4月17日至20日在中國深圳國際會展中心(SWECC) 舉行的Chinaplas2023國際橡塑展上,SK Geo Centric展出了兩大核心產品,分別是高附加值包裝材料EAA(Ethylene Acrylic Acid)和高功能輕量化材料UD Tape(Unidirectional Tape)。
EAA是一個高附加值化學材料,和已有化學產品相比,EAA產品具有更高的回收利用性,呈現相同水平的性能所需的塑料用量也更少。主要用作包材粘著劑。目前包括SKGC在內,全世界可生產EAA的化學廠商很少,而它主要用在滅菌袋、肉類真空包裝,并逐漸擴展至高爾夫球、鋼化玻璃等多種產業領域。
乙烯-丙烯酸系共聚物(EAA)
1937年英國ICI研究人員首先發表高壓法制聚乙烯的專利以后,在五十年代和六十年代世界高壓聚乙烯工業獲得迅速發展的同時,基于改性的目的,開發了許多乙烯高壓共聚的新產品。
其中主要有兩大類,一類是乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA),另一類是乙烯-丙烯酸及其酯類共聚物。
乙烯-丙烯酸及其酯類共聚物產品中主要的有乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-丙烯酸酯共聚物(EMA、EEA、EBA)、乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)和離子交聯聚合物(Ionomer)。
乙烯-丙烯酸系共聚物具有與EVA相似的用途與應用領域,包括以下六類共聚物:
六類乙烯-丙烯酸系共聚物
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA);
乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA);
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA);
乙烯-丙烯酸共聚物(EAA);
乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA);
離子交聯聚合物。
美國UCC和DOW化學公司于1961年首先用高壓本體法生產EEA樹脂,以后日本的尤尼卡和比利時的British Petroleum Chemicals公司分別于1970年和1979年開始生產EEA樹脂,生產設備均購自美國UCC,其間又有若干家公司生產。這樣,目前世界上生產EEA樹脂的技術主要是美國UCC技術。
乙烯-丙烯酸系共聚物聚合工藝
乙烯和丙烯酸及其酯類在高壓下,共聚物制造的工藝流程與乙烯和醋酸乙烯的共聚相近似,是在高壓聚乙烯生產裝置的基礎上加以改進而成。聚合反應器可為管式或釜式,兩種單體在98.1--294.3MPa的壓力和150-250℃的溫度下進行共聚反應,引發劑為氧或有機過氧化物。
共聚產品和未反應單體通過自動放料閥進入二級分離系統(高壓分離和低壓分離)。由低壓分離器出來的熔融產品經擠出機擠出、切粒和干燥后作為產品,未反應的單體分別由高、低壓分離系統返回至壓縮機進口。
乙烯和丙烯酸及其酯類在高壓下的共聚與EVA的制造有如下不同點:(1)乙烯和醋酸乙烯在共聚反應中的競聚率比為1:1,因而EVA中VA含量的控制就很簡單。而乙烯與丙烯酸競聚率比為1:7,乙烯與甲基丙烯酸競聚率比為1:4.1,乙烯和丙烯酸乙酯的竟聚率相差就更大。
EVA的制造采用管式或釜式反應器均可,都能得到均一組成的共聚物。但乙烯和丙烯酸及其酯類共聚時以使用釜式反應器更為適宜,易于得到均一的共聚物,而在連續管式反應器中,反應混合物沿管長變化,得到非均一的混合物。
離子聚合物的聚合方法與EEA等類似,基本方法有兩種:
(1)混煉法和浸漬法。此法是以EAA或EMAA的共聚體為母體,用金屬的氫氧化物溶液浸漬,在生產上一般采用Na離子或Zn離子等金屬離子為宜。或在低壓分離后聚合物熔融擠出時,加入金屬氧化物,形成離子聚合物。
(2)直接共聚法。這是將乙烯、丙烯酸和丙烯酸鈉鹽在高溫高壓(147~294MPa、150-300℃)、引發劑作用下,直接進行共聚而制得含有鈉離子體的三元共聚物。
EAA共聚物特性
EAA對金屬箔、玻璃、紙、鋁及其它金屬和非金屬材料均具備較強的粘結性;而羧酸基對其性能的影響包括:
(1)熱粘合性能:增加熱粘強度,與金屬、玻璃和纖維有優異的粘合性,在表面污染下熱封仍保持強度;
(2)物理性能:提高拉伸強度、耐沖擊強度和耐環境應力開裂;
(3)增加柔曲性;
(4)提高抗油脂性;
(5)熱穩定性較EVA 更好。
乙烯-丙烯酸系共聚物用途
(1)高壓電纜內外屏蔽料北歐化工、陶氏化學以EMA/EEA/EBA為基礎樹脂,生產110千伏及以上高壓電纜內外屏蔽料
(2)管材具有易彎、耐折和彈性好的特點,且長期與水接觸沒有PVC那種增塑劑析出的缺點,因此適合于生產農業、醫用軟管,真空吸塵器軟管和搬運機械化的連接部件等。
(3)包裝材料用于復合薄膜的粘合層。
(4)膠黏劑金屬表面防護層和地毯背襯等。
(5)與烯烴類聚合物或工程塑料共混,提高其低溫柔軟性、耐環境應力開裂性和耐沖擊性。
(6)日用品玩具手槍的套盒、低溫用密封圈、家庭用品如容器及各種家用器具零部件、紡織品的代用品如帷幕等。
EAA市場規模
據中石化北京燕山石化高科技術有限責任公司論文《乙烯-丙烯酸類共聚物開發技術和市場調研》,目前復合軟包裝涂覆用EAA市場均價在2.0-2.5萬元/噸,國內復合軟包裝材料對EAA樹脂的需求量超1.5萬噸/年,產品生產工藝以釜式法工藝為主,常見牌號的丙烯酸(AA)含量在7%-9%,MFR在7-8g/10min。此外,EAA還可用于粘合劑、粉末涂層、熱熔膠、密封材料等,隨著國內關于EAA的應用研究不斷深入,下游各應用領域對EAA的認可度不斷提升,EAA應用前景廣闊。
據共研網數據,2021年中國EAA樹脂的整體需求量達2.76萬噸,同比增長10.84%,預計2022年達到3.07萬噸;2021年中國EAA樹脂整體市場規模達5.96億元,同比增長15.06%,預計2022年達到7.00億元,未來應用前景廣闊。
EAA市場競爭格局
據華經產業研究院數據,目前全球的EAA產能約為30萬噸/年,被幾大海外生產商所壟斷,市場集中度較高:其中美國杜邦產能約為7.2萬噸/年,全球市占率高達24%;英國英力士產能約5.7萬噸/年,全球市占率達19%;日本Mitsui產能約5.6萬噸/年,全球市占率達19%;韓國SK產能約5.5萬噸/年,全球市占率達18%;美國埃克森美孚產能約2.8萬噸/年,全球市占率達9%;行業CR5接近90%。
EAA國內進展
2022年8月9日,衛星化學公告其全資子公司嘉興山特萊投資有限公司,擬與愛思開綜合化學投資(中國)有限公司(SKGI)對中韓科銳(公司孫公司)進行增資,以共同建設運營EAA裝置項目,規劃的EAA生產規模為4萬噸/年,擬投資總額約為16.4億元。
2023年3月22日,衛星化學發布“關于對外投資的公告”。從公告得知,山特萊公司(衛星化學全資子公司)與SKGC公司在江蘇省連云港市徐圩新區簽署《合作諒解備忘錄(EAA二期)》,雙方有意結合各自的強勢和優點,進一步建設、運營生產規模為5萬噸/年的新增EAA裝置項目,投資總額約為人民幣21.7億元。
出資方式:自有資金現金出資。
標的基本情況:由山特萊公司與 SKGC 公司共同投資中韓科銳公司,以建設、運營 EAA 二期裝置項目,計劃 EAA 裝置生產規模為 5 萬噸/年,投資總額約為人民幣 21.7 億元,注冊資本應占投資總額的三分之一以上。SKGC 公司持有中韓科銳公司 60%的股權,山特萊公司持有中韓科銳公司 40%的股權。
項目概況:中韓科銳公司運營的 EAA 二期裝置生產規模為 5 萬噸/年,投資總額約為人民幣 21.7 億元,注冊資本應占投資總額的三分之一以上。
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