超强纤维芳纶行业研究报告：国产化替代空间广，高壁垒芳纶市场倍增

（报告出品：中信证券）

概览：超强纤维，大势所趋 三

大超强纤维之一，产品多元化发展

芳纶是高性能化学合成纤维。芳纶、碳纤维、超高分子量聚乙烯（UHMWPE） 并称 为世界三大高性能纤维材料。芳纶全称是“芳香族聚酰胺纤维”，英文名为“Aramid Fiber”， 是指至少有 85%的酰胺键直接与芳香环相连的长链合成聚酰胺纤维。芳纶纤维具有低密度、 高模量、高强度、耐切割、耐腐蚀、耐高温、绝缘和阻燃等优异性能，其强度是钢丝的 5～ 6 倍，模量为钢丝或玻璃纤维的 2～3 倍，韧性是钢丝的 2 倍，而重量仅为钢丝的 1/5 左右， 在 560 度的温度下，不分解，不融化，综合性能突出。商业化的芳纶产品主要有间位及对位两种。按照芳香环的种类，芳纶可分为全芳香族 聚酰胺纤维和杂环芳香族聚酰胺纤维两大类；按照酰胺键与苯环连接的位置，可分为间位、 对位和邻位三种。目前已进行商业化生产和应用的芳纶主要是两大类：间位芳纶（PMIA， 1313）和对位芳纶（PPTA，1414），其中对位芳纶生产技术难度更大，产品性能更好。

间位芳纶及对位芳纶产品多样化，可满足多领域的需求。芳纶产品是由酰胺及酰氯发 生聚合后，将聚合物通过纺丝再加工成型。按照是否染色，芳纶分为色丝和白丝；按照纺 丝形态，分为长丝及短纤。此外，间位芳纶中还有导电纤维、纱线等产品形态，对位芳纶 捻线、机织布、浆粕等差别化产品，可满足不同领域的使用需求。

性能全面领先，应用多点开花

芳纶延展性、耐高温、阻燃性能优异。在三种材料中，芳纶的延展性能最佳，间位芳 纶的断裂伸长率可达 25~40%，超过碳纤维和 UHMWPE 十倍以上。对位芳纶的弹性模量 较高，可达 120 GPa，说明其材料刚度大、弹性形变小；碳纤维在三种材料中最耐高温， 使用温度可以高达 2000℃，分解温度高达 3700℃，芳纶使用温度为-196~250℃，可满足 日常使用。芳纶及碳纤维的氧指数都高达 28%以上，阻燃性能好，UHMWPE 密度最低， 但是其氧指数最低为 17.3%，无法达到耐高温及阻燃效果。

间位芳纶具有优异的阻燃性、耐高温、绝缘性、化学稳定性和抗辐射性能。间位芳纶 分子链中的酰胺基团和间位的苯基相连，没有共轭效应、内旋转位能较低、链段柔性相对 较好、结晶度较低，所以其模量低、伸长率高，作为织物的手感和舒适性更好。间位芳纶 具有优异的阻燃性、耐高温、绝缘性和化学稳定性，广泛用于防火材料、高温传送带、高 温过滤材料、高温防护织物、电气绝缘隔热等领域。

对位芳纶具有高强度、高模量、耐高温、强韧性、阻燃性、耐化学药品性、耐腐蚀性 及尺寸稳定性。对位芳纶具有很高的强度，比拉伸强度为钢纤维的 5~6 倍，比模量为钢纤 维的 2 倍；热分解温度达到 570℃，可以在±200℃下长期使用；与碳纤维相比，芳纶柔 软无脆性，可以抗强冲击；尺寸稳定性好，在热空气中不会收缩，形变小；耐化学腐蚀性 好，对位芳纶的高结晶度和强的分子间相互作用可以防止化学物质侵入到聚合物结构中， 在 2~12 的 pH 范围内性能稳定。

芳纶作为增强材料应用广泛。随着现今工业生产和高新产业的迅猛发展，汽车、工程 机械、微电子、通讯、船舶等行业对高性能材料的需求越来越强，要求也越来越高，一般 的材料很难满足需要。芳纶聚合物及其纤维制品在不同领域中发挥着愈加重要的作用，例 如建材、电子电器、防弹制品、交通、军事、航空等领域。2011 年在“东方时空”节目中， 芳纶就被誉为“牵一丝动二十个工业领域”，可见其在工业中的重要价值。

发展历程：国产化势在必行，高质量全面替代

性能全面提升和国产化替代是新材料的发展历程。随着科技进步和生活质量的全面提 高，新材料以其优越的性能逐渐替代传统材料。一方面，新材料能够通过优化的性能更好 地满足不同领域的材料需求；另一方面，许多新材料具有低碳、清洁、可再生等属性，这 一类材料逐渐实现对传统高能耗材料的替代，契合能源革命与“双碳”的时代主题。全面 替代决定了新材料的下游领域众多，发展空间巨大。国外的巨头企业在新材料的应用中走 在前列，国内的企业在逐渐研发的过程中突破壁垒、高速发展，带来了市场的双重空间。军用市场引领发展，国内技术不断突破。从发展历程看，芳纶和碳纤维以其特殊的性 能优势最初都用于军工行业，后以杜邦、帝人、东丽等为代表的美国和日本企业不断研发 并实现产业化，引领技术及市场。中国企业在二十世界后开始发力，追赶世界领先的技术 并逐步取得突破。目前在芳纶、碳纤维和 UHMWPE 中均出现了优秀的代表企业，为国内 填补了技术上的空白。

高性能纤维行业呈现技术密集、投资巨大的特点。目前, 高性能纤维正进入蓬勃发展 的新阶段，各品种性能、规格的不断完善和系列化以及新品种的陆续出现, 使高性能纤维 迈入了“量体裁衣”的时代。航空航天、新能源、海洋、生物医学、通讯信息、军工等高 科技产业的迅速发展, 对纤维材料性能的要求越来越高, 也促进了对新型纤维的研究与开 发。未来高性能纤维将朝着低成本、高质量的方向发展。

下游需求百花齐放，新能源催生更大市场

2022 年芳纶全球及国内需求量分别为 13/2.5 万吨，分别对应 300/60 亿的市场规模。根据 Global Market Insights 数据，2022 年全球/中国芳纶需求量分别为 13/2.5 万吨，市 场规模分别为 300/60 亿元。芳纶行业毛利率 30-40%，根据不同性能及应用价格稳定在 10-30 万之间。芳纶作为 高性能纤维，国内生产企业较少，产品价格较为稳定，间位芳纶价格通常在 10-20 万/吨， 对位芳纶均价在 20-30 万/吨之间。芳纶企业利润率较为稳定，通常毛利率在 30-40%之间， 属于高毛利行业。

防护服打开间位芳纶市场，芳纶纸力克海外壁垒放量

全球间位芳纶需求以绝缘纸与蜂窝芯材为主，我国需求结构仍有较大改善空间。从全 球范围内来看，由于突出的耐高温、阻燃和绝缘性，间位芳纶主要用于电气绝缘与安全防 护织物，分别占比 34%和 29%，技术含量和产品附加值相对较高。我国间位芳纶应用仍 以防护服及相对低端的工业高温过滤材料为主，占比总计 80%。芳纶纸需求占比为 10%， 通讯、新能源汽车等领域的新兴需求占比 10%。国内厂家在低端领域产能充足、竞争激烈， 需求结构特别是高端领域的应用仍有较大的改善空间。

间位芳纶是耐高温防护织物面料的绝佳选择。间位芳纶阻燃性、隔热性好，纺织性能 和柔软性好，属于本质阻燃面料，与传统的将织物在防火剂里浸泡的后处理阻燃织物相比， 阻燃时间更长、可洗涤且遇火没有熔滴、不会产生毒害物质。目前，消防员灭火防护服通 常由多层面料结构组成，由外至里分别为外层、防水透气层、隔热层和内衬。外层面料主 要由高性能纤维材料制成，包括芳纶 1414 纤维、芳纶 1313 纤维、PBI 纤维、PBO 纤 维等；防水透气层可排出穿着者内环境中水汽，同时挡风、挡外部液态水，一般采用非织 造布和阻燃 PTFE 的复合材料复合而成；隔热层面料主要由立体网眼针织物或非织造材 料制作；内衬也称作舒适层，具备穿着舒适性和阻燃性能，一般为芳纶纤维和阻燃粘胶纤 维的混纺机织物。2015-2020 年国内消防市场规模年均复合增速为 6.73%，我们预计未来 消防行业对间位芳纶的需求有望保持 6%左右的增速。

国家规定了多项防护服阻燃服的标准。阻燃服、隔热服是为消防、冶金、焊接、电力、 化工、石油等任何有可能产生火苗、高温等领域的作业人员提供隔（防）热保护的服装。2020 年，《防护服装阻燃服》、《个体防护装备配备规范》等国家强制标准先后发布。国标 GB 8965.1-2020《防护服装阻燃服》于 2021 年 8 月 1 日起实施，对阻燃防护服的阻燃性 能、物理性能等提出了更为明确、严格的要求，要求所有面料均要达到规定的热防护性能 值。

工业防护和消防领域是间位芳纶的下游第一大应用领域，新标准施行有望提高芳纶需 求空间。国家应急管理部出台的《个体防护装备配备规范》于 2022 年 1 月 1 日起全面实 施。安全事故关系到刑事责任；安全生产责任险会看是否配防护服。新规范要求石油石化、 有色冶金、非煤矿山这三个行业率先执行。根据市场售卖的阻燃服重量及芳纶含量，我们 预计单套服装对应的间位芳纶用量为 1-1.5 千克。根据国家统计局及环球网显示的各行业 人数，我们按照 40%的配备比例及年均数量 3 套的标准，测算间位芳纶年需求约 1.2 万吨。考虑到存量替换及各企业配备的进度可能不及预期，我们保守预计 2023-2025 防护服每年 对间位芳纶的需求增速为 15%。

间位芳纶可用于火电、水泥、钢铁等领域排放的高温烟气的环保过滤。工业生产中火 电厂、水泥厂、钢铁厂排放的高温烟气中含有大量的氮氧化物、硫氧化物和细小颗粒粉尘， 对大气环境造成极大污染。过滤布和过滤袋是工业除尘或液体过滤设备的关键部件，直接 决定过滤设备性能的发挥和过滤效果的好坏，被称为过滤设备的“心脏”，甚至关系到企 业是否能够达标生产，是企业生产运营不可或缺的配件。同时过滤布和袋又属于耗材，需 要定期更换以保证过滤效果的稳定性，其需求具有持续性。间位芳纶阻燃性、耐高温性、 绝缘性、耐腐蚀性好，可以在高温烟气的环境中起到过滤作用。

环保要求日趋严苛，间位芳纶需求旺盛。当前我国工业快速发展的同时，也给空气质 量造成了很大压力，其中工业烟粉尘中大量微细粒子是导致我国大气质量恶化的重要因素 之一。根据全国环境统计公报，钢铁冶金、燃煤电厂、水泥建材、石油化工等重工业均是 烟气粉尘的主要排放源。2013 年 9 月 10 日，国务院颁布《大气污染防治行动计划》，提 出经过五年努力，全国空气质量总体改善，新建火电、钢铁、石化、水泥、有色、化工等 企业以及燃煤锅炉项目需要执行大气污染物特别排放限值。随着国家对环境污染问题重视 程度的提高，各地区、各行业排放控制标准日趋严格，特殊排放和超低排放已趋于常态化。近年来，我国制造业企业固定资产投资总体呈持续增长趋势，在当前我国节约环保政策趋 严的大背景下，钢铁、化工、火电、冶金、矿山和食品等众多用水量和烟尘排放量均相对 较大的行业将面临严格监管，存量更换及增量需求将带动过滤材料市场增长。间位芳纶作 为环保过滤袋的主要材料之一，有较为广阔的增长空间。

全球及国内间位芳纶消费量有望持续增长。据 QY Research 数据及预测，2017-2022 年全球间位芳纶销量将从 3.6 万吨增长至 4.2 万吨，2020 年疫情对需求的影响较大，全球 间位芳纶销量的增长率同比 2019 年出现下滑；我国间位芳纶需求量从 2019 年的 0.8 万吨 增长为 2022 年的 1.2 万吨。

芳纶纸是芳纶下游主要产品之一，应用以电气绝缘和蜂窝芯材（结构减重材料）为主。芳纶纸是以芳纶短切、沉析或者浆粕纤维通过湿法造纸工艺制备而成的片状、轻质复合材 料。长期以来芳纶纸市场主要由杜邦公司占据。全球的芳纶纸主要用于电气绝缘和蜂窝芯 材领域，分别占 64%和 34%。相比于国际市场，国内芳纶纸中 91%应用于电气绝缘领域， 技术相对复杂的蜂窝芯材的应用仍然有待提高。

芳纶纸蜂窝芯材可作为夹层结构复合材料用芯材。芳纶纸蜂窝芯材是芳纶纸经涂胶、 叠合、热压、切边、拉伸、定型、浸胶、固化等一系列复杂工艺而制作成特殊结构的，具 有天然蜂巢的六边形结构的特殊材料，轻质、高强、高模、结构稳定性强，且具有隔音、 隔热、阻燃等优点，被广泛应用于航空航天、轨道交通等领域，已成为飞机复合材料蜂窝 夹层结构的首选芯材，可降低飞机结构质量、实现功能部件透波、降噪、隔热性能。芳纶 纸蜂窝夹层芯材已在高铁车辆的车厢侧板、顶板、座椅、隔板、行李架以及天窗板等部位 上得到应用，可以减轻车辆质量，提高列车的速度。此外，芳纶纸蜂窝芯材也可用于锂电 池隔膜、风机叶片、船舶游艇、赛艇、滑雪板、房车等产品的制造。目前芳纶纸在国内的 高铁、波音飞机等领域中已经有全面且成熟的应用。

芳纶纸是高性能纸基绝缘材料，可应用于高端和复杂工况的绝缘系统。间位芳纶纸具 有优异的电绝缘性能、良好的热稳定性、尺寸稳定性、阻燃性和耐腐蚀性，是具有高附加 价值的特种绝缘纸。相较于传统的纸基（植物纤维素基）绝缘材料，间位芳纶纸的耐温性、 耐候性更好，更能保障电力设备稳定、安全运行，更能满足大功率、高电压设备的极端要 求，从而推动现代电器电工行业的进步和发展。

国家高度重视芳纶纸技术突破，为行业发展提供了良好的政策和市场环境。芳纶纸最 初由美国杜邦公司在 20 世纪 60 年代成功研发并率先产业化，经过 60 年的发展，杜邦芳 纶纸无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟，占据技术和市场上的垄断地位。我国对 芳纶纤维及芳纶纸相关行业的发展高度重视，但由于国外在技术上的封锁，直到二十世纪 末也没有取得实质性进展。进入二十一世纪，民士达成功研制出间位芳纶纸，打破了美国 杜邦公司的全球独家垄断，使我国成为世界上第二个能够生产芳纶纸的国家，民士达也因 此奠定了我国芳纶纸行业的龙头地位。2021 年，芳纶纸被列入重点关键新材料发展名单。近年来，国务院、发改委、工信部等政府机关或部门多次出台相关政策和措施继续支持芳 纶纸行业的发展，为做大做强芳纶纸行业提供了良好的政策和市场环境。

近几年我国高速列车、国产飞机制造及航空母舰等装备制造业的快速发展更是带动了 芳纶绝缘纸和芳纶纸蜂窝芯材的发展。根据 QYResearch 数据，由于下游行业的强劲需求， 中国芳纶纸消费量已从 2016 年的 2371 吨提高到 2020 年的 3748 吨，2016 年至 2020 年 的平均增长率为 12.13%，预计到 2028 年，我国将消耗 12290 吨芳纶纸，2021-2028 年 CAGR 为 16.27%；预计 2028 年中国芳纶纸市场规模将达到 4.39 亿美元，2021-2028 年 复合年均增长率为 14.92%。全球芳纶纸制造商主要有五家，分别是美国杜邦公司、民士达、超美斯、赣州龙邦、 时代华先。美国杜邦公司于二十世纪六十年代率先完成芳纶纤维及其下游芳纶纸的研发并 实现产业化，引领了芳纶纸基材料的发展方向。长期以来，美国杜邦公司凭借先发优势在全球市场处于垄断地位，其芳纶纸产品性能指标高、品种丰富，占据全球芳纶纸市场的主 要市场份额。民士达突破了纤维分散、湿法成形、高温整饰等芳纶纸制备过程中的“卡脖 子”关键技术，打破国外技术垄断，成为国内第一家芳纶纸制造商，实现了芳纶纸的国产 规模化制备，有效弥补了我国芳纶纸产业链的短板。

对位芳纶性能突出，军民两用打开空间

对位芳纶是军民两用产品，应用潜力巨大，主要有防弹防护、电子通信、汽车工业、 工业增强四大领域。除了具有耐高温、阻燃和绝缘等性能，对位芳纶还具有高强度、高模 量的特性，耐磨性和耐切割性能也十分优异，在许多特殊的应用场景大有用武之地。全球 范围内来看，对位芳纶主要用于防弹防护和车用摩擦材料（如胶管、刹车片、离合器片等）， 各占总需求的 30%。而国内对位芳纶 50%应用于光缆。对位芳纶还可用于制造高档汽车 的轮胎帘线，用于子午线轮胎的带束层，在全球需求中占比 10%左右，对位芳纶帘线具有 强度高、变形小、热收缩低、耐热和蠕变性小等优点，能够减小轮胎质量和降低滚动阻力， 并有利于提高轮胎的抗刺扎和抗切割性能。

芳纶应用范围逐步拓展，下游需求逐年增长。随着我国交通运输、光纤通信、高速铁 路、航空补强、轻量汽车子午胎用帘子布及刹车片等领域和防弹防护等领域应用的快速发 展，对位芳纶的需求将呈现更加旺盛的局面。据 QY Research 预测，2022 年国内对位芳 纶需求 1.6 万吨左右，2025 年将达到 2 万吨以上。

信息通信快速发展带动光缆铺设，对位芳纶是优异的光纤增强材料。自 2019 年我国正 式发放 5G 商用牌照以来，国内 5G 建设快速推进，5G 基站密集部署，传输数据量的迅速 增长，对信息传播介质信息容量的要求不断增大，将使光纤需求量较 4G 时代大幅增长。光 缆是光纤和包覆护套组成的通信线缆。截止 2022年 6月的中国的光缆线路总长度达到 5791 万公里，增速保持在 5%以上；2021 年中国光缆产量为 3.22 亿芯公里，同比增长 11.43%。对位芳纶具有高模量等优异特性，可作为光缆中的张力构件，使细小且脆弱的光纤在受到 拉力时得到保护而不致伸长，从而不损害光的传输性能。中国是最大光纤光缆生产国，在 5G 建设推动的信息通信快速发展的背景下，光纤增强用芳纶需求空间将十分可观。

在国防军工领域，芳纶与超高分子量聚乙烯（UHMWPE）存在部分替代关系。UHMWPE 的密度较小，满足防弹衣轻量化的需求，目前防弹衣市场已基本以高强 PE 为 主，辅以 PE/芳纶复合材料。由于芳纶的阻燃和耐高温性能突出，仍有不可替代性及市场 空间。防弹头盔方面，UHMWPE 抗蠕变差、易变形，目前市场仍以芳纶为主。高温场景 （工业防护、工业过滤等），对材料厚度极为敏感的场景（绝缘纸），对耐火性有较高要求 的场景（消防）等对芳纶需求较大。UHMWPE 主要应用于海洋渔业、纺织用品、安全防 护、军事装备等领域。

国内芳纶涂覆走向产业化，开启行业二次成长曲线

隔膜涂覆提升电池性能，湿法涂覆是目前主流的技术。随着新能源汽车、3C 电池技 术的不断提升，对隔膜的性能要求也越来越高。原有的干法和湿法基膜受限于 PE 的低熔 点，热稳定性较差，逐渐满足不了现有的安全保障等要求，涂覆隔膜逐渐成为隔膜发展主 流。通过在表面涂覆无机材料、耐热高分子材料或两者混合物的方法，形成涂覆隔膜，能 极大地优化隔膜性能。但不同涂覆隔膜成本、性能和技术要求差别较大，市场上隔膜产品 逐渐分化，产品种类不断增加。常见的涂覆材料包括氧化铝、勃姆石等无机涂覆材料；PVDF、 芳纶等有机涂覆材料；以及各类复合涂覆材料。

芳纶涂覆优势显著，有望逐步替代传统无机涂覆方式。芳纶耐温性强，400°C 以下 不发生熔融，温度超过 400°C 才碳化分解；限氧指数 LOI 为 29-32%，在空气中不会发 生自燃，而且具有良好的阻燃性，离开火焰会自动熄灭，介电常数低，能保持优良的电绝 缘性，化学稳定性强，耐酸耐碱，只能在部分有机溶剂中溶胀但不溶解，机械强度高。基 于间位芳纶优异的安全特性，芳纶涂覆隔膜逐渐在锂电池领域应用。国内外多项研究表明， 芳纶涂覆的隔膜耐温性、韧性、抗穿刺性、抗氧化性、综合寿命和性能都得到了大幅提升， 是实现未来高能量密度电池的重要条件。

国外芳纶涂覆技术成熟，国内处于起步阶段。芳纶涂覆的技术及专利长期被国外企业 垄断。帝人 2019 年开发芳纶涂覆隔膜，提高了电池的容量、耐热性与放电效率。日本住 友化学于 2015 年扩大了芳纶涂覆隔膜的生产，该耐高温电池隔膜已应用于特斯拉 Model S 电动车。国内恩捷等企业也尝试生产芳纶涂覆隔膜，但由于专利限制、成本高昂、技术 不达标等问题目前仍未实现大批量生产。

成本高昂限制了芳纶涂覆隔膜在国内的产业化发展，芳纶企业布局隔膜涂覆有望改变 行业发展格局。目前传统的 PVDF、勃姆石涂覆的成本大约为 0.5 元/平，涂覆基膜的售价 约为 2.5 元/平，而芳纶涂覆隔膜由于长期被国外垄断，售价远高于此。泰和新材近期公告 了芳纶涂覆隔膜的布局，中试产品有望在 2023 年得到验证。泰和新材作为芳纶生产企业， 原料端成本具备优势，废液回收无需再添成本，芳纶涂覆隔膜有望实现与传统的 PVDF 或 陶瓷涂覆成本相差无多的整体成本，进而推动整个涂覆行业进步。

我们预计 2025 年芳纶涂覆隔膜将拉动芳纶需求 2.5 万吨，迎来 374 亿元的市场空间 及 125 亿元的利润空间。我们预测 2023-2025 年锂电隔膜出货量分别为 228、342、462 亿平，按照 70%、80%、90%的湿法涂覆渗透率和 10%、20%、30%的芳纶涂覆渗透率 计算，2023-2025 年分别对应 16、55、125 亿平的芳纶涂覆隔膜产能。按照单面涂覆 2g/ 平，预计未来三年分别有 3192、10944、24948 吨芳纶增量。按照芳纶隔膜涂覆单价 3 元 /平的售价及 1 元/平的利润，2023-2025 年对应 48、164、374 亿元的市场空间及 16、55、 125 亿元的利润空间。

工艺技术铸就高壁垒，锐意进取成就好格局

供应端全球主导，国产化替代加速

间位芳纶供给集中于美中日韩，杜邦占据全球半壁江山。全球间位芳纶产能主要集中 于美国、中国、日本、韩国四国手中，根据中国化信咨询的数据，2022 年四国产能总计 为 4.7 万吨。其中美国杜邦公司凭借 22000 t/a 的产能居于首位，占总产能的 46%。2022 年泰和新材间位芳纶新扩产 5000 吨，全球占比提高到 34%，超美斯是国内另一家间位芳 纶生产企业，占比约为 6%，国产化进展较快，但仍有较大的增长空间。

美日占据全球对位芳纶供给绝对优势地位。2022年全球对位芳纶产能约8.5万吨/年， 其中美国杜邦公司和日本帝人公司占据最大的市场份额，产能合计占比为 75%，韩国占比 7.6%。目前国内对位芳纶装置名义产能超过 2 万吨，但由于大部分企业仍处于小规模生产 或者中试阶段，实际有效产能和产量远小于名义产能，其中泰和新材以 6000 吨产能全球 占比 7%，是国内最大的生产商。部分供应仍来自杜邦、帝人等公司进口产品。

杜邦公司垄断芳纶纸主要产能，国内公司发力打破技术壁垒。2022 年全球芳纶纸名 义产能约 2 万吨/年，有效产能约 1.2 万吨/年，美国杜邦公司产能最高，占据全球总产能 的 60%。国内厂商通过技术攻关，实现了间位芳纶纸国产化，目前中国产量居全球第二位。芳纶纸中低端领域产品已全面铺开，高端领域正逐步替代进口产品。国内共有规模化生产 企业 2 家，目前芳纶纸供不应求，仍需进口。

芳纶行业高筑壁垒，战略价值及政策支持加速产业成长

芳纶行业格局较好，关键是生产工艺和工程集成导致的高壁垒。芳纶加工过程中，主 要有聚合、纺丝、回收三个环节。苯二胺和苯二甲酰氯首先通过缩聚反应生成芳纶聚合物， 聚合物的性能决定了整个芳纶纤维的稳定性。随后聚合物溶解在有机溶剂中，再经纺丝过 程制得芳纶纤维，纺丝过程决定了芳纶的性能，也是成本端的关键所在。芳纶加工过程中 使用的有机溶剂等废液回收也是整个工艺流程中的关键所在，可以节约成本实现零排放。

芳纶的聚合工艺主要有低温溶液缩聚法和界面缩聚法。其中低温溶液缩聚法由于生产 效率高、工艺相对简单、溶剂消耗少、成本更低而成为国内外间位芳纶和对位芳纶最主要 的产业化生产工艺。由于技术难度大、工艺复杂、投资成本高，只有少数国外企业如杜邦 采取界面缩聚法生产间位芳纶 Nomex。

间位芳纶的纺丝工艺可分为干法纺丝、湿法纺丝和干喷湿法纺丝等方法。间位芳纶的 主要生产厂商三种方法都有涉及，其中国内厂家多以湿法纺丝为主。

对位芳纶具有溶致性向列型液晶结构。芳纶因其刚性棒状的分子结构以及分子间较强 的氢键作用在溶液中能够完全伸展开来。当对位芳纶纺丝液通过纺丝孔时，大分子会在高 剪切应力作用下取向。若选用合适的凝固浴条件，可以很好地对位芳纶溶液中的取向和结 晶结构保存下来，再经过适当的热处理和拉伸，进一步增大结晶度和取向度，从而使得到 的纤维具有极高的强度和模量，成为高性能纤维。对位芳纶纺丝工艺以干喷湿纺法为主，技术是制约对位芳纶产业化的技术难点。由于 对位芳纶只能溶解于浓硫酸中，而硫酸的挥发性低，采用干法纺丝不能除去溶剂，因此对 位芳纶纺丝不能采用干法纺丝。湿法纺丝不能实现纤维的高倍拉伸，影响芳纶的力学性能， 因此对位芳纶也不适合采用湿法纺丝工艺。以杜邦公司的 Kevlar 纤维为例，其生产步骤包 括：（1）将聚合物混合于冷冻浓硫酸并溶解；（2）将纺丝溶液加热到 85℃形成液晶溶液；（3）纺丝液经过滤后用齿轮泵从喷丝口挤出；（4）挤出液在约为 8mm 气隙的空气层中进 行约 6 倍的拉伸；（5）液态丝条在温度为 5~20℃，含 5%~20%的硫酸的凝固浴中凝固成 形；（6）丝条从凝固浴出来后水洗，在 160~210℃加热干燥经卷绕得到成品。芳纶纺丝过 程复杂，且由于浓硫酸有腐蚀性，对设备的要求很高，加之工艺控制较为复杂，生产成本 较高，使得对位芳纶产业化相对较慢，杜邦、帝人等国外先发企业构筑了极高的技术壁垒。

芳纶在国防军工、航天航空等重要领域的应用决定了其战略意义和价值。芳纶作为应 用最广的高性能纤维之一，是国家安全不可或缺的战略物资，在军事防护装备、航空航天 领域等国防领域具有不可替代的作用。为了适应现代战争的需要，美、英等发达国家的防 弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤 力。在航空、航天方面，芳纶由于质量轻而强度高，节省了大量的动力燃料。由于芳纶投 资成本高，技术难度大，长期以来只有美日等极少数发达国家能够商业化生产，西方国家 把中国视为竞争对手并对我国实施技术封锁和有限禁运。国内芳纶起步较晚，产业化一度 十分艰难。国家高度重视芳纶自主产业化，出台系列政策促进产业发展。未来高性能纤维是低碳 化、轻量化、抗腐蚀等领域的共性核心技术，是国家制造业和低碳经济核心竞争力的关键。轻质高强材料是“中国制造 2025”的需要突破的十大重点领域，芳纶及相关复合材料产 品是其中关键材料之一。我国一直对芳纶有较高的重视程度，国务院、地方政府、行业协 会等纷纷制定相关政策，积极鼓励和支持国产对位芳纶产业的发展。未来，以芳纶为代表 的高性能纤维及复合材料产业将重点推动协同创新服务平台建设，重点产品系列化、产业 化和产需对接，开拓应用领域和引导集聚发展。

国内企业自主研发，多年进步力克高壁垒实现国产化替代。国内企业以龙头泰和新材 为例，公司建立支撑创新、引领创新、激励创新的制度体系，屡屡突破“卡脖子”技术， 荣获 3 次国家科技进步奖。过去十年，国内企业持续投入大量研发经费，在设备制造、原 料聚合、纺丝工艺等过程不断取得进步，成功突破间位、对位生产技术及芳纶纸壁垒。2013-2021 年，泰和新材芳纶毛利率从 18%提升至 40%，子公司民士达间位及对位芳纶 纸毛利率分别从 2019 年的 27%、47%提升至 2022Q1 的 33%、50%，利润率的提升体现 了技术进步。

资金壁垒较大，投资规模彰显技术进步。芳纶是投资额较大的行业，早期单吨投资额 在 25 万左右。泰和新材是国内最早布局对位芳纶的企业，2007 年 1000 吨/年对位芳纶投 资额 2.5 亿，单吨投资额达 25 万；2014 年中石化仪征化纤投资 2.6 亿生产 1000 吨/年对 位芳纶，单吨投资额 26 万。泰和新材不断优化工艺流程，2018 年及 2021 年新投资的对 位芳纶单吨成本分别为 20、10.8 万/吨，三年来投资额降低一半，降本增效显著。2019 年 中化国际投资 12.5 亿生产 5000 吨/年对位芳纶，投资额仍较高，为 25 万/吨。投资密度的 降低体现了芳纶加工的工艺进步，盈利空间进一步加大，行业壁垒进一步提高。

根据对需求及供应的分析，我们预测了 2023-2025 年芳纶行业的供需格局：

1. 国内间位芳纶：1）防护服：按照上文中测算，预计防护服未来 3 年成为间位芳纶 下游第一大需求领域，我们按照 40%的配备比例及年均数量 3 套的标准，测算间 位芳纶每年的需求约 1.2 万吨；考虑到存量替换及各企业配备的进度可能不及预 期，我们保守预计 2023-2025 防护服每年对间位芳纶的需求增速为 15%。2）工 业过滤：根据华经产业研究院的数据，我国高温滤料行业市场规模2016-2018 年的需求增速为 10%，考虑到疫情前经济发展增速较快，疫情后国内 经济逐步修复，我们保守估计工业过滤领域用的间位芳纶增速为 3%。3）芳纶纸：根据 QY Research 数据，2016-2020 芳纶纸市场规模增速为 9.5%，根据民士达 招股书，未来三年芳纶纸价格增速约 5%，剔除价格增长，我们保守预计 2023-2025 年芳纶纸需求增速为 5%。4）锂电隔膜涂覆：根据上文测算，我们预计 2023-2025 年隔膜涂覆新增芳纶需求分别为 0.3/1.1/2.5 万吨。5）预计 2023-2025 其他领域 为 5%的需求增速。

2. 国内对位芳纶：1）国防军工：需求随国际政治等形势变化，偶然性较大，可能会 带来短期内的新增需求。根据财政部数据，2016 年至 2021 年我国国防支出平均 增速为 7%，考虑到对位芳纶的国产化替代空间及新增需求，我们预计 2023-2025 年国防军工领域对位芳纶需求增速为 10%。2）光纤光缆：根据工信部数据， 2014-2021 年我国光缆线路长度增速为 13%，考虑到光纤光缆行业逐步成熟，我 们预计 2023-2025 年需求增速为 10%。3）增强材料：对位芳纶作为增强材料， 在高速铁路、航空补强、轻量汽车子午胎用帘子布及刹车片等领域的应用快速发 展，预计 2023-2025 年增速为 10%。4）考虑到国产化替代空间及需求增长，预 计其他领域需求增速为 10%。

3. 全球（除中国外）需求：由于海外的需求处于较为平稳发展的阶段，我们保守预 计全球（除中国外）的防护服、工业过滤、芳纶纸等行业对间位芳纶的需求增速 为 5%；保守预计全球（除中国外）的军工、光纤光缆、增强材料等行业对间位 芳纶的需求增速为 6%。综上，间位芳纶和对位芳纶短期内供需仍偏紧，长期来看，新增防护服、隔 膜涂覆等需求或将拉动行业整体规模，间位芳纶呈供不应求局面，对位芳纶供需 紧平衡。

我国芳纶产量消费量均呈上升趋势，2021 年对外依存度为 26%，预计传统需求未来 三年仍有 3000 吨左右的进口替代空间。根据智研咨询的数据，2015-2021 年我国芳纶产 量逐年增长，2021 年芳纶纤维产量为 1.4 万吨。根据海关总署的数据，芳纶出口量从 2015 年的 1970 吨上升为 2021 年的 2207 吨，进口量从 2015 年的 2142 吨上升为 2021 年的 3644 吨。2022 年芳纶出口量首次大于进口量，前 11 个月国内芳纶的净出口量为 156 吨， 同比 2021 年出口量增长 33%，出口增量明显。2022 年国内疫情影响芳纶需求，前 11 个 月进口数量较 2021 年减少 25%。未来三年，国内产能规模持续扩张，有望逐步实现全面 国产化。国内企业规模有望成为全球第一，成本优势、技术优势达到全球领先水平。

芳纶市场有望翻倍增长，关注行业龙头投资机会

泰和新材在国内占据绝对优势。泰和新材是我国最早的间位芳纶产业化生产厂商，技 术研发与攻关成功后于 2004 年投产，此后生产规模不断扩大。公司历史上以超强的研发 实力及稳健的管理团队著称，未来以董事长为核心的年轻管理层及完善的激励制度有望为 公司业绩增长保驾护航。2022 年公司间位芳纶和对位芳纶产能分别为 1.1 万吨、0.6 万吨， 在国内间位芳纶市场中占据绝对优势，产能规模是全球第二，整体市场规模 200 亿以上。根据公司公告，公司未来三年将继续加大投资，2025 年有望实现芳纶产能全球第一。

泰和新材子公司民士达将于北交所上市，芳纶纸业务已达国际先进水平。民士达产品 技术已达到国际先进水平，产品型号较为齐全，全球市场占有率在 10%左右，仅次于美国 杜邦公司。市场认可度和品牌知名度逐步提升，已成长为全球重要的芳纶纸供应商之一， 产品销售区域覆盖境内市场以及欧洲、美洲、亚洲等境外市场，主要直接客户或终端客户 涵盖了中航集团、中国中车、瑞士 ABB 公司、德国西门子公司、德国迅斐利公司、法国 施耐德公司、松下电器等国内外知名企业。根据民士达公司公告，公司拟在北交所 IPO， 目前正在进行问询阶段。

布局锂电隔膜芳纶涂覆及多个新材料项目，打开成长空间。根据泰和新材公司公告， 2022 年下半年公司开始布局锂电隔膜涂覆，我们预计明年一季度有望投产 3000 万平，同 时中试产品展开同步验证，届时将打开二次成长曲线。公司同时储备复合材料、绿色印染、 纤维电池等多个项目，技术攻关确定性强，有望成长为新材料强企。中化国际是国内精细化学品龙头，5000 吨对位芳纶顺利投产。公司是在中间体及新 材料、农用化学品、聚合物添加剂、天然橡胶等领域具有核心竞争力的国际化经营大型国 有控股上市公司。公司专注于化工新材料、农药原药及剂型、电子化学品、汽车用材料及 化学品等方面的研究，其中农药原药研究、橡胶化学品研究属行业领先。2022 年 10 月公 司 5000 吨/年对位芳纶业务投产。未来公司将进一步推进浆粕、短切纤维及 UD 布等产业 链下游项目实施。远期公司对位芳纶产能有望进一步扩充，开启新成长空间。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议）

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