国内聚乙烯涂覆专用料市场调研

国内聚乙烯涂覆专用料市场调研
作者：任宁
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第09期
摘要：挤出涂覆级（Extrutioncoating）LDPE专用树脂是通过与纸、纸板、编织袋、BOPP、BOPET、BOPA、铝箔等基材挤出涂覆后用于包装食品、液体、粉末、药品、农用物资、化学品等产品。

随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，对食品、服装等产品的包装要求越来越高，单层的薄膜常常无法满足包装的要求，各种基材经LDPE树脂挤出涂覆后的复合制品具有防水、防潮和不易破裂等特点，能够最大限度地满足多方面性能要求而被广泛地应用，并得到迅速发展。

关键词：国内聚乙烯；涂覆专用料；市场调研
1 燕山石化日本住友化学株式会社高压釜式法生产工艺
燕山石化涂覆级LDPE专用树脂1C7A系列是由燕化公司第一聚乙烯装置生产。

该装置引进住友化学株式会社高压釜式法生产工艺，于1976年6月建成投产，由三条年产6万吨的生产线组成，总设计生产能力为18万吨/年。

产品主要用于膜料（film）、注塑料（Injection）、涂覆料（coating）、重包装料（Heavy-dutypackage）和高熔指料等，共五大类二十多个牌号。

每年年产涂覆级LDPE树脂14.7万吨左右，主要有1C7A、1C7A-1（H188）、1C7AS等，占据了国内涂覆料市场的大部分份额。

其中燕化高压三线装置采用双釜串联反应器，原是合资华美公司生产EVA树脂，2015年开始根据效益情况全部生产1C7AS，具体特点：
①聚合反应采用750L双釜串联，即把从第一反应器出来的未反应乙烯、乙酸乙烯酯和EVA的混合物经中间冷却器冷却后（聚合物不用分离）直接进入第二反应器进一步反应，从而使单程转化率由单一反应器的17%提高到20%以上（最高可达24%）；
②采用反应乙烯/乙酸乙烯酯和催化剂多点进料的方式，变更各分区的反应温度，从而可得到具有较宽分子量分布的树脂产品；
③开车方式采用一开始就把95%以上的乙烯气体预热加入到反应器内，并且预先使反应器内的温度、压力达到开始时所需要的状态后，再加入催化剂；
④借助高精度工业色谱GC、连续分级器CMIR等仪器仪表，EVA产品的熔体质量流动速率控制稳定、严格，从而降低了不合格品率，甚至产品无需进行掺合处理；
⑤添加剂直接加料，无需母粒；采用事故停车联锁系统SIS；有利于操作的稳定和安全；
⑥该装置安全标准很高，充分结合了中石化和杜邦公司在安全方面的技术和经验；该装置高度重视环保，增加了火炬气收集系统和再生热氧化器RTO，制冷剂用丙二醇代替传统的乙二醇。

1.1 联泓集团山东昊达Exxonmobil釜式法生产工艺
Exxon-Mobil釜式反应器的最佳生产能力是10万吨/年，所以该公司没有开发大于1500升的反应器。

釜式法工艺主要生产用于挤出涂膜的LDPE和EVA膜料，作为更加适合于大规模生产膜料的管式法的市场补充。

Exxon-Mobil釜式法工艺压力控制范围较宽，以利于生产低熔体质量流动速率的均聚LDPE和高乙酸乙烯酯质量分数VA的EVA。

1.2 中天合创12万吨/年釜式法低密度聚乙烯（LDPE）
中天合创12万吨/年釜式法低密度聚乙烯（LDPE）为6+6万吨Exxon-Mobil釜式法工艺，高压产品排产的牌号为通用膜料和涂覆料。

在开车初期可以按照既定的开车牌号LD605、
LD100、LD251、LD252进行生产，生产一旦稳定后，建议增加可用于农膜、收缩膜、重包装膜的熔指0.3的牌号以及熔指0.7-0.8的牌号，丰富产品牌号品种，提高产品竞争力。

1.3 大庆石化公司德国伊姆豪逊管式法高压聚乙烯装置
大庆石化高压装置是1986年7月建成投产，采用德国伊姆豪逊专利，本体法管式聚合，设计单线生产能力为6.0万吨/年，现生产能力已超过7.0万吨/年。

反应原理为自由基聚合，反应温度为270--330℃，反应压力为210-270MPa，最高单程转化率达32%。

生产原料以乙烯、醋酸乙烯为主，氧气为引发剂，丙烯、丙烷、丁烯-1等作为分子量调整剂，采用一热三冷四点进料的管式法反应，可生产均聚和共聚PE树脂。

由于其管式法涂覆料的颈缩缺陷，涂覆产品18G一般用于编织袋低速涂覆，无法使用在高速涂覆行业领域。

2016年生产数量约为5500吨，处于断续小批量生产状态。

2 目前国产涂覆聚乙烯顶替进口产品需要改进的地方
所谓挤出复合（ExtrusionCoating），是将聚乙烯等热塑性塑料在挤出机中熔融，经T型模头挤出后涂覆在一种基材表面或两种基材之间，经冷却制成复合材料的方法。

作为挤出涂覆工艺用的涂覆树脂，LDPE必须满足以下性能要求：
①基材和聚乙烯间需有很好的粘结能力；
②高温加工时具有良好的热稳定性；
③具有良好的流动性；
④具有良好的热封性。

随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，对食品、服装等产品的包装要求越来越高更新的要求；生产企业对自己产品包装的重视和包装工业的发展，极大地带动了挤出涂覆级LDPE专用树脂用量的增长，且可加工品种不断扩充，各包装制造企业、包装设备生产企业应对这种发展，对涂覆级LDPE树脂有了更高的要求：
①更优良的加工性能即：挤出复合速度更高，达到300-600m/min，加工稳定性更好，同时具备小的缩幅；
②优良的与基材的粘结性能和热封性能；
③液体无菌包提出了严格的卫生要求。

即：气味低、烟雾小。

涂覆级LDPE树脂的分子链结构，长短支链支化，分子量及其分布等结构因素决定了涂覆级LDPE树脂的MFR、密度、熔胀比、结晶度等表观物理性能，从而也决定着涂覆料LDPE 加工速度、缩幅、粘结性及热封等加工性能和包装产品性能。

涂覆级LDPE树脂涂覆性能可以通过熔体质量流动速率（MFR）、密度、出口膨胀比（SR）、高速加工性、缩幅、异味及发烟量来表征。

1C7A分子量分布宽，重均分子量大、大分子分子链多、长支链支化程度大，致使1C7A 的熔体粘度大、熔涨比小、密度较低，高速加工性能不好，会有颈缩、涂覆破裂以及烟雾大现象。

异味和发烟主要由LDPE在高温下氧化而产生，树脂中低分子量部分含量高及碳双键含量高，都会使异味和发烟较多。

应在此次顶替进口产品的技术改造中进行生产技术升级，更换引发剂溶剂，彻底解决10PPM小分子物残留造成烟雾大的缺陷，并对造粒系统进行改造，适应高熔融指数聚乙烯的生产，减少晶点生成，提高产品品质。

高速涂覆料1C7A-1（H188）为能够达到更好的加工性能、卫生性能等综合性能，在
1C7A的基础上调整了1C7A-1的分子量分布等内控指标：
①分子量分布：减少大分子组分，控制小分子组分含量，获得较窄的分子量分布，控制在17-19之间；
②重均分子量：减少LDPE中极大分子量部分含量，降低重均分子量。

控制在30-40之间；
③甲基支化度：保证一定的分子链支化，支化度定为2.3-2.5；
④熔涨比MFRR：控制熔涨比在30-40之间。

通过燕化化工六厂高压生产装置工艺的调整和优化，减少1C7A的分子链支化、控制合适的分子量及分子量分布，降低超高分子量和极低分子量部分，相比1C7A而言，1C7A-1
（H188）具有更合适高速挤出涂覆加工的较高的熔体流动速率、较高的密度、较窄的分子量分布和较低的重均分子量，使1C7A-1具有高的挤出复合加工速度同时具有较小的缩幅。

1C7A-1（H188）同时还具有合适的甲基支化和羰基含量，保证其在挤出复合时有较好的粘结强度。

1C7A-1（H188）在分子结构、加工性能以及热封等性能方面已经达到与品质国外进口涂覆料的水平。

1C7A-1相对较窄的分子量分布（相比其他釜式法产品），较低的分子量、长支链支化和长度适中。

达到熔体强度和熔体拉伸速率的平衡。

使之具有优良的高速加工性能和较低的缩幅。

用户反馈加工性能研究表明，1C7A-1加工速度可以达到450m/min以上，目前
1C7A-1（H188）在康美包（苏州）有限公司每年使用2300吨左右。

3 调研总结
3.1 技术提升空间
根据此次调研用户普遍的反馈结果，应及时进行燕山石化涂覆聚乙烯1C7A系列产品的技术改造工作，通过此次顶替进口产品的调研用户的改进需求，在燕化生产技术改造中进行产品生产技术升级，更换引发剂溶剂，彻底解决10PPM小分子物残留造成烟雾大的缺陷，并对造粒系统进行改造，适应高熔融指数聚乙烯的生产，减少晶点生成，提高产品品质，同时增加产能，尽快替代进口产品在国内占据主流的局面。

3.2 针对无菌包装领域销售策略建议
由于近几年无菌包装行业发展迅速，预计中国市场年需求600亿包，需求涂覆聚乙烯13万吨左右，年增长10%以上，利乐包装年产300亿包，占据60%以上份额，康美包产能130亿包，2015年预计实际生产80亿包，年增长预期8%，整个行业处于继续增长过程，而燕山
H188作为国内唯一通过验证的高速涂覆的牌号，其实际销售量和市场份额还远远不够，可通过康美包的计价方式改进和内在质量的提高，扩大该高端市场的国产料比例和市场话语权，继续做好利乐包装潜在用户的开发工作。

由于目前国内能够生产高质量的LDPE涂层料只有北京燕山石化，挤出涂层专用树脂产品品种少，不能满足国内LDPE涂层料的巨大市场需求。

国内产量最大的LDPElC7A涂层树脂综合质量和普通进口产品基本相当。

新产品H188（1C7A-1），通过改变聚合工艺条件、改变LDPE的支化；控制合适的分子量及分子量分布；降低超高分子量和极低分子量部分；控制小分子含量；使得H188具有更加优良的加工性能：更高的加工速度大于400m/min、更少的涂层重量和厚度、更好的加工稳定性、较小的缩幅度能够满足国内大部分挤出复合生产线的要求，卫生性方面也能够满足液体无菌包装要求和改善操作环境要求。

随着人民生活水平的提高，国内奶、果汁等液体食品的需求量越来越大，对产品包装的要求也越来越高。

要求包装材料的小分子和其他化学物质析出要足够小，以保证这些液体饮品口感的纯正。

同时，高速挤出复合生产线的引进和国内挤复设备加工能力的提升，也需要符合这种要求的LDPE涂覆专用料。

包括1C7A在内的国内涂层级LDPE无法满足这样告诉生产的要求。

燕山石化在1C7A的基础上经过对生产工艺的调整和优化，生产的LDPE涂覆产品H188和1C7AS具有优良的高速加工性，加工速度比1C7A有了大幅度的提高，可以应用在
400m/min的生产线上。

已在山东泉林包装公司和苏州康美包公司进行了试用，加工性能完全符合其生产线要求。

改善了液体无菌包装领域进口料优势明显、占据国内大部分市场的局面。

1C7A与部分进口牌号相比，在淋膜时产生的烟雾和气味较大。

新开发的H188和1C7AS 产品尽管有所改善，产品性能还不能满足高端用户的要求。

1C7AS与1C7A的性能相同，作为新产品价格较后者低，已逐渐为涂覆领域客户所接受。

参考文献：
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