机器人产业爆发，特种塑料迎机遇

行业深度 塑料 证券研究报告 机器人产业爆发，特种塑料迎机遇 2025年05月21日 重点股票 2024A 2025E 2026E 评级 EPS（元）PE（倍）EPS（元）PE（倍）EPS（元）PE（倍） 人工智能系列报告 评级领先大市 沃特股份 0.14 134.49 0.23 80.93 0.29 64.68 增持 评级变动： 首次 中研股份 0.32 117.55 0.38 99.03 0.44 86.78 增持 行业涨跌幅比较 43% 23% 3% -17% 塑料沪深300 资料来源：iFinD，财信证券 投资要点： 特种塑料作为高性能高分子材料的核心品类，凭借其耐高温、高强度、耐化学腐蚀等特性，已成为支撑高端制造、新能源、航空航天等战略产业的关键基础材料。2022年全球特种工程塑料市场规模达940亿元，2018-2022年复合增长率9.58%，而中国市场规模同期增长至135亿 元，占全球份额14%。主要的特种塑料品种包括聚碳酸酯、特种聚酰 2024-042024-072024-102025-012025-04 % 1M 3M 12M 塑料 10.34 4.18 21.24 沪深300 3.33 -1.07 5.99 周策分析师 执业证书编号:S0530519020001 zhouce67@hnchasing.com 相关报告 12025年基础化工策略报告：布局行业景气底 部，静待产业升级2025-01-24 2涤纶长丝行业深度：行业量变到质变，竞争格局改善有望提振利润2024-08-14 32024年基础化工策略报告：行业底部复苏，重 视供需格局2024-01-03 胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜等。尽管中国特种工程塑料市场规模不断扩大，但其自给率仍相对较低。 PEEK材料拥有出色的耐高温、耐化学腐蚀、高强度、高刚性、良好的尺寸稳定性和自润滑性等特点。其长期使用温度可达260℃，短期使用温度能达到300℃以上，同时在各种化学介质中表现稳定，机械性能在高温环境下依然保持良好。这些优异性能使得PEEK材料成为众多高端制造业的理想选择，在人形机器人领域的关节部位、传动部位等都有使用需求。相较于传统合金和不锈钢材料，PEEK材料在质量、自润滑性、耐腐蚀性方面有明显优势。综合考虑下来，假设通用性人形机器人的制造成本在10-15万元之间，丝杠、减速器以及轴承的价值量占比约为3.75万元-5.62万元，PEEK材料替代量在1-2%，则单台机器人需要PEEK材料的价值量约为1,367-4,102元。 PI(聚酰亚胺)是指分子结构主链中含有酰亚胺结构的高分子聚合物，PI具有最高的阻燃等级，良好的电气绝缘性能、机械性能、化学稳定性、耐老化性能、耐辐照性能，被誉为“21世纪最有希望的工程塑料之一”。聚酰亚胺在柔性传感器中扮演着重要角色，作为基底材料：聚酰亚胺具有丰富的红外官能团和低热导率，可以作为柔性光热电探测器的基底。近年来，柔性传感器技术快速发展，国内外机构陆续开发出多个路径的柔性传感器技术，在应用层面推动了产业的逐步落地。据datebridge估计，2024年全球柔性传感器市场规模为65.1亿美元，随着机器人产业的快速发展，未来柔性传感器有望迎来需求爆发。预计到2032年全球柔性传感器市场将达到110.1亿美元。 投资建议。人工智能产业的发展有望推动我国特种塑料企业从“跟随”向“领跑”跨越。具备核心技术、产能优势和产业链整合能力的企业将率先受益，而政策支持和国产替代趋势则为行业提供了长期增长动 此报告考请务必阅读正文之后的免责条款部分 力。建议关注PEEK领先企业中研股份、沃特股份。 风险提示：机器人产业增速不及预期；相关材料产业路径替代；产业竞争加剧，生产壁垒降低。 内容目录 1塑料材料金字塔顶端—特种塑料4 2特种塑料在人工智能产业的应用6 2.1PEEK（聚醚醚酮）材料的产业应用6 2.1.1PEEK材料概述6 2.1.2PEEK材料的生产工艺壁垒高6 2.1.3PEEK材料在人形机器人的应用环节7 2.1.4PEEK材料在人形机器人的需求量测算8 2.1.5PEEK材料的相关公司10 2.2PI（聚酰亚胺）材料在人工智能产业的应用12 2.2.1PI（聚酰亚胺）材料概述12 2.2.2PI薄膜的制备技术12 2.2.3高端聚酰亚胺的供应被国外垄断14 2.2.4PI材料在智能机器人的应用16 2.2.5电子皮肤和柔性传感市场空间18 2.2.6PI膜相关公司18 3风险提示20 图表目录 图1：塑料材料的金字塔结构4 图2：PEEK材料的生产工艺流程7 图3：人形机器人各部件的价值占比9 图4：聚酰亚胺的合成原理13 图5：聚酰亚胺生产工艺流程13 图6：聚酰亚胺全球消费结构情况16 图7：聚酰亚胺中国消费结构情况16 图8：电子皮肤材料结构和实图17 图9：触觉传感器结构图17 表1：特种塑料主要品种5 表2：PEEK材料与不锈钢、合金材料的对比9 表3：聚酰亚胺生产工艺13 表4：国外主流聚酰亚胺薄膜供应商14 表5：聚酰亚胺薄膜国内主要供应商15 1塑料材料金字塔顶端—特种塑料 特种塑料作为塑料材料领域的高端分支，凭借其独特且卓越的性能，在众多关键行业中扮演着不可或缺的角色。与通用塑料和工程塑料相比，特种塑料在性能指标上呈现出显著的差异化优势，这些优势源于其特殊的分子结构设计以及复杂精密的合成工艺。图1：塑料材料的金字塔结构 资料来源：工程塑料应用 通用塑料，如常见的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等，广泛应用于日常生活的各个方面，包括包装材料、塑料制品、建筑材料等。它们具有成本低廉、加工性能良好等优点，但在耐高温、机械强度和化学稳定性等方面存在明显的局限性。一般情况下，通用塑料的长期使用温度通常低于100℃，拉伸强度大多在10-50MPa之间，并且在面对强酸、强碱等强腐蚀性化学介质时，容易发生化学反应，导致性能劣化。 工程塑料则在性能上相较于通用塑料有了显著提升，能够满足一些对材料性能要求较高的应用场景，例如汽车零部件、电子电器外壳、机械制造等领域。典型的工程塑料包括聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）等。工程塑料的长期使用温度范围一般在100-200℃之间，拉伸强度可达到50-150MPa，在常见的酸碱环境中具有较好的化学稳定性。然而，对于一些极端条件下的应用，工程塑料仍然难以胜任。 特种塑料是为了满足极端和特殊的应用需求而发展起来的。特种塑料具备高耐温性、卓越的机械强度以及优异的化学稳定性等特性，使其能够在航空航天、半导体、化工、 医疗等高端领域发挥关键作用。特种塑料的长期使用温度超过200℃，拉伸强度可超过150MPa。 表1：特种塑料主要品种 品种聚合单体性能特点应用场景 特种聚酰胺 聚酰亚胺 聚苯硫醚 液晶聚合物 聚醚醚酮 聚砜 二元胺、二元酸 二元胺、二元酐 二苯基亚砜 对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、4,4'-联苯二酚、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二甲酸乙二酯等 4,4'-二氟二苯甲酮、对苯二酚等 双酚A、4,4'-二氯二苯砜、4,4'-联苯二酚等 良好的耐磨性、耐热性、耐油性和力学强度 出色的耐热性、绝缘性、耐化学性和力学强度 优异的耐热性、耐化学性、绝缘性 优异的尺寸稳定性、低摩擦性、低介电损耗、低熔融黏度 优异的力学性能、耐热性、阻燃性、耐辐照性优异的电性能、化学稳定性、耐疲劳性、耐水解性 电子电气、汽车、航空航天 电子电器耐高温部件、有机发光二极管（OLED）、柔性面板、液晶取向剂 化工设备、电子电器绝缘件、汽车轻量化 电子封装材料、5G通信材料、继电器 航空航天、人造骨骼、智能机器人 纳滤膜、血液透析膜、燃料电池质子交换膜 资料来源：《我国特种工程塑料产业发展现状及对策建议》王晓晨，财信证券 特种塑料作为高性能高分子材料的核心品类，凭借其耐高温、高强度、耐化学腐蚀等特性，已成为支撑高端制造、新能源、航空航天等战略产业的关键基础材料。2022年全球特种工程塑料市场规模达940亿元，2018-2022年复合增长率9.58%，而中国市场规模同期增长至135亿元，占全球份额14%。主要的特种塑料品种包括聚碳酸酯、特种聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜等。尽管中国特种工程塑料市场规模不断扩大，但其自给率仍相对较低，2021年中国特种工程塑料整体自给率仅为36%。 PEEK（聚醚醚酮）：PEEK具有极其出色的综合性能。其分子结构中含有大量的芳环和醚键，赋予了材料高结晶度和优异的热稳定性。PEEK的长期使用温度可达260℃，短期耐受温度甚至可高达300℃以上。在机械性能方面，PEEK具有极高的拉伸强度，通 常可达到100-140MPa，同时具备良好的弯曲强度和冲击强度，能够承受较大的外力作用而不发生破裂或变形。其优异的化学稳定性使其几乎不与任何化学物质发生反应，无论是强酸、强碱还是有机溶剂，都难以对其造成腐蚀。在航空航天领域，PEEK的应用案例极为广泛。以飞机发动机零件为例，发动机作为飞机的核心部件，工作环境极其恶劣，需要承受高温、高压、高转速以及强烈的机械振动等极端条件。 PI（聚酰亚胺）：PI具有优异综合性能，其分子结构中含有独特的酰亚胺基团，赋予了材料卓越的耐高低温性能、高绝缘性和突出的机械强度。PI的长期使用温度范围极宽，可在-269℃至400℃之间保持稳定的性能，这使得其在极端温度环境下的应用具有无可 比拟的优势。在电气性能方面，PI具有极低的介电常数和介电损耗，是理想的绝缘材料。其机械强度方面，拉伸强度通常可达到100-200MPa，弯曲强度也能达到较高水平，同时具备良好的耐疲劳性能，能够在反复受力的情况下保持结构完整性。在柔性印刷电路基板（FPCB）领域，PI薄膜得到了广泛的应用。随着电子产品不断向小型化、轻量化、高性能化方向发展，对FPCB的要求也越来越高。PI薄膜凭借其优良的柔韧性、高绝缘性和良好的热稳定性，成为FPCB的关键材料。在FPCB的制造过程中，PI薄膜作为基板材料，能够承受多次弯折而不发生破裂或性能下降，确保了电路的可靠性和稳定性。同时，其高绝缘性能有效地防止了电路之间的信号干扰，保证了电子设备的正常运行。例如，在智能手机、平板电脑等电子产品中，大量采用了基于PI薄膜的FPCB，实现了电子元件的高密度集成和轻量化设计，提升了产品的性能和竞争力。 PSF（聚砜）：PSF是以芳香族硫醚为核心结构的高性能热塑性工程塑料，其分子主链由苯环与砜基（-SO₂-）交替连接而成，形成高度刚性的芳香族聚合物网络。这种独特 的分子结构赋予聚砜卓越的耐高温、耐化学腐蚀及力学性能，使其成为高端工业领域的关键材料。 在电子电器领域，高温、高湿及高频信号传输环境对材料性能提出严苛挑战。传统塑料（如尼龙、聚丙烯）在长期高温下易老化、绝缘失效，而金属部件则面临重量大、加工复杂等问题。聚砜凭借其综合性能优势，成为解决这一痛点的核心材料。从电子电器的核心绝缘部件到医疗领域的高端器械、5G、新能源汽车及高端装备，其应用正随着制造业升级不断拓展。 2特种塑料在人工智能产业的应用 2.1PEEK（聚醚醚酮）材料的产业应用 2.1.1PEEK材料概述 PEEK材料拥有出色的耐高温、耐化学腐蚀、高强度、高刚性、良好的尺寸稳定性和自润滑性等特点。其长期使用温度可达260℃，短期使用温度能达到300℃以上，同时在各种化学介质中表现稳定，机械性能在高温环境下依然保持良好。这些优异性能使得PEEK材料成为众多高端制造业的理想选择，人形机器人领域也有用武之地。 2.1.2PEEK材料的生产工艺壁垒高 PEEK材料的生产分为三个步骤。1）首先将氟酮、对苯二酚、碳酸钠等原材料熔融混合后加入5000L聚合釜，加热至280℃-340℃状态下进行聚合反应，聚合反应持续（8-12小时）至理想状态（PEEK聚合的分子量达到预定区间）后，通过封端技术停止聚合反应，生成PEEK粗粉和碱金属盐的混合物；2