一、PVP概述
1、定义及分类
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在一定的条件下聚合生产的非离子型高分子化合物。PVP有液态和固态两种不同的形式，最常见的是粉末、水溶液和有机溶液。PVP最早由巴斯夫在1938年发明，因其生理学上类似人体血浆蛋白的高分子聚合物，二战时期曾一度被用作血浆的替代物。PVP具有优异的无识别结果学稳定性、低毒性、成膜性等优点，作为助剂、添加剂、辅料应用需求较高，是一种应用广泛的精细化工产品，在医药、纺织、化工、饮料、日化等多个领域得到应用。
K值是决定PVP各种性能的重要因素。K值指用聚合物稀溶液的黏度测定值计算而得的数值，与聚合度或分子的大小有关，-般而言，K值越大，分子量越大，其粘度越大，粘接性越强。PVP主要产品品种及规格按分子量可分黏度级别为K15、K30、K60、K90。PVP目前可分为工业级、化妆品级、食品级和医药级四种，工艺难度、技术要求以及售价逐级提高。
PVP各型号K值及分子量
资料来源：公开资料整理
2、合成工艺
PVP的合成工艺包括乙炔法和γ-丁内酯法。乙炔法工艺成熟，是目前主流的生产工艺。乙炔法以乙炔、甲醛等为起始原料，先合成1,4-丁二醇(BDO)，再经过催化脱氢成环、氨解、炔加成等反应最后得到PVP单体NVP。乙炔法是最早也是迄今比较完善的合成NVP方法。乙炔法生产NVP工艺的主要优点是工艺成熟、原料便宜易得，适合大规模工业化生产等；另外，乙炔法具有工艺流程长、固定资产投资大、操作条件要求严格、主要的原料乙炔存在爆炸危险性等特点。因此，需要具备一定的规模、较高的管理水平、控制技术、研发实力、完善的销售网络和售后服务的企业才能选择这种方法。
γ-丁内酯法收率较低，更适合中小型企业。γ-丁内酯法是指由γ-丁内酯与乙醇胺反应生成胺解产物羟乙基吡咯烷酮(NHP)，然后NHP在脱水催化剂的存在下直接或间接脱水生产目标单体NVP的方法。γ-丁内酯直接脱水法需要较高的温度(350-400℃)，能耗较高，而且目前一直缺乏理想的脱水催化剂，限制了该工艺方法的发展。γ-丁内酯间接脱水法则存在生产过程中产生具有毒性和刺激性副产物、生产工艺涉及到有害物质吸收，工艺变得复杂，不易控制的问题，而且普遍设备利用率低，NVP收率与乙炔法相比较低。
乙炔法与γ-丁内酯法的比较
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二、PVP行业发展背景
从技术角度看，PVP的制备包括单体NVP的合成和聚合物PVP的合成。在单体NVP的合成过程中的关键技术是单体合成技术和单体提纯技术；而聚合物PVP的合成过程中的关键技术则是聚合技术和干燥技术。
PVP合成技术
资料来源：公开资料整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国聚乙烯吡咯烷酮行业市场调研及投资规划建议报告》
三、PVP产业链
1、产业链
PVP行业产业链上游包括乙炔或电石、γ-丁内酯、氨水及其他产业，PVP行业处于产业链中游，下游应用较广泛，主要包括日用化工、医药、食品饮料、材料及新能源领域等。
PVP产业链
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2、产品成本结构
从成本结构来看，PVP产品价格主要受原材料价格的影响，据新开源年报，其PVP系列产品2021年原材料成本占比超60%，主要原材料为BDO，单耗为1.0左右。
2021年PVP产品结构成本(以新开源为例)
资料来源：新开源年报，公开资料整理
3、下游需求结构
从下游需求来看，医药行业和日化行业是PVP产品的主要应用领域。2018年医药行业和日化行业合计占比约75%，其中医药占比为36.46%，2021年，受新能源领域的影响，新能源领域占比提高至10%，医药占比为30%。PVP应用领域不断扩展是促进PVP行业发展的重要因素。
2018年中国PVP下游需求结构
资料来源：公开资料整理
四、PVP行业现状
1、市场需求量
从市场需求量来看，据《CHEMICALPROFILE:PVP》统计，2013年全球PVP产能为7.63万吨/年，各类PVP的需求为6.75万吨/年，预计到2018年，全球需求将以每年5.3%的速度增长，以此增速计算的2021年全球PVP需求量为10.2万吨。
2016-2021年全球PVP需求量测算
资料来源：《CHEMICALPROFILE:PVP》，公开资料整理
2、PVP价格
具体从PVP价格来看，目前PVPK30国内最新市场报价约为7万元/吨。2021年末国外PVP市场报价约9000美元/吨。据新开源公司公告，其主要产品PVP平均价格与前期相比没有太大波动，2022年上半年新开源PVP产品销售均价约7-8万元/吨，相比去年同期的约5-5.5万元/吨同比增长约45%。
2022年PVPK30国内市场报价
资料来源：公开资料整理
3、上游主要原材料产能产量
从上游主要原材料BDO产能产量来看，据统计，2021年我国BDO产能215.9万吨，产量为174.68万吨，2022-2024年拟投产产能达374.4万吨，预计未来BDO市场竞争激烈，供应偏紧格局有望持续改善。
2017-2021年中国BD0产能、产量情况
资料来源：公开资料整理
4、传统领域应用
从下游医用领域来看，PVP的优良理化特性以及其优良的生理相容性，在药用辅料上的作用日显重要。PVP作为药用辅料在医药中可起到片剂粘合剂、增溶作用、包衣片、共沉淀及研碎、缓释剂、崩解剂等作用。
PVP作为药用辅料在医药工业中的应用
资料来源：公开资料整理
从日化领域来看，PVP的C-N-C-O基团结构和蛋白质相似，因而与皮肤和发须有很好的亲和性，能形成透明的薄膜，光亮，而且容易用水洗脱，无刺激、不过敏，对头发和皮肤具有良好的保护作用。PVP具有良好的表面活性剂性能，可作为膏霜和乳液的乳化稳定剂，并能有效维持香波和沐浴产品的泡沫稳定性。交联PVP具有消炎、去毒、镇痛作用，将它用于护肤制品中，能镇痛并减少刺激，对皮肤发红、红斑、痔疮有治疗作用。
PVP在日化领域的主要品种及结构类型
资料来源：公开资料整理
5、新应用领域
PVP可用作锂电池电极的分散剂和导电材料加工助剂，根据新开源公司公告，在新能源电池领域PVP的用量为1GWh约用15吨，主要采用工业级的PVP K30。据高工锂电GGII预测，2025年全球动力电池出货量将达1550GWh，储能电池出货量达476GWh。基于新型消费电子市场高增速，传统3C消费电子单位容量增加，假设全球消费电子锂电池出货量年平均复合增速为10%,2025年出货量将达183.2GWh。根据以上分析，假设锂电池领域PVP的用量为1GWh约用15吨，则2022年锂电池用PVP年需求量将达1.16万吨，2025年将达3.31万吨。
2020-2025年全球锂电池用PVP需求量及预测
资料来源：GGII，新开源公告，公开资料整理
五、PVP行业竞争格局
1、行业集中度
从行业集中度来看，PVP市场集中度高。相关数据显示，巴斯夫和亚什兰作为龙头企业，2019年CR2企业市场份额为64.73%。其他重要参与者包括博爱新开源，日本触媒，南杭药业，2019年CR5企业的收入份额达到78.08%。
2019年PVP行业集中度情况
资料来源：公开资料整理
2、行业主要参与者
从行业参与者来看，目前PVP全球产能约10.71万吨/年，其中国外产能约5.01万吨/年，国内产能约5.7万吨/年。巴斯夫和亚什兰作为全球行业龙头企业，PVP产能约2.48万吨/年和2.1万吨/年。新开源作为国内PVP行业龙头，产能1.3万吨/年，2万吨/年NVP及PVP新增产能在建,预计2023年一期1万吨/年产能投产。
国内主要PVP企业产能统计表
资料来源：各公司官网，公开资料整理
六、PVP行业壁垒
PVP行业门槛较高，进入PVP行业主要有技术壁垒、政策壁垒、市场准入壁垒和销售渠道壁垒，这将影响PVP产能扩张。
PVP行业壁垒
资料来源：公开资料整理
七、PVP行业发展趋势
随着新能源行业的不断发展，PVP在新能源行业的应用被逐渐开发。目前PVP主要可应用于锂电池，PVP可用作锂电池电极的分散剂和导电材料加工助剂、PVP能够显著改善碳纳米管在水、有机溶剂和其他基体中的分散性能。同时，研究表明，采用PVP对钠离子电池用PEO聚合物电解质改性可以大幅提高电导率。随着技术不断发展，预计未来PVP将在更多新兴领域得到应用。
华经产业研究院对中国聚乙烯吡咯烷酮行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国聚乙烯吡咯烷酮市场竞争态势及行业投资潜力预测报告》。
