注短期自下而上寻找率先切入头部具身智能企业供应链的相关上市公司;长期则应自上而下聚焦通过一体化布局建立起显著成本优势的相关上市公司。
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原料端
【中欣氟材】DFBP产能5000吨/年,并获得了部分国内外客户的批量订单;
【新瀚新材】DFBP产能约4000吨/年;
【兄弟科技】拥有2万吨/年邻苯二酚与对苯二酚产能,其中对苯二酚目前已正式销往PEEK领域。
合成端
【中研股份】现拥有PEEK年产能1000吨,产销量均跻身世界前列;
【沃特股份】重庆基地的1000吨PEEK树脂聚合产线已于2025年5月正式投产,并已实现批量化销售;
【金发科技】拥有自主研发的PEEK聚合技术能力,目前公司主要结合市场需求情况进行PEEK改性材料生产;
【国恩股份】计划通过浙江国恩化学建设2条PEEK聚合生产线,实现1000吨/年的PEEK材料生产能力;
【凯盛新材】具备千吨级PEKK产品生产及后处理改性及增强装置。
改性端
【会通股份】具备PEEK材料生产能力,自研PEEK产品现形成销售,为人形机器人关节部件提供PEEK及其改性材料解决方案;
【肯特股份】在材料改性领域有PEEK减磨系列、PEEK高温耐压系列、改性PA系列等;
【南京聚隆】已针对机器人关节、足端、外壳等,推出PA、PEEK、长玻纤增强材料、弹性体等材料解决方案;
【江苏博云】改性特种工程塑料的主要原材料为PPS、PPA、PEEK、LCP、SPS、PPO和PA66等;
【海泰科】已开发出轻量化仿生骨架、自润滑关节轴承和耐高温电机外壳等关键部件的高分子材料解决方案。
型材端
【富春染织】公司在人形机器人PEEK轻量化部件领域已建立完备的技术储备和送样渠道;
【福赛科技】公司处于人形机器人相关材料早期技术探索和资源储备阶段,在技术、研发、客户渠道、全球化布局等均具备有利条件;
【恒勃股份】公司从材料聚合开始打通改性注塑一体化全链条,获取PEEK树脂后进行改性和一次注塑成型;
【唯科科技】已和DANFOSS等企业合作开发自润滑性能良好的PEEK等材料丝杆类产品,并实现批量化的生产销售;
【肇民科技】公司正与客户共同开发人形机器人精密零部件新品。
原文标题 : PEEK深化赋能具身智能