聚烯烴彈性體(POE)是采用茂金屬催化劑的乙烯和α-烯烴實現原位聚合的熱塑性彈性體,其中聚乙烯鏈結晶區(樹脂相)起物理交聯點的作用,具有典型的塑料性能,加入一定量的α-烯烴(1-丁烯、 1-己烯、1-辛烯等)后,削弱了聚乙烯鏈的結晶區,形成了呈現橡膠彈性的無定型區(橡膠相),使產品又具有彈性體的性質。
POE的基本概念
聚烯烴彈性體(POE)是采用茂金屬催化劑的乙烯和α-烯烴實現原位聚合的熱塑性彈性體,其中聚乙烯鏈結晶區(樹脂相)起物理交聯點的作用,具有典型的塑料性能,加入一定量的α-烯烴(1-丁烯、 1-己烯、1-辛烯等)后,削弱了聚乙烯鏈的結晶區,形成了呈現橡膠彈性的無定型區(橡膠相),使產品又具有彈性體的性質。
POE具有塑料和橡膠的雙重特性綜合性能優異,因此POE可以看作是塑料與橡膠的橋梁產品。
POE在光伏行業應用
POE薄膜封裝的光伏組件,水汽透過率低,排除使用EVA封裝膜所會產生的腐蝕問題,能夠擁有更長的產品生命周期以及更佳的耐用性。提高光伏組件的發電量,發電效率,可靠性及使用壽命,提高對電位誘發衰減PID的耐受性,并降低組件過早發生故障和需更換的可能性。
另外,雙面發電組件,PERC電池組件為了解決PID,背面更加傾向于采用POE。N型TOPCon是正面容易PID,正面用POE。
相對于透明EVA膠膜而言,多層共擠POE膠膜具有更大的優勢。多層共擠POE膠膜透水率低,接近同等厚度EVA膠膜的1/5,可大幅度提升組件耐候性能。與之同時,共擠POE膠膜在生產工藝上又兼有EVA膠膜的優勢,即組件生產成品率高、生產效率高、膠膜本身保存容易。
POE應用方向
PP改性、改善PP/PE回料性能、PA尼龍等工程塑料增韌,相容劑、與EVA并用發泡、EVA擠出軟管改性用POE、色母或填充母粒、熱熔膠、電纜料、膜類產品、無紡布。
POE獲得彈性所需的成本更低、質量更輕、能耗更低、對環境更友好,目前已廣泛應用于汽車零部件、光伏膠膜、電線電纜、機械工具、家居用品、玩具、娛樂和運動用品、鞋底、密封件、熱熔膠等領域。
POE的主要生產廠商
POE綜合性能優良,目前,全球POE表觀消費量已超過120萬噸,產能超100萬噸,只有幾家國外公司掌握了生產POE的核心技術和知識產權,處于供不應求的狀態。
數據來源:聚烯烴彈性體的現狀及研究進展
1.埃克森美孚
埃克森美孚化工是世界最大的化工公司之一,在全球各大主要地區均擁有生產能力。
1991年埃克森美孚(ExxonMobil)公司利用Exxpol工藝,在其生產乙丙橡膠(EPDM)的裝置上利用乙烯和丁烯共聚得到新型聚烯烴彈性體材料POE,其牌號為Exact,后來利用該工藝生產了乙烯和丙烯、己烯共聚聚烯烴彈性體,牌號為Vistamaxx、Exceed,于2001/2004年投產。
產能:約年產20萬噸
官網:www.exxonmobilchemical.com.cn/zh-cn/
2.陶氏( Dow)化學
陶氏公司在大中華區18個地點(其中包括8個制造基地)運營,員工約3,200名,為消費者護理、基礎設施、包裝等行業客戶提供服務。陶氏化學公司是世界排名第一的POE供應商,其產能最大,產品品質高,牌號齊全,適用范圍廣。
1993年陶氏( Dow)化學公司采用限定幾何構型催化技術(CGCT) 和INSITE 工藝制成的新型聚烯烴彈性體材料POE,該產品是乙烯和1-辛烯共聚而得,牌號為Engage,后來陶氏( Dow)化學公司還開發了乙烯和丙烯、丁烯共聚聚烯烴彈性體POE,牌號為Versify、Affinity等。該工藝可以在乙丙橡膠(EPDM)設備上生產得到產品。DOW在光伏領域牌號主要是ENGAGE? PV。
ENGAGE? POE充當橡膠與塑料產品之間的橋梁,激發全新設計可能。ENGAGE? POE是最早采用陶氏INSITE?技術的聚合物之一,產品性能卓越平衡.
陶氏化學在2016年POE產能達到45.5萬噸/年,其Engage牌號產品能夠生產的牌號有30多種
產能:約年產46萬噸
官網:https://cn.dow.com/zh-cn.html
3.三井(Mitsui)化學
三井化學公司是1997年由日本三井石油化學工業公司和三井東壓化學公司合并成立的,主要從事基本石化原料、合纖原料、基礎化學品、合成樹脂、化學品、功能性產品,精細化學品、許可證等業務。
三井(Mitsui)化學公司2005年在新加坡建設一套10萬t/a的POE生產裝置,該公司技術來自陶氏( Dow)化學,生產乙烯和1-辛烯、丁烯共聚聚烯烴彈性體POE,牌號為Tafmer,于2003/2005投產。
產能:約年產20萬噸
官網:https://www.mitsuichemicals.cn/index.htm
4.LG化學
LG化學成立于1947年,屬于LG集團旗下子公司。公司總部位于韓國首爾,是韓國最具代表性的化學企業。
LG采用自主研發的茂金屬催化劑,以乙烯和1-辛烯或 1-丁烯為原料,生產的聚烯烴彈性體(POE),其牌號為Lucene,于2007年投產。
韓國LG化學首席執行官辛學喆在2022年2月8日的網上直播投資者研討會上表示,LG化學實施藍海轉移戰略。公司將把用于太陽能電池板的聚烯烴彈性體薄膜的年產能提高10萬噸。該項目將于2023年投產,將使LG化學成為POE材料的全球第二大生產商,年產能為38萬噸。
產能:約年產1萬噸
官網:http://www.lgchem.com/cn/
5. SABIC-SK
沙特基礎工業公司(SABIC)與韓國石化公司SK綜合化學等額合資控股公司SABIC SK Nexlene Company(SSNC),于2014年7月在新加坡成立,并大力開發聚烯烴彈性體POE,該產品采用Nexlene?溶液聚合技術,并于2015年開始投放市場,牌號為Smart、Solumer,大力推進,2015年投產。
在2021年橡塑展上,SABIC主推的POE樹脂FORTIFYTM C5075DP和C13075DP作為光伏組件封裝材料,可為光伏組件提供出色的保護,并確保高效、可靠的能源輸出。
產能:約年產17萬噸
6.北歐化工
北歐化工(Borealis AG)是一家奧地利化學公司,是世界上第八大聚乙烯和聚丙烯生產商,總部位于奧地利維也納。
商品包括POE、POP,商標名Queo,坐落于荷蘭赫侖,2013年投產
產能:約年產3萬噸
官網:https://www.borealisgroup.com/
目前,國內一些企業已經在積極布局POE項目。
7.萬華化學
萬華化學是一家全球化運營的化工新材料公司,依托不斷創新的核心技術、產業化裝置及高效的運營模式,為客戶提供更具競爭力的產品及解決方案。
萬華化學幾年前開始研發POE,1000噸/年POE裝置于2021年一季度中試,預計在2025年前有20萬噸產能。
萬華化學于2020年4月申請發明專利 《一種烯烴聚合催化劑、烯烴聚合催化劑組合物及制備聚烯烴的方法》,其自主研發的催化劑活性高、熱穩定性好,適用于高溫溶液聚合制備聚烯烴,尤其是聚乙烯、乙烯/1-辛烯共聚物。
官網:https://www.whchem.com/
8.中國石化天津
中國石化天津南港乙烯工程以120萬噸/年乙烯裝置為龍頭,瞄準世界領先、填補國內空白、頂替進口,產業鏈延伸建設超高分子量、α-烯烴、ALL-PE、ABS、POE、HDPE等12套高端新材料裝置。其中P0E聚烯烴類熱塑性彈性體裝置為10萬噸/年,是屬于C4型POE。
天津石化二期10萬噸/年POE項目計劃2023年投產。
官網:http://tjsh.sinopec.com/tjsh/
9.惠生
惠生集團是以能源化工服務為主的多元化集團公司,主營業務為工程服務、海洋工程及化工新材料。
惠生集團1000噸/年POE裝置已于2021年一季度中試,據業內人士透露,惠生10萬噸POE裝置,將于2023年投產。
官網: https://www.wison.com/
10.京博石化
山東京博石油化工有限公司產業涉及高效能燃料、高端化工品、高性能材料三大板塊。
京博石化1000噸/年POE裝置于2021年6、7月中試,京博石化POE裝置初步規劃5萬噸/年,初步計劃2025年投產。
官網:https://www.jbshihua.com/
此外大慶石化、燕山石化等均有POE建設計劃,具體產能尚未確定。預計短期內,國內POE粒子供應仍會延續高度進口依賴。
隨著POE在光伏等領域的需求日益增長,越來越多有實力的中國化工企業加入POE的研發和生產中,未來幾年將成為POE市場中重要的參與者。
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