一、高端聚烯烃概述
聚烯烃材料(PO)即烯烃的聚合物,是一类产量最大、应用最广的高分子材料。聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)为聚烯烃材料中最主要的产品。
高端聚烯烃主要包括多峰及茂金属聚乙烯(mPE)、茂金属聚丙烯(mPP)、高碳α-烯烃共聚聚乙烯、聚烯烃弹性体(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚(EVA)树脂、聚丁烯-1(PB-1)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、乙烯-乙烯醇共聚树脂(EVOH)、环烯烃共聚物(COC/COP)等。高端聚烯烃通常具有高技术含量、高应用性能、高市场价值的特点,产品技术门槛较高,专用性较强,需要服务导向型销售,价格相较普通品种较高。
高端聚烯烃细分种类及各自特点
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自从1933年英国ICI集团首先发现高压聚乙烯并于1945年实现工业化生产后,聚烯烃产业进入快速发展的阶段。国外化工龙头企业相继发现并实现了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂、EVA树脂、EVOH树脂的工业化生产。1991年,Dow和Exxon几乎同时公布了茂金属催化剂CGC与Exxpol,随后聚烯烃弹性体POE开始工业化生产,开启了聚烯烃高端化的新纪元。2005年Dow开发了“链穿梭”聚合技术,并很快将全新的聚烯烃热塑性弹性体——烯烃嵌段共聚物(OBC)工业化。
高端聚烯烃的发展历程
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在生产高密度聚乙烯(HDPE)或线型低密度聚乙烯(LLDPE)的过程中,可以通过增加单体含碳数,改善其机械加工性能和耐热性能。例如,EVA树脂生产工艺与LDPE类似,但由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相容性和热密封性,产品在较宽的温度范围内具有良好的柔软性、耐冲击强度、耐环境应力开裂性和良好的光学性能;EVOH树脂的分子结构中存在着羟基,随着乙烯醇含量的增加,气体阻隔性大幅上升。
不同共聚单体对应高端聚烯烃的特点
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二、全球高端聚烯烃专利申请现状
2000-2010年高端聚烯烃的研究一直处于平稳发展阶段,专利申请量较平稳;2010-2018年高端聚烯烃申请量逐渐提升,其中2016年为阶段性顶峰;2018年之后申请量稍有下降,但由于专利申请公开的滞后性,后续还会有更多专利公开,因此2019年后不代表实际趋势。从整体上可以看出,该领域技术目前处于技术繁荣期,全球范围内对于高端聚烯烃还具有一定的依赖性。
2012-2020年全球高端聚烯烃专利申请数量
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从全球范围的专利技术来源国来看,美国最多,占总量的43%;其次是日本,占比22%;再次是欧洲,占比17%;中国在该领域仅占比10%。由此分析可知,高端聚烯烃的专利主要集中在美、日、欧等发达国家,其研发具有优势,专利申请量较多;中国目前在高端聚烯烃方面的专利申请量比较少,因此国内在高端聚烯烃领域还有很大的研发空间。
高端聚烯烃专利技术来源国分布情况
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从申请企业排名来看,专利申请量排名前三的申请企业为:中国石化586件,金发科技521件,北欧化工377件,上述三者专利申请量大,均为知名的先进材料制造企业,产品数量较多,重视专利储备,专利布局较为充分。
全球高端聚烯烃专利重点申请公司数量
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相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国聚烯烃市场全面调研及行业投资潜力预测报告》
三、中国高端聚烯烃专利申请现状
国内高端聚烯烃专利申请趋势与全球趋势基本相同,专利申请量在2000-2016年间,处于稳步增长阶段,专利申请量逐年递增,到2016年,达到1700件以上,2016年后专利申请量趋于平稳。随着近年来我国高端聚烯烃产业的发展,以及国内企业加强研发和对专利保护的力度,国内高端聚烯烃专利数量不断增长,但是与发达国家相比,依然还有相当大的差距。
2012-2020年中国高端聚丙烯烃专利申请数量
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从国外来华专利申请量来看,美国来华专利申请量最大,达到了410件;其次是日本,为330件,这与美国和日本在高端聚烯烃产业发展历史悠久、技术实力雄厚是一致的。我国企业在技术研发过程中,可重点关注美国及日本的相关技术发展脉络及研发方向,争取实现弯道超车。
高端聚烯烃国外来华专利申请量
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从国内高端聚烯烃专利申请申请人类型来看,企业申请占比最高,占据了该领域的绝大部分申请;其次是大专院校、个人、科研单位和机关团体。这表明,高端聚烯烃为产业主导技术,同时专利转化利用率较高,企业专利布局较为充分,在今后的发展过程中,可进一步加强大专院校和科研单位与企业的合作,促进技术的快速发展,提高市场竞争力。
国内高端聚烯烃专利申请申请人类型占比情况
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四、高端聚烯烃行业相关政策
2017年1月工信部、发改委、科技部、财政部四部委联合发布《指南》,加快推动先进基础材料工业转型升级。2019年5月,发改委公布《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》,指出加快聚乙烯辛烯(POE)、茂金属聚乙烯等特种聚烯烃,高碳α烯烃等关键原料的开发与生产。2021年5月,中国石油和化学工业联合会发布的《化工新材料产业“十四五”发展指南》内容指出,将高端聚烯烃塑料2025年的自给率力争提升到近70%。
中国高端聚烯烃行业相关政策
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五、高端聚烯烃行业发展趋势
1、加快技术研发从模仿跟踪向自主创新转变
茂金属催化和1–辛烯单体等高端聚烯烃生产的关键领域已经被国外先进企业建立了完整的专利壁垒。再加上国内聚烯烃弹性体的加工,以及超高相对分子质量聚乙烯纤维、隔膜等下游产品的加工制造相比国外企业仍有相当大的差距,工艺技术的多元化体系尚不完善。
而长期以来国内研发机构和企业以模仿和跟踪国外技术为主,申请的专利对国外企业构成的威胁有限,使国内高端聚烯烃的发展受制于国外。因此,国内研发机构和企业亟须加快自主创新,加强高端聚烯烃及核心催化剂、专用装备的研发力度和相关专利的提前布局,优化高端聚烯烃生产的原料支撑和下游市场的应用推广。在通过持续投入研发资金和资源确保技术创新速度和程度的同时,坚持自主研发避免产生创新惰性和对国外企业的路径依赖。
2、推动产业发展向数字化转型
国内高端聚烯烃产业的研发、生产与应用之间相互脱节,大专院校、科研院所、企业之间没有形成协同创新能力,有效的结合机制尚未建立,导致高端聚烯烃研发成果产业化缓慢,研发优势不能有效转化为产业优势。企业宁可选择国外成熟技术,产业发展陷入“引进–落后–再引进–再落后”的恶性循环。新一代信息技术的出现为解决上述问题带来了契机。信息技术与研发、生产、加工甚至投资各个环节的深度融合,有助于缩短研发成果的产业化周期,提升行业整体竞争力。
对国内高端聚烯烃研发机构和生产企业而言,可充分利用工业互联网、大数据、人工智能等智能制造手段强化自身的技术和生产要素集成能力,依托新一代信息技术对碎片化和离散性的产业资源进行整合和共享,通过建立标准数据分析体系指导研发活动,促进具有高竞争力技术的产生与应用。
3、从全球价值链的低端向高端转移
从全球价值链来看,国内聚烯烃产业主要是以通用树脂生产、改性、加工等这些附加值较低的领域为主,处于全球价值链的低端。甚至在生产同等高端化产品的条件下,国产聚烯烃产品相对于国外企业来说价格偏低。而受限于国外先进企业的行业话语权,国内高端聚烯烃产业在全球价值链上提升的难度较大。对方往往会通过设置较高的市场准入与贸易壁垒,阻碍行业内的竞争者和潜在竞争者。
针对这一情况,国内高端聚烯烃生产企业一方面需要继续开展技术、产品牌号及催化剂体系的引进与开发,逐步完善和提升高碳烯烃等共聚单体的国内供应水平,打造国内聚烯烃高端牌号生产开发的核心竞争力和国际市场开拓能力,从全球价值链的低端嵌入到高端;另一方面是围绕汽车轻量化和新能源汽车、电子信息产业、大飞机和轨道交通、生物医药等战略新兴产业发展和传统制造业转型对材料的需求,提高产业关联度,在全球价值链体系下建造中国自己的高端聚烯烃产业价值链。
华经产业研究院通过对中国高端聚烯烃行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析,并根据行业发展轨迹及影响因素,对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2020-2025年中国聚烯烃行业市场深度分析及发展前景预测报告》。