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化工行业深度报告:氢化丁腈-橡胶领域皇冠明珠,进军锂电赛道,市场潜力蓄势待发

化工行业深度报告:氢化丁腈-橡胶领域皇冠明珠,进军锂电赛道,市场潜力蓄势待发

研报

化工行业深度报告:氢化丁腈-橡胶领域皇冠明珠,进军锂电赛道,市场潜力蓄势待发

  氢化丁腈-橡胶领域的皇冠明珠,其综合性能十分出众,可用于多种严苛环境   氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶(NBR)经过催化加氢制得的新型弹性体。氢化丁腈橡胶结构中的四大基团为其带来了优秀的综合性能:由于氰基的存在,氢化丁腈橡胶具有和丁腈橡胶同样优异的耐化学稳定性;加氢反应减少了不饱和双键,使氢化丁腈橡胶相比丁腈橡胶具有更好的耐热性、耐候性、耐介质性;而反应中残留的部分不饱和双键也为硫化提供了交联点。因此,相比普通丁腈橡胶,氢化丁腈橡胶所具备的特殊性能使其可以被应用于更苛刻的环境中。   HNBR技术壁垒高,目前全球仅四家生产企业   氢化丁腈橡胶生产工艺中多个环节存在需要攻克的难点,对企业的研发能力和技术水平有相当高的要求,目前全球范围仅有四家企业具备规模化生产能力。阿朗新科产能11,000吨/年,采用均相溶液加氢法;日本瑞翁产能12,500吨/年,采用非均相溶液加氢法;赞南科技产能1,000吨/年,采用均相溶液加氢法;道恩股份现有1,000吨/年氢化丁腈橡胶生产能力,另有2000吨/年产能正在建设中,公司采用均相溶液加氢法。氢化丁腈橡胶下游主要为汽车同步带、密封垫片等。同步带用于同步汽车引擎中各缸体的进排气时间,厂家通常建议每6-8万公里或使用5年更换一次。氢化丁腈橡胶制造的汽车同步带具有高传动、低偏向和良好的抗曲扰龟裂性能,安全行驶里程极限可达100-150万公里,使用寿命大幅提高。   HNBR进军锂电领域,用途多样,市场潜力蓄势待发   结合当前的论文研究成果,HNBR可应用于锂电领域的电池粘结剂、分散剂、固态电解质,其他应用领域正在研究和突破。电池粘结剂是锂离子电池中重要的组成部分,对电池电化学性能有重要影响。氢化丁腈作为锂离子电池粘结剂性能表现优异,是PVDF的潜在替代品,具有优异的机械性能、粘附性、电化学稳定性、循环性能,同时成本较低。分散剂是浆料的重要组分,由于导电剂在电极浆料组合物中不均匀地溶解,颗粒间易发生分散或团聚,造成浆料内部均匀性降低,影响成品电池使用寿命,具有安全隐患。因此浆料中需要加入分散剂,促进各种颗粒的分散。瑞翁和LG已有相关专利认证,确认了氢化丁腈在分散剂领域应用的可行性。我们预计PVDF在锂电应用的市场规模将在2025年达到10万吨以上量级,HNBR替代大有可为。电解质是电池的核心组成部分之一,是电池正负极间起离子移动、电流传导的媒介,其品质直接影响电池的能量密度、使用寿命、循环性能。氢化丁腈橡胶有望应用于制造理想的固态电池电解质,目前已有实验室成功范例,随着电池技术的革新和突破,未来发展空间可期。   受益标的:道恩股份   道恩股份目前拥有产能1,000吨/年,另有2000吨/年产能建设中。   风险提示:市场需求下滑、下游应用突破不及预期、产品价格大幅下降。
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    开源证券股份有限公司

  • 发布日期:

    2022-06-30

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  氢化丁腈-橡胶领域的皇冠明珠,其综合性能十分出众,可用于多种严苛环境

  氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶(NBR)经过催化加氢制得的新型弹性体。氢化丁腈橡胶结构中的四大基团为其带来了优秀的综合性能:由于氰基的存在,氢化丁腈橡胶具有和丁腈橡胶同样优异的耐化学稳定性;加氢反应减少了不饱和双键,使氢化丁腈橡胶相比丁腈橡胶具有更好的耐热性、耐候性、耐介质性;而反应中残留的部分不饱和双键也为硫化提供了交联点。因此,相比普通丁腈橡胶,氢化丁腈橡胶所具备的特殊性能使其可以被应用于更苛刻的环境中。

  HNBR技术壁垒高,目前全球仅四家生产企业

  氢化丁腈橡胶生产工艺中多个环节存在需要攻克的难点,对企业的研发能力和技术水平有相当高的要求,目前全球范围仅有四家企业具备规模化生产能力。阿朗新科产能11,000吨/年,采用均相溶液加氢法;日本瑞翁产能12,500吨/年,采用非均相溶液加氢法;赞南科技产能1,000吨/年,采用均相溶液加氢法;道恩股份现有1,000吨/年氢化丁腈橡胶生产能力,另有2000吨/年产能正在建设中,公司采用均相溶液加氢法。氢化丁腈橡胶下游主要为汽车同步带、密封垫片等。同步带用于同步汽车引擎中各缸体的进排气时间,厂家通常建议每6-8万公里或使用5年更换一次。氢化丁腈橡胶制造的汽车同步带具有高传动、低偏向和良好的抗曲扰龟裂性能,安全行驶里程极限可达100-150万公里,使用寿命大幅提高。

  HNBR进军锂电领域,用途多样,市场潜力蓄势待发

  结合当前的论文研究成果,HNBR可应用于锂电领域的电池粘结剂、分散剂、固态电解质,其他应用领域正在研究和突破。电池粘结剂是锂离子电池中重要的组成部分,对电池电化学性能有重要影响。氢化丁腈作为锂离子电池粘结剂性能表现优异,是PVDF的潜在替代品,具有优异的机械性能、粘附性、电化学稳定性、循环性能,同时成本较低。分散剂是浆料的重要组分,由于导电剂在电极浆料组合物中不均匀地溶解,颗粒间易发生分散或团聚,造成浆料内部均匀性降低,影响成品电池使用寿命,具有安全隐患。因此浆料中需要加入分散剂,促进各种颗粒的分散。瑞翁和LG已有相关专利认证,确认了氢化丁腈在分散剂领域应用的可行性。我们预计PVDF在锂电应用的市场规模将在2025年达到10万吨以上量级,HNBR替代大有可为。电解质是电池的核心组成部分之一,是电池正负极间起离子移动、电流传导的媒介,其品质直接影响电池的能量密度、使用寿命、循环性能。氢化丁腈橡胶有望应用于制造理想的固态电池电解质,目前已有实验室成功范例,随着电池技术的革新和突破,未来发展空间可期。

  受益标的:道恩股份

  道恩股份目前拥有产能1,000吨/年,另有2000吨/年产能建设中。

  风险提示:市场需求下滑、下游应用突破不及预期、产品价格大幅下降。

中心思想

本报告的核心观点是:氢化丁腈橡胶(HNBR)作为一种高性能弹性体,凭借其优异的综合性能和较高的技术壁垒,在传统领域(汽车、石油化工等)占据重要地位,并展现出在锂电领域巨大的市场潜力。道恩股份作为国内HNBR生产企业,值得关注。

HNBR市场现状及未来发展趋势

HNBR市场目前寡头垄断,全球仅四家企业具备规模化生产能力,技术壁垒较高。但随着新能源汽车和储能产业的快速发展,HNBR在锂电领域的应用前景广阔,市场潜力巨大。

道恩股份投资价值分析

道恩股份作为国内HNBR生产企业,拥有1000吨/年产能,另有2000吨/年产能正在建设中,有望受益于HNBR市场需求的增长。

主要内容

1. 氢化丁腈橡胶:性能优异,技术壁垒高

1.1 HNBR的优异性能

HNBR是由NBR经催化加氢制得,继承了NBR的耐油性、耐化学性,并通过加氢反应提升了耐热性、耐候性、耐介质性。其结构中的氰基、残留1,4结构、饱和1,4结构和饱和1,2结构赋予了其优异的综合性能,使其适用于更苛刻的环境。

1.2 HNBR生产工艺及技术壁垒

HNBR的工业化生产主要采用NBR溶液加氢法,包括均相溶液加氢法和非均相溶液加氢法。两种方法均存在技术难点,例如催化剂体系设计、均相/非均相的选择、催化剂脱除回收以及反应后胶液后处理等,这些都构成了较高的技术壁垒。目前使用的催化剂多为贵金属催化剂,成本较高。

1.3 全球HNBR市场格局

全球HNBR市场高度集中,阿朗新科和日本瑞翁占据主导地位,产能合计超过全球总产能的90%。国内仅有道恩股份和赞南科技实现量产,产能相对较小。

2. HNBR的应用领域

2.1 HNBR在传统领域的应用

HNBR在汽车工业(同步带、密封件)、石油化工(密封圈、油管)、机械工业和航空航天等领域具有广泛应用,其优异的性能使其能够替代部分丁腈橡胶和氟橡胶。

2.2 HNBR在锂电领域的应用潜力

HNBR在锂电领域具有巨大的应用潜力,可作为电池粘结剂、分散剂、隔膜涂覆材料和固态电解质材料。

2.2.1 HNBR作为粘结剂

研究表明,HNBR作为锂离子电池粘结剂,性能优于PVDF,具有优异的机械性能、粘附性、电化学稳定性和循环性能,且成本较低,是PVDF的潜在替代品。

2.2.2 HNBR作为分散剂

瑞翁和LG已获得相关专利,证实了HNBR作为分散剂的可行性,可改善浆料分散性和流动性,提升电池性能。

2.2.3 HNBR在锂电隔膜涂覆中的应用

赞南科技的HNBR产品可应用于锂电隔膜涂覆,提升隔膜的热稳定性和耐刺穿能力。

2.2.4 HNBR作为固态电解质材料

HNBR有望应用于固态电池电解质,虽然目前离子导电性仍需提升,但已有实验室研究取得进展,未来发展空间巨大。

3. 受益标的:道恩股份

道恩股份是国内少数几家具备HNBR生产能力的企业之一,拥有1000吨/年产能,另有2000吨/年产能正在建设中,有望受益于HNBR市场需求的增长,尤其是在锂电领域的应用拓展。

4. 风险提示

市场需求下滑、下游应用突破不及预期、产品价格大幅下降等因素都可能对HNBR行业及相关企业造成不利影响。

总结

本报告分析了HNBR的市场现状、技术壁垒、应用领域以及未来发展趋势。HNBR凭借其优异的性能和广泛的应用前景,尤其是在锂电领域的巨大潜力,将迎来快速发展。道恩股份作为国内HNBR生产企业,有望受益于市场增长,但同时也面临市场竞争和技术风险。投资者需谨慎评估风险,做出理性投资决策。

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