在“碳中和”這個全球熱點下,光伏發電作為清潔能源,愈發受到人們關注。截止2020年底,全球累計光伏裝機760.4GW。根據中國光伏行業協會預測,“十四五”期間,中國年均光伏新增裝機量,將是2020年的1.5~2倍左右。在光伏材料中,EVA是用于生產光伏膠膜的主要材料,但其性能逐漸落后于下游需求,無法很好地解決PID(電勢誘導衰減)問題,因此不適合應用在雙面組件上,正在出讓市場份額。而POE比例則在不斷提升。
什么是POE
POE,聚烯烴彈性體,是指乙烯與高碳α-烯烴(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)的無規共聚物彈性體。
POE的優點非常多,POE具有優異的耐候性和耐化學藥品性,以及較好的透明性和柔順性,與聚烯烴相容性好,兼具有橡膠的高彈性和塑料易加工的優點。
圖片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,還有著極低的結晶度、密度很低、分子量分布窄、玻璃催化溫度低等特征。這些特征使得POE對無機填充物有著良好的包容性,并具有良好的回彈性和柔韌性等,被廣泛用于PP改性、PE改性、EVA鞋材和軟管、HDPE注塑增韌、接枝增韌劑等。在許多應用場合可代替傳統的橡膠及塑料軟制品,還是性能優越的聚丙烯增韌改性劑。
POE主要應用都有啥
目前,POE已被廣泛應用于汽車零部件、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、光伏封裝材料等領域。
一、在光伏行業的應用
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。因此,POE膠膜用于封裝電池片可以提高發電效率,在2020年市占率已經達到了25.5%,且未來有望進一步提升。
那么POE是否會完全取代EVA呢?答案是否定的,首先POE目前價格比較高,成本上不占據優勢。同時POE的加工生產效率低,組件產品良率低。實際應用過程中,常常采用EVA/POE/EVA復合型結構,產品中間薄薄的一層POE,可以確保良好的PID阻性。
二、其他主要應用方向
1.PP改性
與彈性體POE共混來改善PP沖擊性能,改性增韌后的PP可應用于汽車保險杠、汽車門板、家電外殼、辦公文具、電瓶車和摩托車的塑料配件以及PP果凍杯等。
2.改善PP/PE回料性能
PP/PE回料,添加POE共混造粒或者直接注塑,可應用于塑料托盤、塑料周轉箱、塑料工具箱、塑料辦公桌椅配件、沙灘椅等。
3.PA尼龍等工程塑料增韌,相容劑
POE通過過氧化物引發可以順利且有效與馬來酸酐(MAH)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、丙烯酸AA等單體發生接枝反應,所得到的接枝物廣泛地用來增韌PA等工程塑料,同時也可以當作相容劑用于塑料合金中。
4.與EVA并用發泡
POE的柔韌性和回彈要比EVA高出很多,并用發泡會有著更好的效果,如發泡后的產品重量更輕、壓縮回彈更好、觸感良好、泡孔均勻細膩、撕裂強度高等突出優點。無論是模壓發泡還是造粒后的注射發泡,POE已經大量地被使用在沙灘鞋、拖鞋、運動鞋的中底、鼠標墊、座墊、保麗龍材料、保溫材料、緩沖片材、箱包襯里等發泡產品上。
5.EVA擠出軟管改性用POE
EVA和POE的混合使用添加在擠出軟管的內層,使得軟管具有抗污染性的封口,所需的熱封溫度低且熱封強度更高。廣泛地應用于吸塵器軟管、洗衣機軟管、排水管。
6.色母或填充母粒
POE在色母粒或填充母粒中當作載體或者代替PE蠟,可改善色母或填充母粒的品質。
7.E可以代替EVA生產高檔的熱熔膠,且產品可以做到無異味、低密度、高的流動涂覆性、浸潤性好等,也可以與EVA并用。
8.電纜料
POE可代替EVA、EEA或EPDM用于非PVC電纜護套料絕緣;另外,POE硬度和強度的變化率低,可代替EVA或者與EVA并用來生產無鹵阻燃電纜料。
9.膜類產品
如PE膜,基于POE/LLDPE/CPP共混。
10.無紡布
為了提高紡熔非織造布的柔軟性和懸垂性,非織造布生產過程中需要選擇合適的聚烯烴彈性體,并且添加其他的功能助劑。通過配方設計,添加一定比例的彈性體,可以大大改善非織造布的使用性能,產品克重也可大大降低。其柔軟度、靜摩擦系數、動摩擦系數都會明顯改進。
POE的主要生產廠商有哪些
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。
在今年的CHINAPLAS國際橡塑展上,SABIC主推的POE樹脂FORTIFY 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。
埃克森美孚
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,后來利用該工藝開了乙烯和丙烯、己烯共聚聚烯烴彈性體,牌號為Vistamaxx、Exceed。
陶氏(Dow)化學
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。
三井(Mitsui)化學
2005年,三井(Mitsui)化學公司在新加坡建設一套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。
LG化學
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。
POE需求量逐年提高,國內的生產廠家有哪些
萬華化學
萬華化學幾年前開始研發POE,目前已經到了中試階段,預計在2025年前有20萬噸產能。2020年10月9日,萬華化學發布“萬華化學集團股份有限公司聚氨酯產業鏈一體化-乙烯二期項目環境影響報告書征求意見稿公示”。該項目為改擴建項目,建設內容包含20萬噸/年聚烯烴彈性體(POE)裝置。
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POE聚烯烴類熱塑性彈性體裝置為10萬噸/年,是屬于C4型POE。
惠生
據業內人士透露,惠生的10萬噸POE裝置,將于2023年投產。
京博石化
京博石化POE裝置初步規劃5萬噸/年,初步計劃2025年投產。
可以看出,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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