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光引發(fā)劑行業(yè)深度研究報告:行業(yè)集中趨勢明顯

發(fā)布日期:2022/10/10

以下文章來與源于未來智庫


一、光引發(fā)劑依托光固化產業(yè)發(fā)展,配方產品終端應用廣泛
(一)光引發(fā)劑:光固化體系中的關鍵材料
       光引發(fā)劑是光固化體系中的關鍵材料,與活性稀釋劑、低聚物、助劑等原材料形成配方產品,再應用至終端用戶; 光引發(fā)劑用量雖然不大,但在光固化體系中占有重要地位。從化學結構上看,光引發(fā)劑大多數為帶苯甲?;挠袡C 化合物,常見的有安息香衍生物、聯苯甲酰衍生物、α-羧基酮類、α-氨基酮類、膦氧化合物類、二苯甲酮類、硫雜 蒽酮類等化合物。

       紫外光光引發(fā)劑又稱光敏劑或光固化劑,其分子在紫外光區(qū)(250-400nm)或可見光區(qū)(400-800nm)有一定吸光能力,在 直接或間接吸收光能后,引發(fā)劑分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)單線態(tài),經系間竄躍至激發(fā)三線態(tài)。在激發(fā)單線態(tài)或三線態(tài) 經歷單分子或雙分子化學作用后,產生能夠引發(fā)單體聚合的活性碎片(自由基、陽離子、陰離子等),從而引發(fā)單 體聚合交聯固化。
       光引發(fā)劑種類繁多。按照引發(fā)機理的不同,光引發(fā)劑主要可以分為陽離子光引發(fā)劑和自由基型光引發(fā)劑,其中自由 基型光引發(fā)劑又分為裂解型和奪氫型,自由基型光引發(fā)劑應用范圍最廣。按照吸收輻射類型分類,光引發(fā)劑又可以 分為紫外光(250~420nm)引發(fā)劑和可見光(400~700nm)引發(fā)劑。
       目前行業(yè)內主流的光引發(fā)劑品種為 907、TPO、184、1173、DETX、ITX、369 等,目前主要產品質量標準已相對統 一,即使各生產企業(yè)在生產工藝上存在一定差異,但制備出的同一型號光引發(fā)劑有固定的分子結構及純度要求。不 同型號的光引發(fā)劑有著不同的分子結構,從而有著不同的性能。涂料、油墨生產商需視其需求不同、配方不同、產 品性能不同來選擇不同的光引發(fā)劑進行搭配使用。907 與 ITX 或 DETX 光引發(fā)劑配合使用用于有色體系中,主要應 用領域為:PCB 油墨、膠粘劑、印刷油墨、家居裝飾等;1173 與 TPO 等搭配有較好的固化效果,主要應用領域為: 家具木器清漆、地板涂料、電子產品涂層、家居裝飾、紙上光油、塑料制品等;184 可以與 TPO 等低黃變的光引發(fā) 劑應用于白色體系,主要應用領域為:家具木器清漆、地板涂料、電子產品涂層,膠粘劑、汽車內飾、家居裝飾、 紙上光油、塑料制品等。

(二)UV 光固化:面向 21 世紀綠色工業(yè)的新技術
       輻射固化是借助能量照射(UV 或者電子束)實現化學配方(涂料、油墨和膠黏劑)將液態(tài)快速固化的一項技術,主 要包括紫外線(UV)固化(簡稱“UV 光固化”)和電子束(EB)固化(簡稱“EB 固化”)兩大類,其中 UV 光 固化技術占全球輻射固化市場的 90%以上。
       UV 光固化技術與傳統的溶劑型熱固化技術相比,具備固化速度快、可瞬間成膜,不含揮發(fā)性溶劑、環(huán)境污染小、安 全性高,能耗低,占地小、設計緊湊、適合流水線操作,生產成本低,涂層性能優(yōu)異等多方面的優(yōu)勢。輻射固化技 術是種高效、環(huán)保、節(jié)能、優(yōu)質的材料表面處理技術,被譽為面向 21 世紀綠色工業(yè)的新技術。UV 光固化技術是一 項節(jié)能環(huán)保新技術,符合“5E”特點,即 Efficient(高效)、Enabling(實用)、Economical(經濟)、Energy Saving(節(jié)能)、 Environmental Friendly(環(huán)境友好)。
       按照 UV 光固化配方產品用途的不同,一般將 UV 光固化配方產品分為 UV 光固化涂料、UV 光固化油墨、UV 光固 化膠黏劑等。UV 光固化配方產品通過對 UV 單體、UV 樹脂、光引發(fā)劑、助劑四大類組分進行選擇、成分配比并加 以混合,以使其滿足各種基材、各種涂料/印刷工藝、環(huán)境條件以及不同涂層性能的要求。
       一般情況下,光引發(fā)劑的使用量在光固化產品中的占比為 1-5%,但是由于光引發(fā)劑價格昂貴,其成本占到光固化產 品整體成本的 10-15%。

UV 光固化配方產品的應用已經滲透到人們日常生活中。隨著世界各國對環(huán)境保護的重視,對大氣排放 VOCs 進行嚴 格的立法限制,光固化產品的優(yōu)越性更為突出,其產品的應用領域取得快速的拓展,從傳統的木器涂料擴展到紙張 上光油、印刷油墨、金屬、塑料、光纖、光盤、線路板、航空航天、軍事偽裝、3D 立體造型牙科等各個應用領域; 同時,UV 光固化配方產品還在不斷的開發(fā)新產品以開拓光電子、電池、可直接接觸的食品包裝、太陽能光伏、醫(yī)用 診斷等各個市場領域。


二、國家環(huán)保政策增強壁壘,行業(yè)集中度逐步提高
(一)UV 光固化性能優(yōu)異,VOCs 排放量低
      在全球擁有較大市場的油墨和涂料行業(yè)中,溶劑型占約 60%市場份額,水性型占約 14%,光固化材料與粉末分別占 8%和 12%。溶劑型油墨中有機溶劑(乙醇、異丙醇、甲苯等)占油墨總量的 30-50%,在生產制造過程中大量溶劑 揮發(fā),對人體神經系統易造成極大損傷,也對環(huán)境造成很大威脅,由此引發(fā)的全球 VOCs 排放量已達上百萬噸。隨 著全球環(huán)保要求的提升,溶劑型油墨和涂料將被逐漸淘汰。在國內,我國對 VOCs 排放以及溶劑型油墨生產將實行 全面禁止,水性型油墨和涂料將代替溶劑型的市場份額,但由于其需要能耗高,未來的趨勢將會是由光固化材料替 代,其市場規(guī)模將不斷擴大。同時,光引發(fā)劑及光固化技術的出現本身就是各國環(huán)保意識提高的產物,光固化技術 的主要優(yōu)勢之一是它基本不含揮發(fā)性溶劑,所有的活性稀釋劑都是高沸點有機物,而且固化時都參與交聯聚合成為 交聯網狀結構的一部分,不會造成空氣污染。

      近幾年來,國內外越來越注重工業(yè)污染治理,在各個國家對環(huán)保要求日益嚴格的當前,制造企業(yè)紛紛尋找低污染可 持續(xù)發(fā)展的新型材料,對利用光引發(fā)劑進行固化的新材料需求越來越多。
      隨著環(huán)保意識的提高,國家相關部門針對限制 VOCs 排放出臺了一系列的法規(guī)及政策,明確要求 2020 年 VOCs 排放 總量較 2015 年下降 10%以上。UV 光固化性能優(yōu)異,有望逐步替代傳統油墨、涂料,市場前景可觀。

(二)主流品種行業(yè)格局穩(wěn)定,集中趨勢愈發(fā)明顯
      光引發(fā)劑發(fā)展始于西方國家,過去光引發(fā)劑的生產長期壟斷在 Ciba 等歐美老牌專營企業(yè)手中;隨著光引發(fā)劑專利權 先后到期失效,國內企業(yè)自主生產快速發(fā)展,20 世紀末國內光引發(fā)劑的生產就發(fā)展到一定規(guī)模。根據輻射固化專業(yè) 委員會的統計,2017 年我國光引發(fā)劑產量 3.32 萬噸,較 2010 年復合增長率達到 10.22%。
      光引發(fā)劑種類繁多,BP(二苯甲酮)、1173、184、TPO、907 等品種產量靠前。根據 RadTech China 協會 2016 年統 計的國內 16 家光引發(fā)劑企業(yè)生產情況,2016 年國內光引發(fā)劑總產量 33393 噸,總產值 20.69 億元。在光引發(fā)劑各種 類型的產品中,BP(9280 噸)、1173(6300 噸)、184(3900 噸)、TPO(3160 噸)、907(2100 噸)產量合計 24740 噸,占比達到 74.09%,其中 BP 價格低廉,性價比較高,但由于其具有升華性,固化后易遷移,光引發(fā)效率有待提 高,其應用也受到一定限制。
      目前行業(yè)內的主要企業(yè)有 IGM、揚帆新材、久日新材、強力新材、固潤科技、雙鍵化工。 IGM 2014 年并購北京英力, 2015 年并購意大利 Lamberti 公司光引發(fā)劑業(yè)務,2016 年并購德國 BASF(巴斯夫)的 Irgacure 系列光引發(fā)劑業(yè)務, 是全球 UV 涂料、油墨行業(yè)的領先原料及技術服務供應商;揚帆新材主要從事光引發(fā)劑和巰基化合物及其衍生物的 研發(fā)、生產及銷售,目前主要光引發(fā)劑產品是 907,將在內蒙古建設 1.1 萬噸光引發(fā)劑(包括 TPO、1173、184 等品 種)及 1.8 萬噸醫(yī)藥中間體;久日新材是 TPO、DETX、TPO-L 等產品國內主要廠家,目前擬在科創(chuàng)板上市募投建設 27000 噸光引發(fā)劑(1173、184、TPO、TPO-L)和 60000 噸單體(TMPTA、TPGDA);強力新材光引發(fā)劑產品主要 是光刻膠用光引發(fā)劑。
      在國內,經過十多年充分的市場競爭,光引發(fā)劑生產企業(yè)由最初的幾百家逐步減少。根據輻射固化專業(yè)委員會的統 計,2011 年光引發(fā)劑企業(yè)已經集中至 17 家,2013 年減少至 13 家,2014 年天津九日化學收購常州華鈦后,集中趨 勢愈發(fā)明顯。未來,伴隨國內對化工企業(yè)環(huán)保要求趨于嚴格,下游應用領域向高精尖端發(fā)展,光固化產業(yè)不排除進 一步集中的可能。
      從價格水平來看,2015 年揚帆新材光引發(fā)劑產品平均價格與 2014 年基本持平,2016 年整體產品平均單價提升。隨 著對化工企業(yè)環(huán)保排放管理的加強,國內一些光引發(fā)劑生產企業(yè)產量受到較大不利影響,部分光引發(fā)劑市場供應減 少,導致產品價格上升。近兩年來,國內環(huán)保要求更加嚴格,中間體生產企業(yè)關停較多,規(guī)模較小的競爭對手廠商 無法按時交貨,加之成本上漲、貨源緊缺,推動市場價格進一步上漲。2018 年產品價格上漲幅度較大,光引發(fā)劑價 格同比增長超過 20%。

三、下游行業(yè)快速發(fā)展,光引發(fā)劑前景廣闊
      全球光引發(fā)劑市場規(guī)??焖僭鲩L。RadTech China 協會統計數據顯示 2015 年全球光固化配方產品用量 53.3 萬噸;根 據 Lucintel 的統計,2017 年全球光引發(fā)劑市場規(guī)模達到 7.97 億美元,2012-2017 年復合增長率為 7.2%。UV 涂料和 油墨前景較好,市場規(guī)模不斷擴大,光引發(fā)劑行業(yè)將被不斷推動;預計 2023 年全球光引發(fā)劑市場規(guī)模將達到 12.944 億美元,2018-2023 年復合增長率將達到 8.5%。
      UV 涂料、UV 油墨、UV 膠黏劑為主要光固化配方產品。2016 年我國光固化配方產品產量為 12.66 萬噸,其中 UV 涂料產量 7.44 萬噸,占比 58.76%;UV 油墨產量 5.04 萬噸,占比 39.82%;UV 膠黏劑產量 0.18 萬噸,占比 1.42%。 從產值來看,2016 年我國光固化配方產品產值為 59.17 億元,其中 UV 涂料產值 32.84 億元,占比 55.50%;UV 油 墨產值 24.16 億元,占比 40.82%;UV 膠黏劑產值 2.18 億元,占比 3.68%。

(一)UV 涂料:應用范圍廣,仍處成長期
      從生命發(fā)展周期來看,UV 涂料仍處于成長期。國內早期光固化涂料是從單純的 UV 固化木地板涂料、UV 紙張上光 油、UV 固化聚氯乙烯(PVC)扣板涂料開始起步,發(fā)展到以塑料基材為主的 UV 固化摩托車涂料、UV 家電涂料、 UV 光盤涂料、UV 真空鍍膜涂料等。相比溶劑型涂料, UV 涂料優(yōu)勢明顯,UV 涂料的應用領域不斷拓展。

      根據 RadTech China 協會統計數據,2016 年國內 UV 光固化涂料總產量 7.44 萬噸,產值 32.84 億元。UV 光固化涂料 市場主要集中于竹木地板涂料(3.65 萬噸,占比 49.11%)、塑料涂料(1.74 萬噸,占比 23.39%)、紙張涂料(0.61 萬噸,占比 8.23%)和手機涂料(0.58 萬噸,占比 7.83%)。我國木器光固化涂料現已比較成熟,市場處于穩(wěn)步增長 的狀態(tài);而手機、電腦等光固化涂料,日、韓產品占據的市場份額較大。因此,國內生產企業(yè)仍然存在巨大的發(fā)展 空間。
      2010 年全球 UV 涂料市場規(guī)模 35.56 億美元,2016 年增長至 47.42 億美元,Marketsand Markets 預計 2019 年全球 UV 涂料市場價值有望達到 75.904 億美元, 2010-2019 年的年復合增長率達到 9.95%。 2010 年全球 UV 涂料需求量為 43.22 萬噸,2016 年需求量為 57.30 萬噸。

      2016 年我國 UV 涂料行業(yè)市場規(guī)模約 51.3 億元,同比增長 41.09%。2012 年我國 UV 涂料產量 5.25 萬噸,2017 年我 國 UV 涂料產量 8.90 萬噸,年復合增長率達 11.15%。近幾年國內 UV 涂料生產發(fā)展很快,但從 UV 涂料產量與涂料 產量比值來看,國內 UV 涂料在國內涂料生產總量上所占比例很小,我國 UV 涂料產量與涂料產量比值多年徘徊于 0.4%-0.5%,國際平均水平為 2.8-3.2%。我國遠低于國際平均水平,市場規(guī)模增長空間巨大。

(二)UV 油墨:滲透率提升,PCB 油墨潛力大
      UV 油墨從用途上可分為 UV 印刷油墨和 UV 印刷電路板油墨,UV 印刷油墨主要應用于膠印、凸印(包括柔性版印 刷)、凹印、網印以及噴墨印刷等各個印刷領域,UV 印刷電路板油墨主要用于電子行業(yè)中電路板(簡稱 PCB)的印制。 國內早期光固化油墨從 UV 固化網印油墨、UV 凸印油墨、UV 阻焊油墨開始起步,發(fā)展為印 刷包裝用的 UV 膠印油墨、UV 柔印油墨、UV 凹印油墨和裝飾性油墨等。目前,UV 技術已經在油墨產業(yè)實現了廣泛應用,主要應用領 域包括 PCB 油墨、柔版印刷油墨、膠版印刷油墨以及絲印油墨等。近年來隨著 UVLED 技術的日趨成熟,使得 UV 噴墨印刷逐漸替代了耐水性差、展色性能低、干燥慢的水性噴墨和污染較為嚴重的溶劑型噴墨,也更加迎合了個性 化特點鮮明的數字印刷需求。
      根據 RadTech China 協會統計數據,2016 年國內 UV 光固化油墨總產量 5.04 萬噸,同比增長 19.06%;產值 24.16 億 元,同比增長 7.95%。2016 年產量較大的品種有:印刷電路板制作所用的阻焊油墨(1.28 萬噸,占比 25.43%)、光 成像阻焊劑(0.83 萬噸,占比 16.55%)、光纖油墨(0.72 萬噸,占比 14.34%)、膠印油墨(0.56 萬噸,占比 11.05%)、 絲印油墨(0.44 萬噸,占比 8.71%)。
      2015 年全球 UV 油墨市場規(guī)模為 45.6 億美元,從市場格局來看,北美、歐洲、亞太為主要市場,占比分別達到 34%、 31%、27%。根據智研咨詢預測,2022 年全球 UV 油墨市場規(guī)模有望達到 72.3 億美元。
      我國 UV 油墨的市場雖然起步較晚,但近年來隨著國內經濟的持續(xù)增長而呈現快速增長的局面。2012 年我國 UV 油 墨產量 3.22 萬噸,2017 年我國 UV 油墨產量 5.61 萬噸,年復合增長率達 11.73%。隨著國家和行業(yè)法律法規(guī)及技術標準對產品的環(huán)保要求的持續(xù)提升,全行業(yè)環(huán)保意識逐步提升,UV 油墨滲透率有望逐步提高,預計 2022 年國內 UV 油墨產量有望達到 9.17 萬噸,需求量達到 6.69 萬噸,市場規(guī)模達到 53.12 億元。
      PCB 油墨是專門應用于 PCB 的油墨,一般情況下,PCB 油墨占 PCB 成本的比重為 3%,而光引發(fā)劑占 PCB 油墨成 本的 10-15%,因此 PCB 行業(yè)的市場容量變化與光引發(fā)劑行業(yè)的市場容量變化成正相關關系。
      20 世紀 50 年代中期起,PCB 技術開始被廣泛采用,發(fā)展至今已然成為“電子產品之母”,近年來全球 PCB 行業(yè)總 體呈穩(wěn)步增長態(tài)勢。PCB 應用幾乎滲透于電子產業(yè)的各個終端領域,未來隨著新一代信息技術產業(yè)的發(fā)展,智能手 機、汽車電子、LED、IPTV、數字電視等新興電子產品不斷涌現,PCB 產品的用途和市場將繼續(xù)擴展。進入 21 世 紀以來,中國憑借勞動力成本、投資政策等優(yōu)勢,促進了全球制造業(yè)的轉移,電子產品產業(yè)鏈逐步完善,在我國形 成了龐大的配套市場和需求空間,并由此帶動了包括 PCB 在內的電子配套相關產業(yè)的發(fā)展。2000 至 2011 年,我國 PCB 產值由 33.68 億美元快速增長至 220 億美元,2017 年產值超過 297 億美元,占全球產值比重達到 50%,成為全 球 PCB 市場最主要的成長力量。預計 2020 年,全球 PCB 產值將達 647 億美元,中國 PCB 產值將達 335 億美元。

      國家“十三五規(guī)劃”指出要加快構建高速、移動、安全新一代的信息基礎設施,未來隨著我國信息化建設全面深化, 居民收入增長、內需擴張、消費結構升級,計算機、通信設備、IC 封裝、消費電子等產業(yè)發(fā)展將獲得新動力。新產品的開發(fā)及更新換代將為 PCB 行業(yè)迎來更廣闊的市場空間,在此帶動下,PCB 油墨行業(yè)及光引發(fā)劑行業(yè)也將呈現持 續(xù)增長趨勢,在 PCB 行業(yè)的發(fā)展基礎上,預計 PCB 油墨的需求量增速將維持在 10%左右。

(三)UV 膠黏劑:新興產品,發(fā)展空間大
      UV 光固化膠黏劑包括 UV 固化結構膠,UV 密封膠,UV 玻璃膠,UV 壓敏膠,UV 防黏膠和 UV 導電膠等。UV 膠 黏劑具有環(huán)境安全、經濟性、相容性等特點,但 UV 膠黏劑與相同類型油墨與涂料相比實際產量較低,光固化膠黏 劑在光固化配方產品中只占有很少份額,實際應用時間較晚。我國 UV 膠黏劑發(fā)展起步較晚,2000 年才開始有光固 化膠黏劑工業(yè)生產,滿足了國內用戶一般性中低端(例如無影膠、光盤膠等)的應用需求,但電子產品所需的高檔 光固化膠黏劑仍然需從國外進口。

      2016 年我國 UV 膠黏劑總產量 1795 噸,總產值 2.18 億元。我國光固化膠黏劑主要應用在玻璃和工藝品的黏合領域, 因此光固化膠黏劑的主要品種為玻璃膠黏劑(832 噸,占比 46.35%)、工藝品膠黏劑(325 噸,占比 18.11%)和光 盤 DVD 膠黏劑(226 噸,占比 12.59%)。
      2018 年我國膠黏劑行業(yè)產量達 838.3 萬噸,同比增長 5.28%;消費量為 827.1 萬噸,同比增長 4.96%。隨著人們健康 與環(huán)保意識的不斷增強,環(huán)保法規(guī)的日趨嚴格,膠黏劑的高固含量、無溶劑、水性、光固化等環(huán)境友好特性將越來 越受到重視,UV 膠黏劑將成為市場新寵,環(huán)保型膠黏劑正在逐漸成為主流。TMR 預計 2014-2020 年 UV 膠黏劑市 場復合年增長率將達 8.1%,2020 年底全球 UV 膠黏劑市場達到 1.17 億美元。目前,層壓和包裝敏感領域占據全球 UV 膠黏劑市場,未來裝配應用部分有望出現強勁增長,UV 膠黏劑市場潛力巨大。

四、行業(yè)投資評級與投資策略
      光引發(fā)劑依托光固化產業(yè)發(fā)展,環(huán)保推動傳統油墨、涂料轉型升級,UV 光固化技術應用領域拓展為光引發(fā)劑帶來了 新機遇。環(huán)保壁壘的不斷提高限制潛在進入者進入,行業(yè)并購整合不斷,光引發(fā)劑行業(yè)集中度提升。首次覆蓋,給 予行業(yè)“推薦”評級。


(報告觀點屬于原作者,僅供參考。報告來源:華創(chuàng)證券)



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