在“碳中和”这个全球热点下,光伏发电作为清洁能源,愈发受到人们关注。截止2020年底,全球累计光伏装机760.4GW。根据中国光伏行业协会预测,“十四五”期间,中国年均光伏新增装机量,将是2020年的1.5~2倍左右。在光伏材料中,EVA是用于生产光伏胶膜的主要材料,但其性能逐渐落后于下游需求,无法很好地解决PID(电势诱导衰减)问题,因此不适合应用在双面组件上,正在出让市场份额。而POE比例则在不断提升。
什么是POE
POE,聚烯烃弹性体,是指乙烯与高碳α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)的无规共聚物弹性体。
POE的优点非常多,POE具有优异的耐候性和耐化学药品性,以及较好的透明性和柔顺性,与聚烯烃相容性好,兼具有橡胶的高弹性和塑料易加工的优点。
图片POE获得弹性所需的成本更低、质量更轻、能耗更低、对环境更友好,还有着极低的结晶度、密度很低、分子量分布窄、玻璃催化温度低等特征。这些特征使得POE对无机填充物有着良好的包容性,并具有良好的回弹性和柔韧性等,被广泛用于PP改性、PE改性、EVA鞋材和软管、HDPE注塑增韧、接枝增韧剂等。在许多应用场合可代替传统的橡胶及塑料软制品,还是性能优越的聚丙烯增韧改性剂。
POE主要应用都有啥
目前,POE已被广泛应用于汽车零部件、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶、光伏封装材料等领域。
一、在光伏行业的应用
相对于透明EVA胶膜而言,多层共挤POE胶膜具有更大的优势。多层共挤POE胶膜透水率低,接近同等厚度EVA胶膜的1/5,可大幅度提升组件耐候性能。与之同时,共挤POE胶膜在生产工艺上又兼有EVA胶膜的优势,即组件生产成品率高、生产效率高、胶膜本身保存容易。因此,POE胶膜用于封装电池片可以提高发电效率,在2020年市占率已经达到了25.5%,且未来有望进一步提升。
那么POE是否会完全取代EVA呢?答案是否定的,首先POE目前价格比较高,成本上不占据优势。同时POE的加工生产效率低,组件产品良率低。实际应用过程中,常常采用EVA/POE/EVA复合型结构,产品中间薄薄的一层POE,可以确保良好的PID阻性。
二、其他主要应用方向
1.PP改性
与弹性体POE共混来改善PP冲击性能,改性增韧后的PP可应用于汽车保险杠、汽车门板、家电外壳、办公文具、电瓶车和摩托车的塑料配件以及PP果冻杯等。
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,可应用于塑料托盘、塑料周转箱、塑料工具箱、塑料办公桌椅配件、沙滩椅等。
3.PA尼龙等工程塑料增韧,相容剂
POE通过过氧化物引发可以顺利且有效与马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸AA等单体发生接枝反应,所得到的接枝物广泛地用来增韧PA等工程塑料,同时也可以当作相容剂用于塑料合金中。
4.与EVA并用发泡
POE的柔韧性和回弹要比EVA高出很多,并用发泡会有着更好的效果,如发泡后的产品重量更轻、压缩回弹更好、触感良好、泡孔均匀细腻、撕裂强度高等突出优点。无论是模压发泡还是造粒后的注射发泡,POE已经大量地被使用在沙滩鞋、拖鞋、运动鞋的中底、鼠标垫、座垫、保丽龙材料、保温材料、缓冲片材、箱包衬里等发泡产品上。
5.EVA挤出软管改性用POE
EVA和POE的混合使用添加在挤出软管的内层,使得软管具有抗污染性的封口,所需的热封温度低且热封强度更高。广泛地应用于吸尘器软管、洗衣机软管、排水管。
6.色母或填充母粒
POE在色母粒或填充母粒中当作载体或者代替PE蜡,可改善色母或填充母粒的品质。
7.E可以代替EVA生产高档的热熔胶,且产品可以做到无异味、低密度、高的流动涂覆性、浸润性好等,也可以与EVA并用。
8.电缆料
POE可代替EVA、EEA或EPDM用于非PVC电缆护套料绝缘;另外,POE硬度和强度的变化率低,可代替EVA或者与EVA并用来生产无卤阻燃电缆料。
9.膜类产品
如PE膜,基于POE/LLDPE/CPP共混。
10.无纺布
为了提高纺熔非织造布的柔软性和悬垂性,非织造布生产过程中需要选择合适的聚烯烃弹性体,并且添加其他的功能助剂。通过配方设计,添加一定比例的弹性体,可以大大改善非织造布的使用性能,产品克重也可大大降低。其柔软度、静摩擦系数、动摩擦系数都会明显改进。
POE的主要生产厂商有哪些
SABIC-SK
沙特基础工业公司(SABIC)与韩国石化公司SK综合化学等额合资控股公司SABIC SK Nexlene Company(SSNC),于2014年7月在新加坡成立,并大力开发聚烯烃弹性体POE,该产品采用Nexlene溶液聚合技术,并于2015年开始投放市场,牌号为Smart、Solumer,大力推进。
在今年的CHINAPLAS国际橡塑展上,SABIC主推的POE树脂FORTIFY C5075DP和C13075DP作为光伏组件封装材料,可为光伏组件提供出色的保护,并确保高效、可靠的能源输出。
埃克森美孚
1991年,埃克森美孚(ExxonMobil)公司利用Exxpol工艺,在其生产乙丙橡胶(EPDM)的装置上利用乙烯和丁烯共聚得到新型聚烯烃弹性体材料POE,其牌号为Exact,后来利用该工艺开了乙烯和丙烯、己烯共聚聚烯烃弹性体,牌号为Vistamaxx、Exceed。
陶氏(Dow)化学
1993年,陶氏(Dow)化学公司采用限定几何构型催化技术(CGCT)和INSITE工艺制成的新型聚烯烃弹性体材料POE,该产品是乙烯和1-辛烯共聚而得,牌号为Engage,后来陶氏(Dow)化学公司还开发了乙烯和丙烯、丁烯共聚聚烯烃弹性体POE,牌号为Versify、Affinity等。该工艺可以在乙丙橡胶(EPDM)设备上生产得到产品。DOW在光伏领域牌号主要是ENGAGE PV。
三井(Mitsui)化学
2005年,三井(Mitsui)化学公司在新加坡建设一套10万t/a的POE生产装置,该公司技术来自陶氏(Dow)化学,生产乙烯和1-辛烯、丁烯共聚聚烯烃弹性体POE,牌号为Tafmer。
LG化学
LG采用自主研发的茂金属催化剂,以乙烯和1-辛烯或 1-丁烯为原料,生产的聚烯烃弹性体(POE),其牌号为Lucene。
POE需求量逐年提高,国内的生产厂家有哪些
万华化学
万华化学几年前开始研发POE,目前已经到了中试阶段,预计在2025年前有20万吨产能。2020年10月9日,万华化学发布“万华化学集团股份有限公司聚氨酯产业链一体化-乙烯二期项目环境影响报告书征求意见稿公示”。该项目为改扩建项目,建设内容包含20万吨/年聚烯烃弹性体(POE)装置。
中国石化天津
中国石化天津南港乙烯工程以120万吨/年乙烯装置为龙头,瞄准世界领先、填补国内空白、顶替进口,产业链延伸建设超高分子量、α-烯烃、ALL-PE、ABS、POE、HDPE等12套高端新材料装置。其中POE聚烯烃类热塑性弹性体装置为10万吨/年,是属于C4型POE。
惠生
据业内人士透露,惠生的10万吨POE装置,将于2023年投产。
京博石化
京博石化POE装置初步规划5万吨/年,初步计划2025年投产。
可以看出,随着POE在光伏等领域的需求日益增长,越来越多有实力的中国化工企业加入POE的研发和生产中,未来几年将成为POE市场中重要的参与者。
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
江苏省发展和改革委员会 江苏省工业和信息化厅 江苏省财政厅 江苏省生态环境厅 江苏省科学技术厅 江苏省商务厅 江苏省应急管理厅 江苏省市场监督管理局 江苏省统计局
北京市化学工业协会 天津市石油和化工协会 辽宁省石油和化学工业协会 内蒙古石油和化学工业协会 重庆市石油与天然气学会 河北省石油和化学工业协会 山西省化学工业协会 吉林省能源协会 黑龙江省石化行业协会 浙江省石油和化学工业行业协会 安徽省石油和化学工业协会 福建省石油和化学工业协会 江西省石油和化学工业协会 河南省石油和化学工业协会 湖北省石化行业协会 湖南省石油化学工业协会 广东省石油和化学工业协会 海南省石油和化学工业行业协会 四川省化工行业协会 贵州省化学工业协会 云南省化工行业协会 陕西省经济联合会 甘肃省石化工业协会 青海省化工协会
电话:协会:025-8799064 学会:025-86799482
会员服务部:025-86918841
信息部:025-86910067
传真:025-83755381
邮箱:jshghyxh@163.com
邮编:210019
地址:南京市梦都大街50号东楼(省科技工作者活动中心)5楼
增值电信业务经营许可证:苏B2-20110130
备案号:苏ICP备13033418号-1