中国电气绝缘材料市场分析

文/浙江嘉兴电力局 杨云峰/

一、电气绝缘材料概述

按国家标准GB2900.5规定，绝缘材料的定义为：“用来使器件在电气上绝缘的材料。”即能够阻止电流通过的材料。绝缘材料的电阻率很高，通常在6-1019Ωm的范围内，如在电机中，导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地的定子铁心隔离开来，以保证电机的安全运行。

绝缘材料的用途是将带电的部分与不带电的部分或带不同电位的部分相互隔离开来，使电流能够按人们指定的路线去流动。根据需要，绝缘材料往往还起着储能、散热、冷却、灭弧、防潮、防霉、防腐蚀、防辐照、机械支承和固定、保护导体等作用。

按照国家统计局关于国民经济的分类标准，绝缘材料行业属于绝缘制品制造业，指电器绝缘子、电机或电气设备用的绝缘零件，以及带有绝缘材料的金属制电导管及接头的制造。但不包括玻璃、陶瓷绝缘体、气体绝缘等的制造。绝缘材料产品按大类、小类、温度指数及品种的差异分类。按类别通常分为电工薄膜材料、电工柔软复合绝缘材料、电工层模压制品、电工塑料，绝缘油漆及树脂材料和其他绝缘材料。此外，中国电器工业年鉴将绝缘材料分为：油漆树脂、浸渍纤维制品、层压制品、云母制品、电工塑料、薄膜、复合材料、其他类材料共八大类。

二、电气绝缘材料应用及意义

绝缘材料作为基础材料，应用范围极广，如作为国民经济命脉的电力工业，它的发展与高性能绝缘材料密切相关。绝缘材料是保证电气设备特别是电力设备能否可靠、持久、安全运行的关键材料，它的水平将直接影响电力工业的发展水平和运行质量。随着经济的发展，我国输电线路的最高电压等级将由500kV提高到750kV或1000kV，而输电线路电压等级每上升一个台阶，电力设备绝缘系统也须相应提升。没有高性能绝缘材料作保证，从发电、输变电到所有用电系统就有可能出现局部电网运行不稳定，严重时会使整个电网瘫痪。因此，在保障发电、输变电、用电设备运行的可靠性和稳定性方面，绝缘材料的先进性、稳定性具有非常重要的意义。对于国防而言，军事装备中的动力、控制、通讯、雷达等系统均需要绝缘材料，要发展新型军事装备，也必须有新型绝缘材料作先导。如核潜艇要求使用防盐雾、防潮、防霉、耐辐射的绝缘材料，又如航空航天飞行器需要高尺寸稳定性、耐低温、耐辐射的绝缘材料。如果绝缘材料不能满足这些恶劣使用环境下的苛刻要求，将导致军事装备中的许多重要系统无法正常运转。绝缘材料对提高国家工业整体水平，促进国民经济稳定快速的发展都起着非常重要的作用。

电机、电器设备主要由导体材料、磁性材料、绝缘材料和结构材料构成。除绝缘材料之外，其他主要为金属材料。电机、电器在运行中，不可避免地要受到温度、电和机械的应力、振动、有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等各种因素的作用。这些因素对绝缘材料比对其他材料有更显著的作用。因此，绝缘材料对这些因素更为敏感，容易变质劣化，致使电工设备损坏。所以绝缘材料是决定电机、电器运行可靠性的关键材料。随着运行时间的延续，绝缘材料必然老化，并且其老化速度要比其他材料快，所以绝缘材料是决定电机、电器使用寿命的关键材料。

绝缘材料是决定电机、电器技术经济指标的关键因素之一。电机的重要技术经济指标之一是重量功率比，即kg/KW值。减少比值，对电机产品具有重要意义。

从1900年到1967年，1hp(0.75KW)的电机重量由40kg减少到10kg，目前已降低到6kg/KW水平，导致变化的重要原因是采用了耐热性高的绝缘材料。

降低kg/KW值具有重要的经济意义，可节约大量金属材料，降低电机成本。如一台A级(105℃)电动机采用H级(180℃)绝缘之后，可缩小体积30%-50%，节约铜20%，硅钢片30%-50%，铸铁25%。采用同一机座号，用耐温指数更高的绝缘材料，可以提高功率或延长电机的使用寿命。从电机、电器产品的造价情况来看，绝缘材料所占费用约在50%，这些都说明绝缘材料在电机、电器工业中所占的地位和作用。

绝缘材料在电工产品中是必不可少的材料。例如一台300MW汽轮发电机需绝缘漆10t、云母制品8t、层压板5t、漆布、薄膜约1t；一台3200kVA的变压器所需绝缘材料占其总重量的34%；一台10kV的高压断路器所需绝缘材料占其总量的18%。

三、绝缘材料行业竞争状况

1、行业竞争基本情况

(1)国际市场竞争格局

目前国外工业发达国家绝缘材料普遍处于较先进水平，世界上绝缘材料行业大型企业主要集中在美国、瑞士、奥地利、德国、日本、英国等国家，占据了国际市场绝大部分份额。同时，国外企业设备比较先进，研发能力强，在技术水平上处于领先地位。但是国外企业的制造成本比较高，与国内企业相比，制造成本竞争处于劣势，随着国内绝缘材料生产企业技术水平的不断提高，在国际市场的份额日益增加，国际市场的竞争能力逐步提高。

(2)国内市场竞争情况

中国绝缘材料行业经过五十多年的发展，已初步形成一个产品比较齐全，配套比较完备，具有相当生产规模和科研实力的工业体系。目前中国绝缘材料生产企业和科研单位共有800多家，已形成具有一定生产规模和科研开发能力的全国性行业，可生产八大类，48个系列，500多个品种的产品。门类、品种、规格基本能满足国内经济建设需求，部分产品已经达到较高水平，在国际市场上具有较强的竞争能力。近年来中国绝缘材料市场发展十分迅速，无论是生产还是消费规模都排名世界前列，行业运转良好。

随着国民经济的快速增长以及发电、输变电、高速铁路、家电、新能源等行业迅猛发展，国内绝缘材料市场需求旺盛，为绝缘材料市场与技术的发展提供良好的机遇。

2、行业的市场化程度

电工绝缘材料行业属于资金密集，技术密集型行业，市场的进入条件要求较高，但由于本行业属开放性行业，行业管理体制已基本过渡到行业协会协调管理，因此市场化程度较高。

3、进入本行业的障碍

(1)资金

本行业属于资金密集型行业，主要生产设备及相关检测仪器均从国外引进，固定资产投资较大，后期的维护费用较高，需要较强的资金实力，尤其是大型电工薄膜生产线，其他如高端的电工层(模)压产品，绝缘油漆，电工非织布等对资金的需求也较大。

(2)技术

绝缘材料制造技术主要包括高分子材料结构设计，树脂配方及合成技术，生产工艺技术和产品应用工艺技术。高性能的树脂是生产高品质，差异化绝缘制品的基础，直接决定了绝缘材料产品的内在性能。产品在制造和应用过程中也涉及许多技术问题，涵盖了高分子物理、高分子化学、材料学、电工技术、热传导学、真空技术、自动化控制、机械等多门学科理论的运用。由于一些生产线是从国外引进，需要设备操作人员具备较高的技术素质。

此外，绝缘材料的未来发展需要企业具备较强的产品研发和技术创新能力，以适应产品技术不断更新演变的趋势。技术水平和创新能力成为本行业进入的重要障碍。

(3)产品的质量及市场和客户接受度

绝缘材料是电工产品的关键材料，其内在品质和质量稳定性将直接影响输变电设备、电机、电器等产品的使用寿命，安全运行和人身使用安全，绝缘材料在批量供货之前都要经过客户严格的试验、认证，供求双方从初步接触到建立稳定的供货关系需要一定的时间，为了保证产品质量的稳定性，一旦形成供货关系，下游行业厂家不会轻易更换绝缘材料供应商。因此，基于长期合作而形成的稳定客户关系和品牌效应对于新进入本行业者将构成重大障碍。

4、市场供求情况及变动趋势

(1)市场供应情况

目前，我国绝缘材料产品普通材料总体供大于求，但在高技术产品领域，由于在产品结构、技术水平、质量性能、技术开发、市场快速反应能力和企业设备技术改造的投入力度以及技术人才等方面与国外存在较大差距，我国高新绝缘材料产品供应不足，并缺乏国际市场竞争力，特别是超高压输变电设备用关键绝缘材料，高档电子绝缘材料和相当部份F、H级绝缘材料等尚需从发达国家进口。未来影响绝缘材料供给的主要因素包括技术创新、基本建设投资、技术改造投资等。

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(2)市场需求和销售分析

绝缘材料的市场需求与其下游应用行业的市场需求密切相关，主要应用于发电设备、输变电设备、牵引机车、电机、电器、电子、家电、通讯、新能源(风能、太阳能和核能)等多个行业，这些行业的稳定发展，推动了绝缘材料市场的增长。随着技术水平的发展，电子、家电、通讯等多个行业更新换代周期越来越短，而绝缘材料凭借其良好的性能和可靠性，成为推动上述行业更新换代不可或缺的基础材料。未来几年随着数字化、信息化、网络化建设进一步发展和国家在电网建设、电气化铁路建设、节能照明、混合动力汽车等方面的加大投入以及消费类电子产品的升级，绝缘材料的市场需求将呈现进一步快速增长的趋势。

①电工聚酯薄膜

聚酯薄膜(PET薄膜)学名聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，是由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂经过拉伸，定型工艺生产的一种性能优良的薄膜。电工聚酯薄膜既可单独使用，也可与其它材料复合使用。电工聚酯薄膜作为聚酯薄膜细分市场中的高端产品，由于其优良的机械性、耐化学性和尺寸稳定性，作为一种电气绝缘材料得到了迅速发展和广泛应用。近年来，电工聚酯薄膜的用途不断扩展，已广泛应用于电气绝缘、电路印刷、太阳能光伏行业和感光材料等民用以及尖端，高新技术领域，产量逐年增长。目前全球电工聚酯薄膜的需求急剧增长，电工聚酯薄膜产业处于高速成长期，我国的电工聚酯薄膜产业也迅速扩大规模。2009年，全球电工聚酯薄膜销售量为25万吨，其中中国电工聚酯薄膜销售量达到10万吨，高居世界首位，已成为全球电工聚酯薄膜产品的消费大国。

2005-2010年间，我国电工聚酯薄膜的销售量一直呈现上升趋势，整体保持约20%的复合增长率。

②电工聚丙烯薄膜

电容器用聚丙烯薄膜是由等规聚丙烯树脂经双轴定向拉伸而成的一种性能优良的塑料薄膜，可以用管膜法双向拉伸生产，也可以使用平膜法双向拉伸生产。

电工聚丙烯薄膜主要用作电容器介质材料，分为高压用易浸型电力电容器用聚丙烯薄膜和电子电容器用聚丙烯薄膜。具有电容量稳定、损耗小、耐电压特性优异、绝缘电阻高、频率特性好、性能稳定、可靠性高等优点，广泛用于电子、家电、通讯、电力等领域。

高压电力电容器是广泛应用于各种电网的就地无功补偿和集中无功补偿的电力设备，主要作用是提高电网系统的功率因数及供电质量，可有效节约能源。我国规定，工业电网的功率因数不小于0.9，农业电网不小于0.85。而我国目前有相当部分的工业电网和农网均低于上述要求。随着电力工业的快速发展，铁路电气化进程加快，高压直流输电技术高速发展以及无功补偿，节能降损管理的加强，特别是近年来国家电网不断加大特高压直流输变电工程的投运，使电力电容器制造企业获得了前所未有的发展机遇。作为电力电容器的主要材料，电力电容器用聚丙烯薄膜的市场需求量必然会随之增加。

③云母柔软复合绝缘材料(电工云母带)

云母柔软复合绝缘材料又称云母带，是以粉云母纸为基材，以电工无碱玻璃布或电工薄膜(聚酯薄膜，聚酰亚胺薄膜等)为补强材料，采用热固性合成树脂为胶粘剂，在云母带复合机上制造而成的可包绕性带状复合绝缘材料。云母带主要包括电机用绝缘云母带和电缆用防火云母带两大类。

自“十一五”规划以来，我国电机行业进入快速发展期。2005年我国发电机总装机容量为5亿KW，电动机年制造量为11000万KW，到2009年，发电机总装机容量已达8.74亿KW，每年以约8500万KW的增量发展。云母带的用量由2005年的3375吨增加到2009年的6800吨，以年均19%的幅度递增。

全球范围内的电工云母带年需求量在10万吨以上，近年来，由于中国制造业的高速发展及成本等方面的原因，发达国家的电机制造行业也开始关注中国的云母带产品并寻求系统采购，如美国GE、法国ALSTON、瑞士ABB、日本TOSHBA等。而高压电机行业内的产品结构调整，大型、超大型发电机和风力发电机也逐渐成为行业重点发展产品，其市场需求的增长速度将快于行业整体的增长速度，这使云母带产品更具广阔的市场前景。另外随着国家消防规范的进一步完整，电缆行业的云母带需求也由2005年参与绝缘材料行业统计的10吨增长至2008年的105吨，未来城市建设的需求和增长也使电缆用云母带面临较大的发展空间。

④薄膜柔软复合绝缘材料

薄膜柔软复合绝缘材料是由两种或两种以上的不同绝缘材料经胶粘剂粘合而成的新型绝缘材料。它能弥补单一绝缘材料在使用性能上的不足，满足电机、电器及变压器在介电强度、力学性能和应用工艺性等多方面的技术要求。

薄膜柔软复合绝缘材料由于其优良的机械、电气、耐热性能和嵌线工艺适应性，作为电机、电器槽绝缘材料得到了迅速发展和广泛应用。近年来，薄膜柔软复合绝缘材料的应用领域不断拓展，已从电机领域逐步发展到变压器、互感器等技术领域，需求量逐年增长。据绝缘材料行业统计分析，我国薄膜柔软复合绝缘材料的年需求量呈逐年上升趋势。

2005-2010年间，我国薄膜柔软复合绝缘材料的销量整体保持约10.7%的复合增长率。

⑤电工层(模)压制品

电工层模压制品是由一层或多层浸有树脂的纤维或织物经叠合、热压结合成的整体。层模压制品按形状和用途分为层压板、层压管、层压棒和模压制品。层模压制品的性能由底材和胶粘剂的性质以及成型工艺决定，根据使用要求的不同，可制成各种耐热等级，机械强度及其他性能的层模压制品。层压制品可加工成各种绝缘和结构零部件。电工层模压制品广泛应用在电机、变压器、高低压电器、机车、电工仪表和电子设备中作绝缘结构零部件。

按照国家“十一五”规划的要求，发电机年总装机容量将每年以约8500万kW的增量发展。未来几年伴随下游发电输变电设备、电力(电网)等行业的快速增长，电工层(模)压制品的用量将保持较快的增长，一方面，随着国内发电设备、高压输变电设备、电动机、电器产品产量的扩大，F级、H级和C级等耐高温、耐高压(平行层向耐电压≥50kV)、无卤阻燃环保型层(模)压制品的使用量将显著增长；另一方面，随着我国层压制品在品种上的完善，在质量上达到欧、美等发达国家和地区的技术水平，近年来出口量以每年15%以上的速度增长。

2005-2009年，我国电工层(模)压制品的销量增长趋势较为明显，从2005年的18300吨增至2009年的48000吨，2008年和2009年由于受到世界金融危机影响，国内需求，特别是产品出口受到较大的冲击，我国电工层(模)压制品的需求量有所下滑，但复合增长率仍达到27.3%。

⑥电工塑料

电工塑料是由合成树脂、增强材料、填料和其他添加剂组成的片状、团状、粉状或纤维状的成型材料。在一定的温度和压力下，可用模具加工固化成各种形状和规格的电气绝缘零部件，成为不溶不熔的热固性固化物。电工塑料的压制件应用于中低压电器、变压器、电动机、电器等行业。

随着中国等新兴市场电器行业的快速发展，2009年国际电工塑料的需求量约30万吨，其中中国市场的用量就达到8万吨以上。近几年来，随着外资企业在中国投资建厂以及国内部分制造企业引进新的SMC/BMC技术，我国电工塑料的产品质量已接近于进口的同类产品水平，提升了产品的市场竟争力，进一步扩大了电工塑料的应用领域，产量快速增长。

2005年-2009年，我国电工塑料的需求量增长趋势较为明显，从2005年的46000吨增至2009年的80000吨，平均年增长率达到14.8%。未来几年伴随着我国中低压电器的迅速发展，以及外资企业大量在中国建厂制造高中低压电器，电工塑料的使用量将以每年11%以上的速度增长。

⑦绝缘油漆及树脂

绝缘油漆及树脂是一种可含或不含溶剂的液体树脂体系，通过涂覆在电磁线、硅钢片、电机线圈以及电气零部件上对其提供电气、机械和环境方面的保护。

主要应用于电机、电器、电磁线等。我国电机行业在改革开放后有了长足的进步，交流电动机的产量以每年25%～30%的速度递增。到2009年，发电机总装机容量已达8.65亿KW，每年以约8500万KW的增量发展。

未来几年，随着国家加大对基础建设的投入以及增加内需拉动经济复苏的政策支持，各类电机电器的社会需求将逐步增长，在电磁漆包线制造、电机绝缘结构浸渍一体化处理、高低压电器(电感器、电抗器、变压器、电视机等)结构绝缘封装、表面绝缘防护等领域，蕴含着相关产业的增长带来的对绝缘油漆树脂市场的需求。

⑧电工流延片材

电工流延片材主要是指以聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)或通过无卤阻燃改性的树脂为原料，经过熔体流延骤冷工艺制造的一种无拉伸，非定向的平挤片材，包括单层流延和多层共挤流延两种方式。

无卤阻燃片材是电工流延片材的中高端产品，具有绿色环保的优势，在液晶电视、个人电脑、手机及开关电源的绝缘与遮蔽的应用上占据比重很大。随着中国经济快速增长，世界主要汽车、家电、IT等行业巨头纷纷看好中国，国外许多知名的IT巨头如:戴尔、微软、摩托罗拉、松下、惠普、三星、苹果等的配套厂家都已在大陆投资设厂，为电工流延片材中的无卤阻燃产品提供了很大的市场。

从下游产品的发展趋势来看，应用于电子电器、汽车、电子印刷等行业的电工流延片材在未来几年内将保持高速增长。从下游产品的环保政策上看，无卤阻燃产品将逐渐替代有卤阻燃产品。

5、行业利润水平及变化

随着下游发电、输变电、电器、电子等行业的稳定增长，我国绝缘材料行业将继续保持平稳增长趋势。由于绝缘材料属关键基础材料，具有较高的技术含量和较强的盈利能力，特别是高端产品的毛利率相对较高。受金融危机的影响，2008年行业整体利润水平有所下降，现处于回升阶段，但高端产品毛利仍相对较高。

四、我国绝缘材料未来发展趋势

绝缘材料的研制和开发的水平是影响制约电工技术发展的关键之一。机电工业以及新能源(太阳能、核能、风能)自身技术的发展，对特种功能绝缘材料的需求日益突出，市场迫切希望能够得到更加稳定安全、无环境污染、功能完善的绝缘材料产品，所以绝缘材料具备阻燃、高耐热、低温快固化、耐腐蚀、低(无)毒等技术性能或功能是绝缘材料工程化技术所迫切需要解决的技术问题。从今后趋势来看，要求发展耐高压、耐热绝缘、耐冲击、环保绝缘、复合绝缘、耐腐蚀、耐水、耐油、耐深冷、耐辐照及阻燃材料、环保节能材料等。重点是发展用于高压大容量发电机的环氧云母绝缘体系；中小型电机用的F、H级绝缘系列；高压输变电设备用的六氟化硫气态介质；取代氯化联苯的新型无毒合成介质；高性能绝缘油；合成纸复合绝缘；无卤阻燃绝缘材料和表面防护材料等，同时要积极加速传统电工设备用绝缘材料的更新换代。

考虑未来的绝缘材料市场需求，绝缘材料未来发展趋势主要表现在以下几个方面:

(1)发展高介电性能与高力学性能的耐高压绝缘材料

工作场强的高低是电气产品绝缘结构先进与否的标志，提高工作场强是电气产品，特别是高压大型电力设备设计改进的目标。我国正进一步加强高电场用新型绝缘材料的开发与产业化工作，发展600～1000MW级大型发电机组用新型主绝缘材料，使其具备热态机械强度、高云母含量、较高的耐热性(F级)和导热性(低热阻)；研制500～1000kV级特高压输变电设备用新型绝缘材料。

(2)发展高耐热性，高耐腐蚀的绝缘材料

耐热绝缘材料对各种电机实现小型化、大容量化和使用环境多样化、苛刻化有重要意义，是现代绝缘材料产品的重点发展方向之一。根据中国国情，加强现有F、H级绝缘材料的推广应用，开拓新用途，并在此基础上发展价格适中的新型F、H级薄膜和VPI浸渍漆、新型耐热纤维纸、H级浇注胶、牵引电机和航空电机用C级绝缘材料、超耐热(300℃以上)有机或半无机绝缘材料。

(3)发展高环保性能绝缘材料及节能型绝缘材料

开发少污染、无污染和资源保护型的高环保性能绝缘材料是中国和世界绝缘材料界在生产与应用中面临的跨世纪课题。从对环境、电气设备和人类健康影响大的绝缘材料产品入手，加快发展无（少）溶剂绝缘漆新品种、低毒无毒绝缘材料新品种，使用过程中不释放有害气体的电工塑料和耐新型冷却介质的压缩机、电机用新型浸渍漆、漆包线漆、聚酯薄膜等。

(4)发展无卤阻燃型绝缘材料

研发环保型无卤聚酯、多功能电子、电工、军工领域复合材料板材及其预浸料用苯并嗪基体树脂合成技术。

(5)发展高档电子绝缘材料

电子绝缘材料产品主要是封装料，包封胶、层间涂料和超薄塑料膜等。为满足片状器件、光电器件、超大规模集成电路、高速信息系统等发展的需要，加快发展超纯LIS封装料、新型层间涂料、高频用低介电常数绝缘材料、高透明性电工塑料薄膜等绝缘材料。

(6)绝缘结构优化和绝缘诊断

绝缘结构优化和绝缘诊断是大型高压、超高压、特高压电力设备发展中的重大课题。通过采用先进的计算机辅助设计技术，不断改进现有大型电力设备的绝缘结构，同时研究更高电压等级用的绝缘结构。另外，大力开展对大型电力设备绝缘诊断技术的研究使之能随时对设备的绝缘状态进行有效监控和诊断，将绝缘事故防患于未然，避免造成巨大的经济损失。