1、阻燃剂:锑需求基本盘,环保压力下存替代压力
阻燃剂,又称为难燃剂、耐火剂或防火剂,是指添加至可燃材料中以增强其耐火性能、降低燃烧速率或阻止燃烧过程的辅助材料,主要用于高分子材料的阻燃处理。经过阻燃处理的材料,在遭遇外部火源时能够显著地抑制、减缓或终止火焰的蔓延,实现阻燃效果。阻燃剂可通过物理混合或化学键合的方式被引入高分子材料中,并依据其特性在燃烧过程中的特定阶段发挥作用,以抑制或中断燃烧过程。从下游需求来看,2021-2023 年中国塑料制品产量呈下降趋势,指向经济增速放缓背景下塑料制品消费乏力,2024 年1-11 月国内塑料制品产量止跌企稳,累计产量达6987 万吨,同比+5%。从终端消费结构来看,以溴系催化剂为例,2021 年阻燃剂最终主要应用于电子、家电、电器设备等领域,分别占比42%/22%/16%。
根据化学元素不同,阻燃剂可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。无机阻燃剂主要有金属镁、铝、锡、硼的氢氧化物或金属盐,有机阻燃剂主要有卤系、氮系、磷系和硅系的有机化合物或其混配物。其中,卤系阻燃剂以溴系与磷系阻燃剂为主,三氧化二锑作为溴系阻燃剂的协效剂使用。
溴系阻燃剂兼具性能及低成本,为应用最广泛的阻燃剂类型之一。评价阻燃剂的性能指标主要为阻燃效率和相容性,一款优质的阻燃剂需要提高基材耐火性能的同时不影响基材本身的物理性能(如机械强度、柔韧性)和加工性能。溴系阻燃剂具有阻燃效率高、添加量低的优点,对基材性能影响较小,但其燃烧时会释放有毒气体,在环境法规日趋严格的背景下,溴系阻燃剂应用逐渐减少。磷系阻燃剂环保性能较好,燃烧产物毒性低,阻燃效率较高。无机阻燃剂如氢氧化铝和氢氧化镁,兼具低成本及环保优势,但阻燃效率较低,需高添加量,可能影响材料的机械性能。
锑金属在阻燃剂中通常以三氧化二锑(Sb₂O₃)的形式作为溴系阻燃剂的协效剂使用,能够大幅提高其阻燃能力。具体作用机制为:三氧化二锑与卤化物在高温下生成挥发性的卤化锑(如SbCl₃或SbBr₃),从而在燃烧过程中降低燃烧气氛中的热量和氧浓度,减缓火焰扩散;同时,三氧化二锑的分解或与其他化合物的反应,会在材料表面形成一层保护性玻璃态或陶瓷态的氧化层,也能阻隔氧气和防止可燃物质进一步分解。
环保趋严溴系阻燃剂市占率收窄,电动车塑料阻燃需求补足缺口,预计未来阻燃剂用锑需求平稳。随着环保法规要求和人类健康环保意识的逐步提高,高效环保、低毒、多功能的阻燃将成为未来的行业发展趋势。我国将形成以无机阻燃剂和磷系阻燃剂为主、卤系阻燃剂为辅的市场格局,卤系阻燃剂市占率逐步缩小。另一方面,中国塑料产量企稳回升,总量提升有望部分对冲溴系阻燃剂市占收窄带来的锑需求下滑;同时新能源汽车高增亦带来耐火工程塑料增长,部分对塑料性能要求较高的组分有望带来溴系阻燃剂需求增长。综合来看,我们预计阻燃剂用锑需求维持平稳,持续贡献锑需求基本盘。据我们测算,2024-2026 年阻燃剂用锑需求为7.7/8.0/8.2 万吨。
2、光伏玻璃:锑需求主要增量来源,受益光伏装机景气向上
光伏玻璃为光伏组件重要组成部分,起到透光和保护作用。作为光伏组件的封装材料,起到透光和保护作用,其强度、透光率等对光伏组件的寿命和发电效率有着重要影响。相较于传统玻璃,光伏玻璃具有透光率高、含铁量低、耐高温、耐腐蚀、耐氧化等特征,能够满足太阳能电池在严酷环境下长时间露天工作的需求,抵御和降低极端天气对组件的影响。锑金属在光伏玻璃生产中主要以焦锑酸钠、三氧化二锑形式得到应用。受益于光伏装机量提升,光伏玻璃产量跟随上涨,带动澄清剂用锑消费。据我们测算,2023 年澄清剂用锑消费量达3.6 万吨,占总需求22%,成为锑金属第二大需求来源。
透光率是光伏玻璃核心指标之一,澄清剂为提升玻璃透光率的关键辅料。为了更大程度地利用太阳能,提高组件发电效率与收益率,光伏玻璃需要具备高太阳能透过率、低吸收率,高反射率等,其中透光率为核心指标之一。因此,光伏所使用的玻璃主要为超白光伏压延玻璃,其含铁量通常低于140ppm,透光率可达91-92%。在光伏压延玻璃生产过程中,需使用澄清剂消除气相。通常通过两种途径来进行:一是针对大气泡,增大气泡体积,使其加速上升排出玻璃液;二是针对小气泡,使其气体组分溶解于玻璃液中被吸收。
焦锑酸钠(Na2H2Sb20·4H20)为主的复合澄清剂为主流选择。焦锑酸钠在分解温度范围内无需经过低价到高价的转变,就能直接分解放出氧气,这种特性使得它在1400°C至1450°C 的温度区间内能高效地促进玻璃液中气泡的排出,从而提高玻璃的透明度和透光率。相比其他澄清剂,如三氧化二锑或芒硝等,焦锑酸钠具有更低的着色度和更少的有害物质含量,对环境更为友好。目前行业主流做法为多种澄清剂成分复配得到复合澄清剂,惯常比例为芒硝、硝酸钠、焦锑酸钠其比例为:0.6:0.2:0.2=1%。
焦锑酸钠已构成光伏玻璃第三大原料成本来源。光伏玻璃主要原材料成分包括石英砂、重碱、石灰石、白云石、硝酸钠、芒硝、焦锑酸纳、氢氧化铝等。每100kg 光伏玻璃需要使用约0.34kg 焦锑酸钠,按近期价格计算,焦锑酸钠占光伏玻璃材料成本22%,为第三大原料成本来源。据我们测算,当其他材料价格不变的情况下,若焦锑酸钠单价提升至11 万元/吨(对应锑锭14.2 万元/吨)时,将成为光伏玻璃第一大主材。当前价位下,焦锑酸钠已成为下游光伏玻璃供应商主要成本考量之一。
2024 年下半年起光伏玻璃需求降速,我们预计光伏用锑仍将受益于装机提升及双层玻璃渗透带来的单耗增加。2024 下半年光伏玻璃产量降速,2024 年1-11 月光伏玻璃产量2603 万吨,同比+16%,维持中高增速,然而自下半年起在高库存及分布式光伏并网受限的利空因素影响下,光伏玻璃产销受阻,产量出现较明显下滑,带动对锑澄清剂消费降速。中长期看,我们仍看好碳中和背景下光伏装机提升,据IEA 预测,至2030 年全球光伏新增装机量将达5821GW,2023-2030CAGR 达20%,有望带动光伏用锑量级提升。此外,双玻组件渗透率提高也将带动光伏玻璃需求增长。双面光伏组件是一种能够同时利用正面和背面入射光的光伏组件,在特定应用场景下,较单玻组件可明显提高发电效率。伴随双玻渗透率提升带来的光伏玻璃产量的增长,澄清剂耗量的增加有望进一步拉动锑需求。基于明后年相对谨慎的光伏装机增速,我们预计2024-2026 年光伏用锑需求量将从4.5 万吨增至4.87 万吨。
3、铅酸电池:技术迭代用锑量下降,低成本与可靠性具备比较优势
铅蓄电池,又称铅酸蓄电池,是一种成熟的电池体系,兼具经济性与可靠性。铅酸电池主要由海绵铅负极、二氧化铅正极、33%~37%硫酸电解液,加上隔板、端子、排气栓、连接条和外壳等零件组成。现代工业生产的正负极一般以铅钙合金或铅锑合金为板栅,正负极板活性物质分别为PbO2 和Pb。铅酸电池兼具造价便宜,稳定性强,回收利用率高等优势,广泛应用于汽车启动、两轮车动力电池等领域。按终端应用划分,2021 年铅蓄电池需求结构中,汽车启动电源占比45%,低速、两轮车动力电池占比28%,通信领域占比8%,电力(风力、太阳能发电等)占比6%。近年来,中国铅酸电池产量平稳增长,据中研网,2024 年国内铅酸电池产量达2.45 亿kVAh,2019-2024 年CAGR 达4%。
锑主要应用于铅酸蓄电池的电极板栅,免维护技术迭代下低锑合金板栅成为主流。通过在铅金属中添加锑元素,可以显著提高合金耐腐蚀性、硬度与强度,从而提高蓄电池的使用寿命和性能;此外,锑可以抑制铅枝晶的生长,减少正极活性物质的掉落和枝晶化,从而提高电池的使用寿命。然而,过高的锑含量,也易导致电池自放电与电解液中水的分解,导致电解液减少,故在日常使用时需要进行频繁维护。针对这一缺陷,20 世纪70年代起,免维护铅酸电池技术开始普及,主要解决方法为使用低锑合金或添加砷、锡、铜等元素。免维护铅蓄电池技术发展导致铅蓄电池单位用锑量出现显著下滑,铅锑合金含锑量已由传统的5%~7%逐步降低至2%左右甚至更低。
4、聚酯催化剂:PET 主要催化剂,需求维持稳定
锑系催化剂是聚酯主流催化剂,具有反应活性高、副反应少、成本低等特点。聚对苯二甲酸乙二醇酯《(PET)是以精对苯二甲酸和乙二醇为原料,经过酯化反应和缩聚反应形成的高分子聚合物,广泛运用于生产纤维、塑料和薄膜等工业产品。为了增加反应速率,在PET 的生产过程中需要添加催化剂。锑系催化剂是应用最广泛的催化剂类型,在聚酯催化剂中市占率达85%,主要锑化合物为乙二醇锑。锑及其化合物本身具有毒性,随着环保政策趋严,锑系催化剂使用限制或有收紧。环保型钛系催化剂是当前主要研究的方向,但仍存在稳定性差,易水解,造成切片发黄等问题,尚未大规模商业化应用。
5、军工半导体:深加工锑主要需求来源,金属战略属性底层支撑
锑可作为提高合金性能的硬化剂,其化合物亦是军需品必要成分。在常规军需品中,锑的热缩冷胀特性能够增加金属硬度,多以合金的形式用于制造枪管炮管、弹药等,可以大幅提高金属硬度和耐用性,提高弹药杀伤力;可燃物硫化锑是制作弹药引爆器、曳光弹、雷管等武器的关键助燃成分;氧化锑作为阻燃剂在帐篷、纺织产品中广泛使用,提高产品的防火性能,也用于军服外层涂层,提供防火保护。在前沿军工半导体领域,锑化镓(GaSb)、锑化铟(InSb)和高纯锑具有半导体特性,是红外探测器、激光器和高性能电子器件主要材料,常用于制造夜视镜、激光瞄准器、军用服装通信设备等。弹药轴承、防火材料等军需品为锑金属在军工领域的主要用途,而红外制导、高性能芯片中锑的不可替代性是锑金属战略属性需求侧的底层逻辑。历史来看,多次战争均对锑品需求产生短时备货脉冲,而在当前全球地缘冲突常态化、持久化态势下,基于备货、冲突耗用亦或是战略收储的目的,军工用锑或成为长期需求来源。