第一情报 ---材料工业

纳米材料新品不断涌现,产业前景令人乐观

供稿人:ISTIS  供稿时间:2006-10-23   关键字:纳米  材料  

纳米粘土、纳米氧化硅和纳米二氧化钛(TiO2)是最常规的纳米产品。纳米粘土已基本确立应用于组合材料的市场地位,从事纳米粘土开发和生产的典型公司有:Amcol的子公司Nanocor公司、Rockwood特种产品公司的子公司Southem粘土公司。德固赛公司和卡博特公司专业从事纳米氧化锌的生产。

德固赛公司在2004-2008年内将在纳米材料研究领域投资2500万美元,该公司是领先的纳米氧化锌、氧化铈、氧化铟-锡生产商,在德国拥有10吨/年的纳米氧化锌生产装置。

杜邦公司从NanoSource技术公司取得制造TiO2纳米粉末技术,其他几家领先的纳米TiO2生产商有美国千年化学公司和德国Sachtleben化学公司,罗地亚公司已经推出纳米氧化钛和稀土氧化物用于化妆品和催化剂市场。

巴斯夫公司将其10亿美元/年研发投资的10%用于开发纳米技术,其数额相当于该公司生物技术的研发费用。该公司在纳米氧化物和纳米聚合物胶体开发应用上已取得重要进展,基于氧化锌的纳米立方体可用于吸附和贮存氢气,已应用于燃料电池。巴斯夫的从属企业Capital公司与英国Oxford大学Oxonica公司合作,将纳米TiO2用于滤光。Oxonica公司也开发了纳米氧化铈用作柴油燃料添加剂,该添加剂可改进燃料燃烧,减少排放污染。

已有好几家公司从事聚合物纳米材料研究,并推出商业化产品。阿托菲纳公司开发了苯乙烯、丁二烯和甲基丙烯酸甲酯纳米结构嵌段共聚物,它可用作抗冲改性剂。

罗门哈斯公司推出基于纳米微孔技术的低K值介电材料,也开发成功丙烯酸类聚合物纳米颗粒,可用作涂料添加剂。

CMP Cientifica的研究报告显示,目前或近期内具有产业化前景的纳米材料有:研磨剂、电池、催化剂、涂料、含有纳米管(多层)和碳纳米纤维的合成物、润滑剂、纺织品等。正是看好纳米技术的巨大市场前景,目前全球各大化学公司非常热衷于纳米技术的产业化。

全球各主要化学公司纳米科技应用动向
公司名称
纳米技术应用
Air Products(美)
电子行业用DA纳米材料
Akzo Nobel(荷)
医疗产品、涂料和化学品
Atofina(法)
碳纳米管的纳米复合物
BASF AG(德)
优良防刮擦性能涂料中的着色纳米微粒,纳米过滤,及热塑性纳米复合物
Degussa(德)
纳米微粒,陶瓷薄膜,及具有“莲花效应”(Lotus Effect)的自清洁材料
Dow Chemical(美)
纳滤及分层硅酸盐纳米复合物,汽车用纳米复合物生产技术
Dupont(美)
电子行业用DA纳米材料
Eastman Chemical(美)
高分子粘土纳米复合物
Engelhard(美)
纳米金属微粒的催化剂
General Electric(美)
广适用度的纳米材料
Henkel(德)
磁性纳米微粒的粘合剂
Honeywell(美)
食品包装用粘土纳米微粒
Johnson Matthey(英)
催化剂和涂料用纳米粉末
Mitsubishi(日)
纳米薄膜
Praxair(美)
增强金属表面耐磨损的纳米粉末涂料
Rohm and Haas(美)
光阻及流变控制用纳米微粒,纳米粘土复合物
Rhodia(法)
氧化铝基纳米催化剂的纳米微粒
Toray Industries(日)
先进复合材料、薄膜、陶瓷
UBE Industries(日)
封装用纳米复合物产品
资料来源:CMP Cientifica,上海科学技术情报研究所整理。

据Freedonia集团分析,2000年,美国纳米材料的市场规模仅为1.25亿美元,2002年为2亿美元,到2007年将达到11亿美元,年增长率为33%。其中,无机物占61%、聚合物和化学品占16%、金属占14%、新材料占9%。2012年将达到45亿美元,2020年更是达到350亿美元。另据美国咨询资源公司(Consulting Resources)分析和预测,2003年全球纳米材料需求达3.85亿美元,至2013年的年增长率为48%,2013年需求将达200亿美元。

依据BCC咨询公司最新报告“Nanotechnology: A Realistic Market Evaluation”针对纳米技术的真实市场进行评估,预测全球对纳米级材料、工具和装置的市场需求,2003年约76亿美元,预期2003-2008年间年均成长率30.6%,至2008年达287亿美元的市场需求。报告中的纳米材料包括炭黑橡胶分散体(carbon black rubber filler)、催化转化器(catalytic converter)材料以及银纳米粉体(silver nanoparticles),目前约占97.5%的全球纳米材料市场份额,2008年这些纳米材料将下滑至74.7%。纳米级工具(Nanotools) 将以4.3%增加市场占有率达12 亿美元,而纳米装置(Nanodevices) 将以21%占有主要市场达60 亿美元。纳米粉体虽是目前占有纳米材料的最大市场。然而,纳米碳管(nanotubes)将是成长最快的纳米材料(预测未来5年将达173%的年成长率) ,其次是纳米复合材料(nanocomposites,预测未来5年将达76%的年成长率)。

全球纳米技术市场需求预测 (单位:百万美元)
全球纳米技术市场
需求预测 (百万美元)
2002
2003
2008
2003-2008年均增长率,%
纳米材料
6825.6
7366.6
21424.8
23.8
纳米级工具
168.0
181.0
1241.0
47.0
纳米装置
0
0
6,030.0
NA
合计
6993.6
7547.6
28695.8
30.6

资料来源:BCC,上海科学技术情报研究所整理。

以高速发展的高分子复合纳米材料为例,热塑性塑料(thermoplastics)与热固性树脂(thermosets)加入矿物填充料、金属及纤维物质形成复合材料已有数十年历史;与纯塑料相比,这些复合材料具有许多改良的性能,如张力强度、热变形温度等,因而在结构上的应用,复合材料变得非常受欢迎,并以上亿磅的数量销售。

依据BCC咨询公司2004年4月出版的报告 (Polymer Nanocomposites: Nanoparticles, Nanoclays and Nanotubes)显示,2003年高分子纳米复合材料全世界市场产量达2450 万磅,产值达 9080万美元;到2008年市值将达到 2.11亿美元,年均增长率为18.4%。

2003-2008年间世界高分子纳米複合材料产量及产值预测

 
2003年产量
(百万磅)
2003年产值
(百万美元)
2008年产量
(百万磅)
2008年产值
(百万美元)
年均增长率,2003-2008
热塑性塑料
12.5
70.7
61.1
178.9
20.4%
热固性树脂
12.0
20.1
18.1
32.2
9.9%
合计
24.5
90.8
79.2
211.1
18.4%

资料来源:BCC,上海科学技术情报研究所整理。

2003-2008年间世界高分子复合材料应用市场预测
 
2003年产量
(百万磅)
2003年产值
(百万美元)
2008年产量
(百万磅)
2008年产值
(百万美元)
年均增长率,2003-2008
汽车
10.1
42.57
34.5
74.34
11.8%
阻隔性包装
-
-
20.0
40.0
>25.0%
工业电子
1.0
15.0
1.8
26.4
12.0%
抗刮伤/紫外线涂料
0.01
0.1
2.0
20.0
>25.0%
阻燃剂
0.85
2.55
2.0
6.0
18.7%
地板涂料
10.5
20.0
15.75
32.0
9.9%
其它
2.12
10.60
3.09
12.36
3.1%
合计
24.58
90.82
79.14
211.10
18.4%

资料来源:BCC,上海科学技术情报研究所整理。

纳米薄膜用途广泛,近年来产业发展迅速。BBC最新研究报告显示,2003年全球纳米薄膜产业市值为11亿美元,2008年将增长到20亿美元,年均增长率达到12.7%。BCC将纳米薄膜分为三类:一是厚度小于100纳米的纳米薄膜;二是产品性能改进的成熟纳米薄膜(Established nanofilms);三是基于纳米技术的涂料或薄膜的新兴纳米薄膜(Emerging nanofilms)。预计到2008年,后两种纳米薄膜将占据39%的市场份额;其中,成熟纳米薄膜市场规模将达到5.05亿美元,年均增长率为17.8%;新兴纳米薄膜市场规模将达到2.93亿美元,年均增长率为22%。


 


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