塑料系列之一：百年尼龙二次腾飞.pdf

敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研究报告 塑料系列之一： 百年尼龙 ， 二次 腾飞 Table_IndNameRptType化工 行业研究 /系列报告 Table_IndRank 行业评级：增持 报告日期： 2021-06-18 Table_Chart 行业指数与沪深 300 走势比较 Table_Author 分析师： 刘万鹏 执业证书号： S0010520060004 电话： 18811591551 邮箱： 联系人： 王鹏 执业 证书号： S0010121020019 电话： 18810636601 邮箱： Table_Report 相关报告 1.万华化学 ： 重新认识万华化学 2021-04-11 2.凯赛生物 ： 全球生物化工平台型创 新者 2021-02-20 主要观点： Table_Summary 百年尼龙，历久弥新 尼龙，英文 nylon，聚酰胺（ PA）的俗称，是五大工程塑料之首， 凭借品种丰富、性质优异，应用已拓展至纺服、汽车、电子等方方 面面，而且在新能源、 3D 打印等新场 景中也大放异彩。尼龙是一种 既古老又年轻的材料，在被发明的近百年历史中不断推陈出新，形 成丰富的牌号，适用多种场景。依赖不断的技术和牌号的迭代，尼 龙成为极少数尚未技术普及的塑料之一。 成本是尼龙进阶的枷锁 尽管尼龙综合性质极佳，但仍有巨大的市场处女地等待开拓。例如， 普通尼龙 6 的全球消费量是高性能的尼龙 66 和特种尼龙的 2 倍，究 其根本是成本 问题 。 后者 成本高企的原因有二： 1）类似己二腈这样 的尼龙合成关键中间品长期垄断在杜邦、奥升德、巴斯夫等几家巨头 手中，产能释放缓慢，采购成本居高不下； 2）对于特种尼龙，普遍 使用的化 学合成路线存在生产流程长、技术复杂等弊端。 成本 下降有望激活尼龙潜在市场 降低尼龙成本有两条路线 ： 1）国内企业逐渐打破技术垄断，例如， 华峰集团、天辰齐翔（天辰设计院和齐翔腾达合资公司）、神马股份 等陆续突破尼龙 66 关键中间体己二腈的技术难题；万华化学已突破 特种尼龙 12 的关键技术等。我们在重新认识万华化学的深度报 告中已经证明，中国制造业成本优势的本质是全球范围内都极具竞争 力的投资强度。一旦国内企业突破技术，开始扩张，其投资强度带来 的成本优势将领先全球。 2）尼龙是一种含 N（氮原子）的聚合物，而 化学合成的原料 是由 C（碳原子）和 H（氢原子）组成的化石资源。 在 C、 H 组成的物质中引入杂原子，例如 N 是相对困难的。但是生物 体内的代谢中心内容是氨基酸，是由 C、 H、 O（氧原子）、 N 组成的， 因此利用生物体制备同样由 C、 H、 O、 N 组成的尼龙有望成为新的技 术路径。 尼龙 在中国有望迎来二次 腾飞 尼龙是少数市场空间潜力依旧巨大 、 我国未来市场空间增速预计在两 位数以上的材料之一。据我们华安化工测算，仅尼龙 66 到 2025 年全 国需求量有望达 132万吨， 2021-2025年年均复合增速为 25%；到 2030 年全国需求量将在 288 万吨， 2026-2030 年年均复合增速为 17%。此 外，特种尼龙，例如尼龙 12、尼龙 5X、芳香族尼龙的市场有望翻倍 增长，或实现从 0 到 1 的突破。 -10% 6% 21% 37% 53% 69% 6/20 9/20 12/20 3/21 6/21 化工 沪深 300 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 2 / 55 证券研究报告 投资建议 尼龙是 我国 唯四 的 没有全产业链技术普及的大宗 化学品 。 市场空间 大、竞争格局好， 对于优先突破尼龙关键技术的企业有望享受 巨大红 利。 我们建议关注尼龙赛道的 领先公司 ，包括万华化学（尼龙 12）、 凯赛生物（尼龙全牌号）、金发科技（尼龙 10T）、新和成（ PPA）、华 峰集团（己二腈 -尼龙 66，己二酸法）、天辰齐翔（己二腈 -尼龙 66， 丁二烯法） 、 神马股份（己二腈 -尼龙 66，丁二烯法） 等。 风 险提示 尼龙关键原料生产工艺技术泄密导致技术扩散风险； 示范装置工程放 大带来风险； 规划及在建尼龙项目建设进度不及预期风险；尼龙下游 需求增长不及预期风险；新增尼龙及原料产能过剩风险；原料、产品 价格大幅波动风险 ；装置运行安全风险 。 建议关注 公司盈利预测与评级： Table_IndProfit 公司 EPS（元） PE 评级 2020A 2021E 2022E 2020A 2021E 2022E 凯赛生物 1.10 1.54 1.87 77.43 58.29 47.69 买入 万华化学 3.20 6.08 6.74 28.47 17.74 15.99 买入 金发科技 1.78 1.80 2.03 9.62 11.03 9.77 买入 新和成 1.66 1.71 1.96 20.31 17.19 14.99 买入 华峰化学 0.49 0.92 1.03 20.51 13.04 11.60 买入 神马股份 0.44 1.30 1.52 20.99 8.74 7.49 买入 齐翔腾达 0.55 0.97 0.99 15.21 11.36 11.11 买入 鲁西化 工 0.43 1.35 1.61 22.70 13.49 11.14 买入 华鲁恒升 1.11 1.97 2.15 33.74 16.60 15.19 买入 资料来源： wind 一致预期 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 3 / 55 证券研究报告 正文 目录 1 尼龙经久不衰 . 7 1.1 尼龙家族成员多，应用 广 . 7 1.2 尼龙是最好的工程塑料之一 . 11 2 成本是尼龙发展的紧箍咒 . 18 2.1 技术垄断和技术路线导致高成本 . 18 2.2 国产化从投资强度入手降低成本 . 20 2.3 生物制造从新技术路线入手降低成本 . 24 3 尼龙市场空间巨大，未来看中国 . 26 3.1 服饰领域需求新风尚 . 26 3.2 交运领域需求新升级 . 27 3.3 新场景带来新增量 . 31 3.4 尼龙的发展前景看中国 . 33 4 重点公司 . 40 4.1 凯赛生物 . 40 4.2 万华化学 . 41 4.3 金发科技 . 42 4.4 新和成 . 44 4.5 华峰集团 . 45 4.6 神马股份 . 47 4.7 天辰齐翔 . 49 4.8 鲁西化工 . 51 4.9 华鲁恒升 . 52 5 风险提示 . 54 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 4 / 55 证券研究报告 图表目录 图表 1 尼龙诞生至今 80 多年，家族不断壮大 . 7 图表 2 常见尼龙命名中的数字含义 . 9 图表 3 部分尼龙核心性能差异 . 9 图表 4 尼龙的应用遍布服装制造、日用品、交通运输和电子电器等多个领域 . 10 图 表 5 常见的五大通用塑料、五大工程塑料及部分特种塑料 . 11 图表 6 塑料金字塔可以直观表现出不同塑料当前市场空间 . 12 图表 7 塑料的发展也是替代其他材料的过程 . 12 图表 8 受多种因素影响不同塑料之间存在替代效应 . 13 图表 9 塑料发展史 . 14 图表 10 尼龙与其他塑料的性质对比 . 16 图 表 11 50%以上尼龙应用于汽车领域 . 17 图表 12 尼龙是汽车领域中占比最高的工程塑料 . 17 图表 13 制约尼龙发展的唯一因素即成本 . 18 图表 14 三种使用最普遍的通用工程塑料生产成本对比 . 19 图表 15 尼龙 66 成本透视 . 19 图表 16 尼龙 66 价格与价差 . 20 图表 17 己二腈的主流 生产工艺中丁二烯法最佳 . 20 图表 18 尼龙 6 的国产化历史经验 . 21 图表 19 尼龙 6 价格随着原料己内酰胺国产化产能增长价格明显回落 . 21 图表 20 中国尼龙 6 切片产需情况 . 22 图表 21 中国尼龙 6 切片进出口情况 . 22 图表 22 中国尼龙 66 切片产需情况 . 22 图表 23 中国尼龙 66 切片进 出口情况 . 22 图表 24 尼龙 6 生产工艺流程 . 23 图表 25 尼龙 66 生产工艺流程 . 23 图表 26 己二腈技术国产化进度 . 23 图表 27 国内在建己二腈项目产能达 100 万吨 /年 . 24 图表 28 部分生物基尼龙及生产厂商 . 25 图表 29 生物法尼龙与传统路线尼龙的生产成本对比 . 25 图表 30 PRADA 的尼龙应用历史 . 26 图表 31 PRADA 的尼龙产品布局 . 27 图表 32 PRADA 的尼龙产品应用场景 . 27 图表 33 汽车减重对燃油汽车和电动汽车都至关重要 . 28 图表 34 尼龙在传统燃油汽车的不同部位都有应用分布 . 28 图表 35 尼龙在传统燃油汽车的应用场景 . 29 图表 36 国内汽车产量变化 . 30 图表 37 国内新能源汽车产量变化 . 30 图表 38 尼龙在新能源汽车上的部分应用，新能源汽车更愿尝试新材料 . 30 图表 39 尼龙在新能源汽车的应用场景 . 31 图表 40 3D 打印材料市场规模仍在高速增长 . 31 图表 41 尼龙在 3D 打印材料中占比较高 . 32 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 5 / 55 证券研究报告 图表 42 尼龙在 3D 打印中大放异彩 . 32 图表 43 赢创发明尼龙新材料 . 33 图表 44 国内尼龙 6 产能分布及未来新增产能 . 34 图表 45 国内尼龙 66 产能分布及未来新增产能 . 35 图表 46 目前全球己二腈产能集中，技术垄断 . 35 图表 47 英威达己二腈产能占到世界一半以上 . 35 图表 48 国内未列明腈基化合物的进口量维持高水平 . 36 图表 49 国内其他尼龙产能分布及未来新增产能 . 37 图表 50 尼龙 6 需求结构 . 38 图表 51 尼龙 66 需求结构 . 38 图表 52 全球 (不含中国 )尼龙 6 表观消费量 . 38 图表 53 全球 (不含中国 )尼龙 66 表观消费量 . 38 图表 54 中国尼龙 6 表观消费量 . 39 图表 55 中国尼龙 66 表观消费量 . 39 图表 56 国内尼龙 2025 年和 2030 年需求空间测算 . 39 图表 57 凯赛生物产品产能情况 . 40 图表 58 凯赛生物尼龙产品发展历程 . 40 图表 59 凯赛生物营收、毛利和毛利率 . 41 图表 60 凯赛生物现金流变化 . 41 图表 61 凯赛生物 ROE、 ROIC 变化 . 41 图表 62 凯赛生物研发支出和占比变化 . 41 图表 63 万华化学营收、毛利和毛利率 . 42 图表 64 万华化学现金流变化 . 42 图表 65 万华化学 ROE、 ROIC 变化 . 42 图表 66 万华化学研发支出和占比变化 . 42 图表 67 金发科技产品产能情况 . 43 图表 68 金发科技尼龙产品发展历程 . 43 图表 69 金发科 技营收、毛利和毛利率 . 43 图表 70 金发科技现金流变化 . 43 图表 71 金发科技 ROE、 ROIC 变化 . 44 图表 72 金发科技研发支出和占比变化 . 44 图表 73 新和成产品产能情况 . 44 图表 74 新和成营收、毛利和毛利率 . 45 图表 75 新和成现金流变化 . 45 图表 76 新和成 ROE、 ROIC 变化 . 45 图表 77 新和成研发支出和占比变化 . 45 图表 78 华峰化学产品产能情况 . 46 图表 79 华峰集团尼龙产品发展历程 . 46 图表 80 华峰化学营收、毛利和毛利率 . 46 图表 81 华峰化学现金流变化 . 46 图表 82 华峰化学 ROE、 ROIC 变化 . 47 图表 83 华峰化学研发支出和占比变化 . 47 图表 84 神马股份主要产品产能情况 . 48 图表 85 神马股份营收、毛利和毛利率 . 48 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 6 / 55 证券研究报告 图表 86 神马股份现金流变化 . 48 图表 87 神马股份 ROE、 ROIC 变化 . 49 图表 88 神马股份研发支出和占比变化 . 49 图表 89 齐翔腾达产品产能情况 . 49 图表 90 尼龙 66 项目建设单位股权情况 . 50 图 表 91 齐翔腾达营收、毛利和毛利率 . 50 图表 92 齐翔腾达现金流变化 . 50 图表 93 齐翔腾达 ROE、 ROIC 变化 . 50 图表 94 齐翔腾达研发 支出和占比变化 . 50 图表 95 鲁西化工产品产能情况 . 51 图表 96 鲁西化工营收、毛利和毛利率 . 51 图表 97 鲁西化工现金流变化 . 51 图表 98 鲁西化工 ROE、 ROIC 变化 . 52 图表 99 鲁西化工研发支出和占比变化 . 52 图表 100 华鲁恒升产品产能情况 . 52 图表 101 华鲁恒升营收、毛利和毛利率 . 53 图表 102 华鲁恒升现金流变化 . 53 图表 103 华鲁恒升 ROE、 ROIC 变化 . 53 图表 104 华鲁恒升研发支出和占比变化 . 53 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 7 / 55 证券研究报告 1 尼龙 经久不衰 尼龙 ，英文 nylon，聚酰胺（ PA）的俗称， 是五大工程塑料之首， 凭借品种 丰富 、 性质优异，应用已拓展至 纺服 、 汽车 、电子等方方面面，而且在新能源、 3D 打印等 新场景中也 在 大放异彩 。 尼龙是一种既古老又 年轻 的材料，在被发明的近百年历史 中不断推陈出新，形成丰富的牌号，适用多种场景。依赖不断的技术和牌号的迭代 ， 尼龙成为极少数尚未技术普及的塑料之一。 1.1 尼龙 家族成员多，应用广 1935年，著名化学家卡罗瑟斯博士在杜邦公司的实验室中首次合成出聚酰胺 66， 1938 年杜邦将这种产品工业化， 商品 起名 nylon（ 中文音译， 尼龙 ） 。 由于尼龙的名 称更加深入人心， 之后尼龙逐渐与聚酰胺划上等号。经过近百年的发展，尼龙家族 不断壮大 。根据我们统计，目前商业化的尼龙品种超过 20 种（不包括复合材料）， 在最初的尼龙 6 和尼龙 66 之后，陆续增加的尼龙品种既包括如尼龙 6 一样以环内酰 胺形成的尼龙，也有如尼龙 66 一样以二元胺和二元酸合成而来 的尼龙。 不同的尼龙 结构 、 性质不同，极大地丰富了应用场景。 图表 1 尼龙 诞生至今 80 多年 ，家族不断壮大 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 8 / 55 证券研究报告 根据聚合单体 尼龙 有四类 命名 ：脂肪族 PAm、脂肪族 PAmn、半芳香族 PAmT、芳 香族 PPTA 等 。 脂肪族尼龙的聚合单体为 脂肪族 二元酸、 脂肪族 二元胺或者内酰胺， 半芳香族尼龙通常由 对 苯二甲酸和芳香族二元胺聚合成，芳香族尼龙则由芳香族二 元胺、芳香族二元酸或氨基酸聚合而成。 资料来源： cnki， 环评报告， 搜狐网， 华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 9 / 55 证券研究报告 图表 2 常见尼龙 命名中的数字含义 PAm（脂肪族） PAmn（脂肪族） 通过氨基酸或内酰胺开环聚合 ， 命名根据单体碳链上 碳原子个数 ， 如 6 个碳原子命名为 PA6、 PA12 等。 图例 如下： 由 脂肪族 二元胺和 脂肪族 二元酸聚合得到 ， m 代表单体二 元胺中 碳原子个数 ， n 代表单体二元酸 中 碳原子个数 ， 聚 合物 命名为 PAmn（胺前酸后） ，常见如 PA56,PA66 等 。 图 例如下： PAmT（半芳香族） PPTA、 MPIA、 PBA（芳香族） 由 对 苯二甲酸和 脂肪族 二元胺聚合得到， m 代表单体二 元胺中 碳 原子个数 。如 PA6T、 PA10T 等 。 图例如下： 俗称芳纶， 由 芳香族 原料 聚合 而成 或由氨基酸自缩聚 ， 如 凯夫拉 即 PPTA（芳纶 1414） 、 MPIA（芳纶 1313）、 PBA（芳 纶 14） 。 图例如下： 资料来源： 中纺学产业研究院 ，华安证券研究所 根据应用市场规模， 除 PA6、 PA66 外的尼龙产品被称为特种尼龙 。 特种尼龙中： （ 1）高温尼龙可以长期在 150以上使用，熔点一般在 290 -320，主要包括 PA46、 PA4T、 PA6T、 PA9T、 PA10T 等。（ 2）长碳链尼龙占据了主导地位，即重复单体中碳原 图表 3 部分 尼龙 核心性能差异 产品 PA6 PA12 PA66 PA56 PA6T PA9T PPTA 分类 脂肪族 脂肪族 半芳香族 芳香族 熔点 熔点高代表能在更高温度下保持固态，并非越高越好，需要低于热分 解温度 。 225 172-178 263 260 370 308 370 热变形温度 ， 0.46Mpa 热变形温度越高代表耐热性越好，同种材料压力越高热变形温度越低 。 120 145 180-240 188 285 (1.8MPa） 295 (1.8MPa) 300 收缩率 % 收缩率是指塑料从模具中取出冷却后尺寸缩减的程度，越小越好 。 0.5-1.5 0.5-2 0.7-3 1-1.5 0.8-1 0.6 1.5-2 24h 吸水率 % 吸水率在不同场景中需求不同，防水用途吸水率越低越好，服 装用途吸水率高更舒服 2.6 0.25 1.8 14 1.9 0.9 0.5-0.7 泰伯磨耗 /mg 1000 次 ,干 燥 泰伯磨耗越低，代表越耐磨 6 4 8 - 23 11 - 相对成本 成本与原料供应、技术路线、产能规模等相关 。 低 较高 较高 中 较高 高 高 资料来源： cnki， Omnexus， 华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 10 / 55 证券研究报告 子数量超过 10 的尼龙，主要包括 PA12、 PA11、 PA610、 PA612、 PA410、 PA1010 和 PA1012 等。（ 3）透明尼龙的透光率高，优于 PC，接近 PMMA，包括透明 PA12、透明 PA6/PA66 共聚物等。（ 4）生物基尼龙是相对于石油基而言的，以 PA56 为例， 1， 5- 戊二胺采用可再生生物质原料，通过基因工程改造的微生物菌种发酵生产。（ 5）尼 龙弹性体（ TPAE）是由高熔点结晶性聚酰胺硬链段和非结晶性的聚醚或聚酯 软链段 组成的嵌段共聚物。 不同尼龙的 性质 不同决定了各自的应用场景有所差别 。比如， PA56 吸水率 最 高 ，与人体接触更加舒服，可以 应用于服装领域 。 PA12 吸水性 很 低 、 尺寸稳定性更 好 ， 适用于 汽车燃油管 、 气制动软管等 场景 。 正是由于尼龙丰富的品种 ， 优异的综 合性能 ， 自发明以来的 80 多年已经在我们身边无处不在 ， 应用 范围 遍布服装领 域 、 日用品制造 、 汽车运输领域 、 电子电气领域等 。 图表 4 尼龙 的 应用 遍布服装制造、日用品、交通运输和电子电器等多个领域 资料来源：华安证券研究所整理 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 11 / 55 证券研究报告 1.2 尼龙 是 最好的工程塑料之一 塑料可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料，其中工程塑料又包括通用工程 塑料和特种工程塑料。通用塑料即常见的聚乙烯、聚丙烯、 ABS 等 ，技术 相对 成熟、 使用 十分 广泛。工程塑料往往具有一定的力学性能，用于对塑料要求更为苛刻的领 域，可 以 替代金属材料。特种塑料 是 根据 电子电工、航空航天、军工等领域 的 要求而 发展起来的一类综合性能优异的结构型耐热热塑性工程塑料和耐热聚合物 。 图表 5 常见的五大通用塑料 、 五大 工程塑料 及部分特种塑料 种类 产品 性质及用途 五大 通用塑料 聚乙烯（ PE） 质轻、耐低温、绝缘、不耐热。多用作薄膜。 聚丙烯（ PP） 无色无臭无毒、耐水中蒸煮、不耐低温冲击。最轻的通用塑料。 作食品容器、薄膜、一次性注射器等。 聚氯乙烯（ PVC） 阻燃、机械强度高、绝缘、但对光 /热稳定性差。 作薄膜、管材、人造革等。 聚苯乙烯（ PS） 无色透明、自由着色、耐腐蚀但耐氧化差、脆。作开水容器、灯 罩、薄膜。 丙烯腈 -丁二烯 -苯乙 烯共聚物 (ABS) A 使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度， B 使其具有高弹 性和韧性， S 使其具有 热塑性塑料的加工成型特性并改善电性 能。作车身外板、保险杠、安全帽。 五大 工程塑料 聚酰胺（ PA，尼龙） 耐磨、 使用温度广、品种多、兼具刚性和韧性 ， 用途广泛 。 聚碳酸酯（ PC） 光学性好、阻燃、抗氧化。作玻璃 替代品 、光盘等 。 聚甲醛（ POM） 耐溶、耐疲劳 、 摩擦系数小。作齿轮轴承等。 聚苯醚（ PPO） 耐热性好、难燃、无毒。作耐热件等。 聚酯（ PBT、 PET） 强度高、耐疲劳、绝缘性好。作零件等。 特种塑料 聚酰亚胺 类 （ 如聚酰 亚胺 PI、聚醚酰亚 胺 PEI、聚酰胺酰亚 胺 PAI） PI 使用温度 范围广，热稳定性优异。作薄膜、半导体元件等。 PEI 高温下有高强度、尺寸稳定性。作耐高温端子、 IC 底座等。 PAI 使用温度范围广，耐辐射性佳。作机械轮、航空电子零件。 聚砜（ PSU） 高强度、抗冲击、抗酸碱、抗氧化。作耐压器具等。 聚苯硫醚（ PPS） 可连续使用温度高、自熄性、耐化学优异。作零件和模型制品。 聚醚醚酮（ PEEK） 耐高温、柔韧性强、加工成型性好。作植入人体锚钉等。 聚四氟乙烯（ PTFE） 已知摩擦系数最小（润滑性）、表面能最小（表面不粘性）的固 体，耐强酸（王水等）。作火箭内壁、不 粘锅涂层。 资料来源： cnki，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 12 / 55 证券研究报告 图表 6 塑料金字塔可以直观表现出不同塑料 当前市场空间 资料来源： Onlineplastics，华安证券研究所 图表 7 塑料 的发展也是 替代其他材料的 过程 资料来源：华安证券研究所 整理 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 13 / 55 证券研究报告 自然界中任何事物的发展都遵循“优胜劣汰”的法则。塑料不断普及使用的过程， 也是一个逐步取代其他材料的过程。 在众多 塑料 产品 之间也出现了相互替代 的情况 。比如，曾经 全 球使用量第一 的 聚氯 乙烯，其最大特点是防火耐热，后被发现燃烧过程中会释放出极强致癌物二噁英，出于 安全性考虑在食品包装领域被聚乙烯、聚丙烯等塑料替代； 又比如， 目前为了解决白色 污染问题 ， 我国各地逐渐用 PLA、 PBAT 等生物可降解塑料 及 薄壁塑料容器 来替代一次性 塑料制品，从而减少一次性塑料使用总量。 从第一个 塑料 产品 赛璐珞 被发明 ， 至今 已经经过了 150 多年 。塑料的 发展可以大致 分为三个 阶段 ：第一阶段是 天然高分子材料阶段 ，主要是以天然纤维素的改性和加工为 主， 该阶段的 产品 赛璐 珞 用硝酸纤维素 、 樟脑 、 酒精等制成 ，主要用在马车或汽车的风 挡或 电影胶片 上 ，直 到 1904 年全世界产 量仅 1 万吨。第二阶段是合成树脂阶段，这一阶 段中科学家突破了合成树脂制塑料的技术， 1909 年 成功合成 出 酚醛塑料，后来 又 陆续发 明了 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等通用塑料，大大丰富了塑料市场。 第三阶段是 进入 20 世纪 70 年代后 ，塑料真正进入了大发展阶段。随着塑料品种的丰富、产能的提升， 人们对塑料的认识也 更加全面，塑料行业全面腾飞。 图表 8 受多种因素影响 不同 塑料之间 存在 替代 效应 因素 原 有 材料 替代材料 环保 角度 一次性塑料制品 易环境降解塑料包装材料 易回收处理塑料包装材料 薄壁瓶及容器 可食薄膜 食品 安全 角度 聚氯乙烯 聚乙烯、聚丙烯、 聚酯 性能 及 功能 角度 普通塑料包装 高阻渗性塑料包装 普通保鲜膜 采用微孔透气保鲜膜以及除氧剂与 阻渗薄膜结合的材料 稳定性、抗冲击性 角度 通用塑 料 工程塑料 改性塑料 资料来源：华安证券研究所 整理 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 14 / 55 证券研究报告 图表 9 塑料发展 史 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 15 / 55 证券研究报告 在如此 多 的 塑料 品类 中 ， 尼龙 之所以 能 成为 五大 通用 工程塑料之一 ，并位居魁首 ， 在于 丰富而优异的性能 。 尼龙 的 优点 概括起来 是结实耐磨 、密度小 、 耐疲劳、化学稳定 性好 、兼具 一定的 刚性和韧性 等。 资料来源： 塑料发展史 ， 华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 16 / 55 证券研究报告 汽车工业是检验材料性能最佳试验场。 尼龙在汽车领域应用最为广泛 ， 有 50%以上 的尼龙被用于制作汽车领域相关产品 ， 有尼龙纤维产品 ： 空气气囊 、 安全带 、 座椅织物 ， 也有尼龙塑料产品 ： 齿轮 、 卡扣 、外壳 以及 进 气歧管等 发动机相关塑料 。 图表 10 尼龙与其他塑料的 性质 对比 性能 单位 PA6 PA66 PA6T PE PPO POM PC PET ABS 泰伯磨耗 （ 干磨 ） mg(100 0 次 ) 6 8 23 高 UPE:2 20 13 10-15 30 110 密度 g/cm3 1.14 1.15 1.63 0.94-0.96 1.06 1.41 1.2 1.38 1.04 熔点 225 263 370 130 268 165-175 220 254 130 热变形 温度 120 180- 240 285(1.8M Pa) 38-80 190 124 130 75 50 摩擦系数 0.26 0.26 0.2-0.5 0.2 0.4-0.55 0.15 0.38 0.1 0.5 吸水率 % 2.6 1.8 1.9 0.01 0.25 0.21 0.2 0.3-0.4 0.2 收缩率 % 0.5-1.5 0.7-3 0.8-1 1.5-5 0.5-0.7 1.9-2.3 0.8 1.2-2 0.4-0.7 拉伸模量 MPa 2600 3200 2700-3000 110-950 2600 2800 2200 2000-2700 2900 弯曲模量 MPa 2400 2900 2700-3000 400-1400 2000 2600 2000 2000-2700 3000 备注 1.泰伯磨耗数值代表测量试样在一定转数磨耗后质量损失的大小，越小代表越耐磨； 2.密度越小代表材料更轻 ； 3.为了加工方便 ， 塑料 熔点 、 热变形温度并非越高 越好 ， 应低于热分解温度 ； 4.摩擦系数低意味着润滑性好 ； 5.吸水率在不同场景中数值高低各有优势 ； 6.收缩率是 塑料制件从模具中取出冷却后尺寸缩减的程度； 7.拉伸 模量 、 弯曲模量 数值越大，代表材料 受力越难变形。 资料来源： 中国塑料物性网， cnki,goodfellow，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 17 / 55 证券研究报告 在车用塑料领域 ，尼龙 是使用最多的工程塑料 。 未来随着汽车轻 量化、以塑代钢的 进一步发展， 车用塑料 需求 的 整体增长也势必会带动尼龙应用的进一步扩大。 图表 11 50%以上 尼龙 应用于汽车领域 资料来源： cnki，华安证券研究所 图表 12 尼龙 是汽车领域中占比最高的工程塑料 资料来源： 塑料工业 ,华安证券研究所 聚丙烯 , 32% 尼龙 , 20%聚氨酯 , 17% 聚氯乙烯 , 16% 聚碳酸酯、聚 甲醛、聚苯 醚、聚酯 , 15% Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 18 / 55 证券研究报告 2 成本是尼龙 发 展 的紧箍咒 成本是 尼龙 进阶 的枷锁。 尽管尼龙 综合 性质 极佳 ，但 仍有巨大的市场处女地等待开拓。 例如，普通尼龙 6 的全球消费量是高性能的尼龙 66 和特种尼龙的 2 倍，究其根本是成本。 成本高企的 原因有二 ： 1） 类似己二腈这样的尼龙合成关键中间品长期垄断在杜邦、奥升德、巴 斯夫等几家巨头手中 ，产能释放缓慢，采购成本居高不下； 2） 对于特种尼龙，普遍 使用的化学合成路线存在生产流程长、技术复杂等 弊端 。 解决之道对应有两条 ： 1） 国内企业 逐渐 打破技术垄断 ，例如，华峰集团、天辰 齐翔（天辰设计院和齐翔腾达合资公司）、神马股份等陆续突破尼龙 66 关键中间体 己二腈的 技术难题；万华化学已突破 特种 尼龙 12 的关键技术等。 我们在重新认识 万华化学的深度报告中已经证明，中国制造业成本优势的本质是全球 范围内都 极 具竞争力的投资强度。 一旦国内企业 突破技术，开始扩张，其 投资强度带来的成本 优势将领先全球 。 2） 尼龙是一种含 N（ 氮原子 ） 的聚合物，而化学合成的原料是由 C（ 碳原子）和 H（ 氢原子）组成的化石资源。 在 C、 H 组成的物质中引入杂原子，例 如 N 是相对困难的。 但是生物体内的代谢 中心内容 是氨基酸，是由 C、 H、 O（氧原 子）、 N 组成的 ，因此利用生物体制备同样由 C、 H、 O、 N 组成的尼龙有望成为新的技 术路径。 2.1 技术垄 断和 技术路线 导致高成本 从成本看 ， 比较三种使用最广泛的通用工程塑料， 尼龙 66 单吨成本与 PC 和 PBT 相 比不占优势 ， 最主要原因是单吨原料成本过高 ，即己二胺的价格高导致尼龙 66 较其他塑 料 有 成本 劣势 ，根本在于己二腈价格高企 ，己二腈价格高一方面是 技术高度集中，产能 集中在英威达、巴斯夫等少数几家国外企业，外企生产成本更高；另一方面是目前己二 腈生产技术存在天然劣势，技术路线简单的丙烯腈法能耗高、污染大，相对环保的丁二 烯、己二腈法，存在分离困难、生产流程长等限制条件，导致目前技术路线下的生产成 本高 。 图表 13 制约 尼龙 发展 的 唯一 因素 即成本 制约 因素 成本 技术垄断 己二胺等二元胺是尼龙行业的重要原料，在国内的 发展状况不尽理想，进口依赖度较高，原材料供应 成本较高。 化学路线 缺陷 化学法二元胺生产流程长、技术复杂，天然存在劣 势。 资料来源： cnki，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 19 / 55 证券研究报告 由于己二胺 /己二腈产能高度集中，产业链 极为 脆弱 。在价格复盘中可以看到， 2018 年，索尔维、奥升德、巴斯夫等己二腈生产企业陆续由于天气和原料等不可抗力原因停 产， 己二胺价格 短时间内 高涨，尼龙 66 价格倒挂，装置亏损。 图表 14 三种 使用最 普遍的通用工程塑料 生产 成本对比 PC PBT PA66 单吨产能投资额（万元） 1.6 0.83 1.3 单吨原料成本（元 /吨） 17682 12114 22959 单吨折旧（元 /吨） 1436 753 1135 单吨 生产 成本（元 /吨） 22600 13334 25394 备注 ： 原料价格采用 2021 年 6 月 7 日 价格 。 资料来源： 环评报告 ，华安证券研究所 图表 15 尼龙 66 成本 透视 资料来源： 环评报告 ，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 20 / 55 证券研究报告 在技术方面 ， 己二腈有三种生产工艺：丙烯腈法、丁二烯法和己二酸法。 其中 ， 丁 二烯法以丁二烯、甲醇、氨为原料，原料价廉易得、路线短、无污染、能耗低、成本 低，是目前最先进、最理想、最重要的生产工艺路线。目前 丁二烯法 被英威达和巴斯 夫（含索尔维）联手垄断。 丁二烯法 最大难点在于在生产过程中组分复杂，主要组分 之间沸点接近，制备己二腈过程 中的 产物分离纯化十分困难。 国内为冲破国外垄断 ， 也曾多次尝试己二腈的国产化 ， 但 屡次碰壁。 2.2 国产化从投资强度入手降低成本 尼龙 6 的成本下降复盘再次验证了，随着国内企业技术突破，国产化拥有的投 资强度优势可以将 原本高不可攀的材料价格打下来。 图表 16 尼龙 66 价格与价差 资料来源： wind，华安证券研究所 图表 17 己二腈的主流生产工艺中丁二烯法最佳 项目 丙烯腈法 丁二烯法 己二酸法 有隔膜法 无隔膜法 直接氰化法 氨化法 原料成本 高 高 较高 较高 工艺路线 简单 简单 复杂 较 复杂 能耗 高 一般 较低 高 生产规模 小 小 大 中 产品质量 一般 高 高 较低 收率 较低 较高 高 较低 环保 污染大 污染大 一般 一般 投资 较低 较低 高 较低 代表公司 旭化成 奥升德 英威达 、 巴斯夫 华峰集团 资料来源： cnki，华安证券研究所 -20000 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 2016-09-01 2017-09-01 2018-09-01 2019-09-01 2020-09-01 价差（元 /吨） 己二胺（元 /吨） PA66切片（元 /吨） 己二酸（元 /吨） Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明 及评级说明 21 / 55 证券研究报告 1958 年我国从德国引进 PA6 聚合纺丝设备 ， 并在北京建 成第一套 PA6 工业生产装 置 。之后四十多年里，国内 先后通过消化吸收国外的技术设备 建成一批企业。但由于原 料己内酰胺进口依存度高，未能形成完整快速、规模化发展。 直到 90 年代初中国石化在 帝斯曼环己酮磷酸羟胺法（ HPO）生产工艺的基础上，开发出具有自主知识产权的以环 己酮氨肟化为核心的己内酰胺成套生产技术，打破了己内酰胺生产技术长期被国 外少数 公司垄断的局面，己内酰胺生产能力、产量 得到了快速增长。 关键中间品己内酰胺 的稳定供应极大地推动了 PA6 的扩张 。 PA6 切片产量和价格更 具竞争力，下游应用领域需求进一步释放，原材料限制对行业发展影响减弱，行业迎来 快速发展周期。过去六年里，尼龙 6 切片的产量和需求量逐年增加的同时， 进口量逐年 下降，甚至还有部分出口。 图表 18 尼龙 6 的国产化历史经验 资料来源： 华经产业研究院 ，华安证券研究所 图表 19 尼龙 6 价格随着 原料己内酰胺 国产化 产能增长价格明显回落 资料来 源： wind，百川盈孚，华安证券研究所 0 100 200 300 400 500 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 己内酰胺产能（万