过滤材料技术研发与工艺壁垒分析

过滤材料技术研发与工艺壁垒分析 一、 过滤材料技术研发与工艺壁垒 过滤材料及其制品的生产涉及材料配方设计、关键工艺流程创新及参数优化、关键生产设备设计制造、复杂性结构设计、性能检测等多方面技术，包含了物理、化学、机械、材料、自动控制等多个领域的高端知识，对新进入者有着很高的技术要求；其次，过滤材料及其制品下游应用领域广泛，不同行业、不同工况环境对产品的性能要求有较大差异，这就需要生产厂商对原材料特性、过滤原理、结构设计等具有深入地研究，才能设计及生产出符合客户需求的高效、低阻、耐用的产品；最后，过滤材料作为可持续改性的材料，共混改性、表面改性、纳米材料改性等新技术的出现将进一步提升其性能，实现不同产品之间性能的差异化。这就需要企业持续不断的进行研发投入，才能不断推出新产品以满足甚至引领客户的需求，在市场竞争中占据优势地位，而缺乏研发储备的生产企业难以生产出适应细分市场的高附加值产品。综上，技术研发与工艺壁垒构成了拟进入者进入本行业的主要障碍。 二、 上游产业 过滤材料产业的上游主要为原材料，包括塑件、无纺布、胶水等。其中从我国无纺布产量来看，2020年我国无纺布产量为878．8万吨同比增长35．8%。且无纺布行业属于充分竞争行业，供应商数量较多，因此预计无纺布原料的供应价格将比较稳定。 2016-2020年中国无纺布产量及增速过滤材料产业的上游主要为原材料，包括塑件、无纺布、胶水等。其中从我国无纺布产量来看，2020年我国无纺布产量为878．8万吨同比增长35．8%。且无纺布行业属于充分竞争行业，供应商数量较多，因此预计无纺布原料的供应价格将比较稳定。2016-2020年中国无纺布产量及增速另一项重要的滤材生产原材料为胶水，主要用于无纺布、过滤纸等材料之间的粘合、填充、密封，包括过滤器聚氨酯胶粘剂、过滤器液槽胶、过滤器耐高温胶等多种。据东方材料公司的公告显示，其所生产的聚氨酯胶粘剂价格稳定在18元/千克左右，且随着新增产能的落地，聚氨酯胶粘剂的价格仍有下降空间。 三、 过滤材料行业基本概述 过滤材料是一种捕集或分离分散于气体或液体中固体颗粒的物理过程，在外力作用下，位于一侧的含尘气或悬浮液中的流体通过介质的孔道向另一侧流动，固体颗粒被截留，从而实现流体与颗粒的分离。过滤过程中，固体粒子沉积在其表面或内部的有渗透性的材料，称为过滤介质。 工业用过滤介质种类较多，按照结构可分为柔性过滤介质（如织造和非织造过滤介质等）、刚性过滤介质（如烧结金属纤维毡、多孔陶瓷等）和松散性过滤介质（如活性炭、硅藻土等）。柔性、刚性和松散性过滤介质的性状不同，过滤实施方式不同，所应用领域和环境各有差异。同一类别的过滤介质在截留能力（截留粒子的最小尺寸）、过滤效率、流体阻力和其他特性方面也存在较大差异，适用行业和工况环境多样。 四、 中游产业 过滤材料产业的中游为过滤材料的研究设计与生产制造。随着我国政府、企业和居民的环保意识的增强，我国非织造过滤介质市场规模一路走高，2020年已经达到了8．7亿美元，预计2024年有望达到12．4亿美元。 过滤材料的制造需要相当完备的技术体系。从我国近年来滤材相关专利申请趋势来看，我国滤材相关专利申请数量显著提升，2020年时甚至达到了3121项，虽然2021年专利申请数量有所下滑，但仍维持在较高的水平，过滤材料行业发展的技术环境较为优越。 五、 行业未来发展趋势 高性能过滤材料是未来重点发展方向：在政策方面，工信部、发改委等部门联合颁布的《新材料产业发展指南》里明确指出基础材料产业总体产能过剩、高端不能完全自给，重点是要发展高性能、差别化、功能化的先进基础材料；关键战略性材料是支撑各高端应用和实施重大战略需要的关键保障材料，重点是有效解决战略性新兴产业发展急需，突破高端制造业战略材料受制于人的局面。工信部、发改委在《产业用纺织品行业十三五发展指导意见》指出将环境保护产业用纺织品作为重点方向，其中大气污染治理用纺织品，重点推动高效低阻长寿命、有害物质协同治理及功能化高温滤料和经济可行的废旧滤料回收技术的研发应用。 目前国际厂商主要占据过滤材料的中高端市场，产品附加值高。在国内市场，高性能过滤材料将在国家政策支持的大背景下，迎来快速的发展机遇。未来国内具备核心技术和研发优势的过滤材料企业，将依托产品技术优势和本土化优势逐步挤占国际巨头的市场份额，占据更大的市场份额。 过滤材料综合性能不断提升，应用领域不断丰富过滤材料因其具有优异的机械特性和应用特性，在各应用领域都表现出了不可替代性，目前已广泛应用于工业以及家用、医用、环境保护等气相过滤、液相过滤场景。随着科学技术的不断发展，半导体、航空航天、新型显示、医疗器械等一大批高精尖产业对洁净环境要求越来越高，普通过滤材料已无法满足其性能品质要求。通过对过滤材料设计研发、生产工艺的不断摸索，根据不同的使用条件和要求，从不同的角度对现有过滤材料进行改性或应用新型复合工艺技术研制新型过滤材料以进一步提高其性能和品质，将会大大丰富过滤材料的应用领域。 企业由提供单一或少数产品向提供综合解决方案发展：随着过滤材料性能的不断提升，应用领域的不断拓展，仅提供单一或少数种类产品的企业难以满足客户多样化及产品定制化的需求。过滤材料企业正在向提高产品性能、丰富产品种类、结合客户需求为客户打造综合解决方案的方向发展。 未来，在研发实力和技术成果转化能力等方面领先的企业将在探索新领域、开发新产品方面具备明显的发展优势，为企业做大产业规模、提升核心竞争力、增强综合实力、促进企业持续稳定发展奠定坚实的基础。 过滤是一种捕集或分离分散于气体或液体中固体颗粒的物理过程，在外力作用下，位于一侧的含尘气或悬浮液中的流体通过介质的孔道向另一侧流动，固体颗粒被截留，从而实现流体与颗粒的分离。过滤过程中，固体粒子沉积在其表面或内部的有渗透性的材料，称为过滤材料。 过滤材料种类较多，按照结构可分为柔性过滤材料（如织造和非织造介质等）、刚性过滤材料（如多孔陶瓷、多孔纤维等）和松散性过滤材料（如活性炭、硅藻土等）。柔性、刚性和松散性过滤材料的性状不同，过滤实施方式不同，应用领域和环境各有差异。同一类别的过滤材料在截留能力（截留粒子的最小尺寸）、过滤效率、流体阻力和其他特性方面也存在较大差异，适用行业和工况环境多样。过滤材料已被广泛应用于工业以及家用、医用、环境保护等固气分离、固液分离场景。 六、 下游产业 过滤材料可应用于吸尘器、空气过滤器、水过滤等多个领域，是各类过滤设备不可或缺的耗材，直接决定着过滤设备的相关性能。以吸尘器产品为例，2020年中国家用吸尘器产量约为1．34亿台，同比增长19．6%。预计未来随着吸尘器在家庭普及率的提升，其将为过滤材料市场带来巨量的需求。 2015-2020年中国家用吸尘器产量及增速过滤材料可应用于吸尘器、空气过滤器、水过滤等多个领域，是各类过滤设备不可或缺的耗材，直接决定着过滤设备的相关性能。以吸尘器产品为例，2020年中国家用吸尘器产量约为1．34亿台，同比增长19．6%。预计未来随着吸尘器在家庭普及率的提升，其将为过滤材料市场带来巨量的需求。 过滤材料的另一个重要应用领域为水过滤，据统计2021年全球过滤膜市场达到了16．47亿美元，且未来随着人们对生活品质要求的提升，过滤膜的应用将会更加广泛，预计2026年全球过滤膜市场规模有望达到24．21亿美元，同样也推进了过滤材料行业的发展。 七、 过滤材料行业发展概况 过滤是一种捕集或分离分散于气体或液体中固体颗粒的物理过程，在外力作用下，位于一侧的含尘气或悬浮液中的流体通过介质的孔道向另一侧流动，固体颗粒被截留，从而实现流体与颗粒的分离。过滤过程中，固体粒子沉积在其表面或内部的有渗透性的材料，称为过滤材料。 过滤材料种类较多，按照结构可分为柔性过滤材料（如织造和非织造介质等）、刚性过滤材料（如多孔陶瓷、多孔纤维等）和松散性过滤材料（如活性炭、硅藻土等）。柔性、刚性和松散性过滤材料的性状不同，过滤实施方式不同，应用领域和环境各有差异。同一类别的过滤材料在截留能力（截留粒子的最小尺寸）、过滤效率、流体阻力和其他特性方面也存在较大差异，适用行业和工况环境多样。 过滤材料的特性主要分为机械特性和应用特性。其中机械特性主要包括强度、耐磨性、密封性、振动稳定性等性能；应用特性主要包括化学稳定性、热稳定性、吸附性、静电特性、再利用性等性能。 随着环保意识的不断觉醒和治理力度的不断加大，国内环保产业进入了快速发展期，人们对健康的用水和空气质量的要求日益提高，环保过滤产业增长动力强劲，未来几年有望迎来成倍增长。非织造过滤材料作为一种新型过滤材料，具有优良的过滤效能、高产量、低成本、易与其他滤料复合且容易在生产线上进行打裥、折叠、模压成型等深加工处理的优点，对织造过滤材料等具有很好的替代作用。另外，非织造过滤材料还具有耐撕裂和穿刺、耐化学性、高持水度、高透气性以及优良的耐磨性、阻燃性、吸收油脂、高流速、良好的拉伸强度等诸多应用优势，近年来已经在各行各业得到广泛的应用，在环保产业快速增长的背景下，非织造过滤材料发展前景良好。 八、 过滤材料种类 过滤材料的特性主要分为机械特性和应用特性。其中机械特性主要包括强度、耐磨性、密封性、振动稳定性等性能；应用特性主要包括化学稳定性、热稳定性、吸附性、静电特性、再利用性等性能。 过滤材料及其制品上游主要为塑件、无纺布、胶水、PP粒子、木浆等原材料厂商和塑料制品加工商，下游主要为居家生活、医疗卫生、畜牧养殖、商业办公、汽车出行等领域。