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B—sports必一:国内外POE市场分析及预测

发布时间:2024-04-12 10:43:37 来源:必一sport网页版登录 作者:b体育官网

  对国内外聚烯烃弹性体(POE)的产能分布、技术现状和市场供需等进行了梳理,总结了国内POE产能、市场供应和生产情况。通过对国内POE消费市场进行分析和预测可知,未来国内POE消费水平势必会呈现出高速增长趋势,具有可观的市场前景。巨大的市场需求将刺激国内相关企业加快对POE生产技术的研发,在未来几年国内将很快实现POE的工业化生产。

  聚烯烃弹性体(POE)是由乙烯与丙烯或其他α-烯烃(如1-辛烯、1-己烯、1-辛烯等)共聚而得到的一类聚烯烃[1]。与传统的聚烯烃相比,POE的相对分子质量分布较窄,支链分布均匀,共聚单体含量高。由于POE分子链内含有带支链的共聚单体,导致聚合物链由结晶性树脂相和无定型的橡胶相组成,因此,POE既具有橡胶的高弹性,又可以采用热塑性塑料的加工工艺成型。POE分子链由非极性的饱和单键构成,保持了聚烯烃优良的耐老化性、耐化学药品腐蚀性、耐热性和耐水蒸气性[2]。

  POE除了具有良好的流变性、力学性能、抗紫外线性、低温韧性外,还与聚烯烃具有较好的亲和性,因此,POE可以用于聚丙烯(PP)的增韧改性、PP和聚乙烯(PE)回收料的性能改善、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)挤出软管改性及发泡,用作聚酰胺的增韧剂及相容剂,并可用于生产热熔胶、电缆护套料等。此外,POE还可用于太阳能电池封装膜、光伏、热熔胶等领域。以美国陶氏化学公司商品名为Engage的POE加工而成的封装膜Enlight,在450~1 200 nm的光学透过率大于90%,与EVA和聚乙烯醇缩丁醛相比,它的耐水性能更优越,水蒸气透过率是EVA封装膜的10%,这使电池在潮湿环境下的寿命更长。

  我国所需的POE产品大都依赖进口。目前,国内在售的POE产品主要来自陶氏化学公司、美国埃克森美孚公司、日本三井化学公司、韩国LG化学公司和SK集团。本文根据国内外POE弹性体的产能分布,对目前市场进行供需分析并对未来发展进行预测。

  从图1可以看出:陶氏化学公司占据全球POE产能的48%[3] 。而我国在该领域发展缓慢。目前,全球POE产能超过1 600 kt/a,SK集团和沙特基础工业公司也开始逐渐进入POE市场[4-5] 。

  20世纪80年代中期,陶氏化学公司利用溶液聚合工艺,将线型低密度聚乙烯产品种类扩大至塑性体(POP),其密度为0.890~0.915 g/cm3[2,6] 。90年代初期,随着茂金属催化剂的工业化,乙烯溶液聚合工艺得到广泛应用,具有更高共聚单体含量的乙烯-线性α-烯烃无规共聚物被开发出来[7] 。

  POE的生产需采用连续溶液聚合法,这是因为弹性体极难以颗粒状在气相或淤浆聚合反应器中流动,而且热塑性弹性体虽有结晶链段,但在较低聚合温度条件下又易被溶剂溶胀而结团、粘连,使聚合无法继续进行。因此,它们的溶液聚合须在较高的温度(至少120 ℃)进行,这就意味着制备POE采用的高温溶液聚合对于催化剂的要求较高。1993年,陶氏化学公司率先推出的限制几何构型茂金属催化剂(CGC)是目前最常用且有效的乙烯与1-辛烯共聚合催化剂,通常,乙烯-1-辛烯共聚物中1-辛烯含量为15%~45%(w),结晶度小于25%。除了陶氏化学公司的CGC外,埃克森美孚公司、LG化学公司、日本住友化学公司等也开发出了耐高温茂金属催化剂[8] 。

  目前,世界上POE的生产工艺(主要为溶液法)有陶氏化学公司的Dowlex工艺、瑞士NOVA化学公司的Sclairtech工艺、荷兰DSM公司的Compact工艺和美国Chevron Phillips公司的Phillips淤浆法工艺[9] 。

  世界POE主要生产厂家及装置情况见表1。其中,陶氏化学公司生产的牌号有30多种,产能1156 kt/a,占全球产能的48%;其次是LG化学公司和埃克森美孚公司;2014年,SK集团投产了200 kt/a的POE和POP装置。近年来,LG化学公司也开发了POE技术并进行了小批量生产[10]。

  (1)陶氏化学公司[11] 。1995年,陶氏化学公司与DuPont化学公司合作,将原有的产品品种和系列扩大,形成了产品牌号为Engage的5大系列30多个产品,产品密度为0.868~0.910 g/cm3 ,熔体流动速率为1.0~5.0 g/10 min,产品为袋装粒料,运输和加工都非常方便。陶氏化学公司在美国路易斯安娜州、德州,西班牙,Tarragona以及泰国马塔府建有多套装置,目前,产能达到1 000 kt/a以上,成为POE最大生产商。

  (2)埃克森美孚公司[12] 。埃克森美孚公司采用ExxpolTM茂金属催化剂溶液法工艺,推出商品名为Exact的系列POE产品,牌号达到14种以上,产品密度为0.868~0.902 g/cm3 ,熔体流动速率为0.5~10.0 g/10 min。

  TM系列POE弹性体产品,形成了Tafmer DF,XM,BL等产品。该产品在透明性、弹性、柔顺性方面较好,与其他牌号相比,性价比更高,获得了市场较好的口碑。

  (4)LG化学公司。LG化学公司使用其独特的茂金属催化剂和溶液法工艺,生产品牌为LuceneTM的系列POE弹性体产品(6个乙烯-1-辛烯共聚物牌号)和POP产品(2个乙烯-1-辛烯共聚物牌号)。

  从图2可以看出:2011年,全球POE消费量为400 kt左右,2015年增长至600 kt,2019年POE全球消费量进一步提高到800 kt[13] 。POE的主要消费区是北美、西欧和日本。其中,日本消费量最大,约占总消费量的33%,其次是北美约占32%,然后是西欧为25%,其他地区占10%。目前,全球POE的需求仍在增速,其中,以东北亚地区的需求增加最强烈,且POE的消费集中在改性、线材线缆和发泡上。初步预测,全球对POE的需求总量年均增长率至少在5.0%以上,且未来需求增速有望保持在10.0%以上。

  从表2可以看出:2016—2021年,我国POE需求量不断增加,年均增长率保持在6.5%以上,且全部依赖进口。2021年,国内对POE年需求量已经达到277 kt[14] 。目前,受光伏、汽车、聚烯烃等行业的需求影响及拉动下,国内POE市场规模不断扩容,对POE的需求量逐年递增。初步预测,我国对POE的需求总量年均增长率至少在5.0%以上,且未来需求增速有望保持在10.0%以上。

  POE在国内的生产仍主要依赖进口。目前,国内企业尚未完全突破POE的工业化生产,国外拥有POE生产技术的公司对生产所需的催化剂进行了专利保护,并且严密封锁了作为POE重要原料的高碳α-烯烃的生产工艺技术。

  2017年1月,工业信息化部、发展改革委、科技部、财政部四部委联合发布《新材料产业发展指南》,加快推动先进基础材料工业转型升级。2019年5月,发展改革委公布《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》,指出加快POE、茂金属聚乙烯等特种聚烯烃,高碳α-烯烃等关键原料的开发与生产[15] 。2021年5月,中国石油和化学工业联合会发布的《化工新材料产业“十四五”发展指南》指出,将高端聚烯烃塑料2025年的自给率力争提升到近70%。

  在国家的大力支持下,目前,国内各科研机构、企业正在抓紧研发,原料受制约的情况也得到了一定的改善。开发有自主知识产权的POE核心技术,特别是高活性、耐高温、共聚能力强的适用于均相高温溶液聚合的高性能催化剂成为关键。国内已有许多企业开展初步布局,国产替代指日可待。万华化学公司POE已经完成中试,在国内少数技术攻关企业中走在前列。除万华化学公司外,京博石化公司、中国石油化工股份有限公司(简称中国石化)茂名分公司、斯尔邦石化公司、中国石化天津分公司、惠生新材料公司、中国化学工程股份有限公司、卫星石化公司等均有投建POE装置的计划,部分企业小试或中试装置已经有重要进展。

  目前,国内POE需求量处于快速增长阶段,但由于国内石化企业未能实现工业化生产,所需产品主要依赖进口。当前国内在售的POE牌号及生产公司见表3和表4[16] 。

  从表5可以看出:国内POE仍有较大发展潜力。与国外的消费结构不同,2020年,国内POE消费最多的是用于汽车行业,占68.0%,用于聚合物改性的为19.0%,用于电线] 。在国外,汽车保险杠领域大部分已经采用POE进行共混改性;而国内只有20%左右的保险杠材料采用POE。由此可见,POE的应用率在国内汽车制造、塑料制造生产领域仍然相对较低,POE在国内市场有较大的发展潜力。

  2.3.2.1光伏需求持续增。