茂金属聚丙烯未来应用方向将增加哪些?
信息来源:聚烯烃人
茂是指-种新的催化剂技术,可提升聚丙烯产品透明度、流动性等性能。茂金属聚丙烯加工工艺主要集中于本体法-气相法组合工艺与气相法聚丙烯工艺。
mPP在承袭传统聚丙烯其质轻、价廉、卫生、耐高温、易加工成型等优点的基础上,透明性和表面光泽度可与其他一些透明树脂(聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS等)相媲美,性能价格比也优于PC、PS、PET等,故可广泛应用于透明包装、医疗器械、家庭用品、一般工业等领域,其中医疗卫生和食品包装领域是茂金属最主要应用方向。
食品包装领域优势:更高的热变形温度、更高的弯曲模量、更高的热封性能、更高的透明度、极低的溶出物含量等;
医疗卫生领域优势:韧性好、不容易断裂;
中国应用的茂金属聚丙烯大量依赖进口。中国进口的茂金属聚丙烯最主要用于熔喷料(口罩原材料),此外还用于医疗领域的高端卫生产品,如口罩、手术床单、手术服、高端孕婴用品、输液袋、高端纸尿裤、高端卫生巾等。以LyondellBasell公司的PurellHM671T牌号为原料制备的多种医用耗材获得了欧洲、美国双医典的认证,可用于医用量产。极少量茂金属聚丙烯被用于高端产品包装,如高端日用品、化妆品的包装、用于电子产品加工过程中电路板包装、婴儿奶瓶等,代表企业如日本花王、资生堂等,一些欧美的护肤品品牌也会使用,如雅诗兰黛、兰蔻等。
未来茂金属聚丙烯的可能应用方向包括食品包装、汽车内饰纤维、高端产品包装以及其他医疗耗材等,医用耗材包括:输液管、手术服、手术床单等洁净度要求高的产品。
国内量产茂金属聚丙烯产品仅燕山石化,兰州石化、扬子石化、独山子石化、茂名石化等仍在酝酿之中。目前,燕山石化茂金属聚丙烯的产能无法满足中国茂金属聚丙烯的消费需求,中国大量的茂金属聚丙条需求依赖从LyondellBasell、ExxonMobil、Total以及JPP进口,其中LyondellBasell是全球最大的茂金属聚丙烯供应商,也是中国最大的茂金属聚丙烯供货商。
LyondellBasell于上世纪80年代开始研发茂金属催化剂技术,在生产可持续性、生产稳定性、催化剂控制方面具有行业内最高的技术积累。
全球茂金属聚丙烯的牌号较少,且大规模量产商用的牌号占比约为 20%。
以LyondellBasell为例,LyondellBasell拥有二十余种茂金属聚丙烯牌号,但目前大规模量产的牌号仅有3-4种。
2010年后, LyondellBasell逐渐关停全球多地的茂金属聚丙烯工厂,目前仅韩国一处年产能为10万吨的工厂仍在运营,2020年产量约为7-8万吨。
由于中国茂金属聚丙烯集中于医疗卫生场景与熔喷料生产,中国进口茂金属聚丙烯牌号更为集中,主要包括LyondellBasell的Purell HM671T,ExxonMobil的Achieve 3825与Achieve 3854 (二者化学性质接近),Total的MR2001、MR2002和MR2007和JPP的Wintec等。
全球市场
随着对于聚丙烯产品性能要求的提升,聚丙烯生产技术不断优化,通过茂金属制备聚丙烯成为了高端聚丙烯的制备方案之一。
在生产方面,国外对于茂金属聚烯烃研究起步较早,部分龙头企业在市场占比较高。全球范围内茂金属聚丙烯生产商主要包括LyondellBasell、ExxonMobil、Total、JPP等少数几家企业。
其中,茂金属聚丙烯头部企业ExxonMobil、LyondellBasell等单家茂金属聚丙烯年产量约为7-8 万吨。
中国企业、市场和需求
中石油、中石化是中国茂金属聚丙烯研发投入的主要企业。
燕山石化永担先锋,中石化集团旗下茂名石化与扬子石化具备实现茂金属聚丙烯连续生产能力。
2020年中国茂金属聚丙烯需求约为10.2万吨,进口依赖度高;2020年中国茂金属聚丙烯的需求增量来自下游熔喷料需求的大幅增加;中国茂金属聚丙烯主要用于熔喷料及其他高端医疗领域,部分产品具备法规及认证的壁垒。
茂金属聚丙烯具有更高的成本、更高的经济性状以及更高的价格。
下游B端客户在决定是否使用茂金属聚丙烯时会权衡其带来的效用与多支付的成本,非刚性需求的厂商(高端包装)对于茂金属聚丙烯的接纳程度较低。
国产茂金属聚丙烯催化剂
近年来,国内石化企业和科研院所加大科研攻关,致力于茂金属聚丙烯催化剂的研究、生产工艺优化及目标产品开发工作。目前,我国茂金属聚丙烯生产技术已经实现了新突破,相关催化剂开发也取得多项突破性成果。
2014年,中国石油石化院与哈石化以茂金属聚丙烯催化剂为突破口,借助专项子课题新型聚丙烯催化剂的开发与工业应用,围绕茂金属透明聚丙烯产品进行联合攻关。经过3年努力,他们成功研发出茂金属聚丙烯催化剂(PMP-01)。这种催化剂既保留了茂金属催化剂单一活性中心、高活性等优点,又具有流动性好、不黏釜、对装置适应性高等特点,具有工业应用价值。
2017年6月下旬,石化院自主开发的载体型茂金属聚丙烯催化剂(PMP-01),在哈尔滨石化8万吨/年间歇式液相本体聚丙烯装置上首次使用,生产出高透明茂金属聚丙烯MPP6006。该产品可应用于包装、薄膜及注塑制品等,提供了性能差异化的茂金属聚丙烯。这次工业应用试验的成功,标志着我国在茂金属聚丙烯催化剂研发和茂金属聚烯烃新产品开发上取得零的突破,填补了国内空白。
2020年10月30日,石化院自主研发的茂金属聚丙烯催化剂(MPP-S02),在山东某大型化工公司进行工业试验,获得圆满成功。他们开发出2种茂金属超高熔体质量流动速率聚丙烯,产品技术性能达到指标要求。这是石化院取得的又一项重大突破,开启了茂金属催化剂直接聚合制备熔喷纺丝聚丙烯材料的工业化之路。
国产茂金属聚丙烯产品
2017年6月下旬,哈尔滨石化8万吨/年间歇式液相本体聚丙烯装置上首次使用,生产出高透明茂金属聚丙烯MPP6006。
经过近7年的攻关,燕山石化于2018年3月16日成功生产出茂金属聚丙烯产品。这是我国工业化连续生产装置上首次实现茂金属聚丙烯的成功开发,标志着燕山石化成为国内首家茂金属聚丙烯连续生产企业。
2020年12月16日,扬子石化研究院科研团队在聚丙烯中试装置上实现了茂金属聚丙烯生产工艺的新突破,也实现了茂金属聚丙烯生产的连续稳定运行。
独山子石化也在致力尝试生产茂金属聚丙烯产品。
部分茂金属聚烯烃产品生产技术还未能掌握,如用于高端膜的茂金属聚乙烯专用树脂、茂金属聚合的乙烯与-烯烃共聚产品、茂金属均聚聚丙烯树脂、高性能聚烯烃弹性体等。