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环烯烃聚合物国产化前夜,华为吹响冲锋号,谁能率先打破垄断

时间:2023-03-12 来源: 浏览:

环烯烃聚合物国产化前夜,华为吹响冲锋号,谁能率先打破垄断

龙朴君 聚烯烃人
聚烯烃人

longpu2017

为聚烯烃创造着,快乐着,骄傲着!

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华为公开专利技术
华为作为当今中国顶尖科技含量公司之一,他的每次科技创新都会引起投资界的巨大震动。
你知道华为至今申报的唯一一个化学材料领域的专利是什么吗?
登录国家知识产权局查询可以看到,华为申请的唯一一个化学专利是《环烯烃共聚物制备用催化剂、环烯烃共聚物的制备方法、环烯烃共聚物及其应用》。
注意!申请公布日是2023年2月3日。
国内使用的所有COC/COP聚合物材料均依赖于进口,产品一直被日本垄断,COC/COP从降冰片烯到催化剂及材料整条产业链国内都尚未实现产业化。且这一材料的价格远高于POE, 现在建设最终攻克的高性能coc/cop聚合价格在6万-40万一吨。
环烯烃聚合物的合成方法均无法实现对降冰片烯和乙烯(即刚性环状结构和柔性脂肪烃基链段)在聚合物中的序列分布和相对含量的同时控制,因此难以对环烯经聚合物的力学性能和光学性能同时进行优化,限制了环烯经聚合物在电子产品中的应用。
环烯烃聚合物以及单体降冰片烯,国内还没有掌握技术,没有工业化生产装置, 华为技术有限公司去年公布了《环烯烃聚合物、环烯烃聚合物单体和光学制品的制作方法》的专利。
华为环烯烃聚合物的专利,可实现对刚性环状结构和柔性脂肪经基链段在聚合物中的序列分布和相对含量的同时控制,因此兼具优异的力学性能和光学性能。
首先在单体降冰片烯不同位置引入烷基、芳香基、烷氧基、烃基、酯基、氰基、氨基、硫醇基等不同的基团,能对聚合物进行改性,长链烷基可以增加链段柔性,调节聚合物力学性能,降低内应力。而选择酯基、氨基等极性基团,能增加环烯经聚合物与其他聚合物的相容性,并且提高环烯经聚合物的可粘接性能;而选择含有环状结构和芳香基团的取代基团,可提高材料刚性和耐热性,这样可以根据实际功能需要进行具体选择,获得具有不同性能的环烯烃聚合物。
华为环烯烃聚合物单体降冰片烯结构式
降冰片烯单体引入基团后,环烯经聚合物分子结构中同时存在柔性的脂肪烃基链段和刚性的桥环结构。其中,脂肪烃基链段可以有效降低材料内应力和玻璃化转变温度(Tg),同时赋予环烯经聚合物良好的机械强度、电绝缘性,以及优异的耐化学性、耐水性等特性,而桥环结构能够提高环烯烃聚合物的刚性、耐热性、玻璃化转变温度,同时破坏脂肪烃基链段的结晶性,使环烯经聚合物获得优异光学性能,而分子结构中的脂肪烃基链段和桥环结构序列分布可控、相对含量也可控,因此可以兼具优异力学性能和光学性能,同时可获得较好的加工性能。
华为环烯烃聚合物结构式
华为专利合成出的环烯烃聚合物的折射率为1.53-1.58,环烯烃聚合物具备较高折射率,采用其制备光学镜片有利于减薄镜片厚度。
环烯烃聚合物的阿贝数大于或等于53。阿贝数是指透明介质材料色散能力的指数,阿贝数越低,色散越严重。适合的阿贝数可使材料色散现象控制在较低水平。
环烯烃聚合物的雾度小于0.2%。雾度,即浊度,定义为材料散射光通量与透过材料光通量之比的百分数,雾度可衡量透明或半透明材料不清晰或混浊的程度,是表征散射的指标,其产生是由于材料内部或外部表面光散射造成的云雾状或混浊的外观。较小的雾度可以提高环烯烃聚合物用于制备光学镜片的可视效果。华为专利技术环烯烃聚合物的雾度小于0.05%。
华为公开专利的原因不难理解,是因为它太重要, 目前COC/COP聚合材料全部靠进口 ,这种材料最先使用在手机屏幕、镜头、VR、ARMR等电子消费品显示领域,有着非常突出的性能优势,而国内之前没有国产化,一直被国外垄断。华为搞这个唯一的化学材料研究,说明其国产重要性,十四五“国家重点研发计划”将环烯烃共聚物(COC或COP)列入重点新材料首批次应用示范,是我国重点发展的国产替代新材料之一。现在这种新材料的应用范围远远不止华为的范围。
谁能率先打破垄断
目前这一产品国产化率0.00%, 阿科力投产后将成为国内首家,唯一上市公司。实现0到1的突破,打破国外垄断的局面。
该项目2021年立项, 22年5月 阿科力董秘还公开回复:公司高透光材料(环烯烃聚合物COC)目前还处于 中试研发阶段 ,已经完成了环烯烃聚合物原料千吨级生产线以及环烯烃聚合物的实验室级别合成与验证,各项指标均达到预期。
22年10月 阿科力公告,公司与潜江市高新技术产业开发区·江汉盐化工业园管委会签订投资协议,预计投资10.5 亿元人民币,用于建设年产 20000 吨聚醚胺、 年产 30,000 吨光学材料(环烯烃单体及聚合物)项目。
阿科力是全国第一家,也是现在国内唯一能够量产的新材料光学级高耐热高性能coc/cop聚合物上市公司,公司从2014年就开始研发,到工艺打通,中试线,千吨试验线,生产线设计,工业化前期准备,历经8年时间,就仅仅一项前道原料coc/cop单体就研发了好几年才攻克,现在终于全链条攻克最终产品高端coc/cop聚合物。

根据新闻报道, 1月31日 ,阿科力科技(潜江)有限公司年产20000吨聚醚胺、 30 000吨光学材料项目举行项目开工仪式 在潜江市高新技术产业开发区·江汉盐化工业园,标志着即将打破国外技术垄断、实现环烯烃单体及聚合物的国产化。

开工仪式上阿科力公司董事长朱萌说:“30000吨的光学材料(环烯烃单体及聚合物),之前是日本垄断的,目前在全国范围内我们率先实现生产,是填补了国内的空白,也有望帮助下游企业大幅下降生产成本”。

据中国化工信息中心数据,2021 年,中国 COC/COP 消费量约 2.1 万吨,是全球最大的COC/COP市场,尤其在光学镜头和医药包装领域,受疫情和电子产品的产业带动,增长很快。
预计到 2025 年,中国 COC/COP 的消费量将提高到 2.9 万吨,2021-2025 年消费量年均复合增长率约 8.9%。
图片来源:中国化信
除了阿科力拓烯科技(衢州)有限公司也布局于此, 拓烯科技(衢州)有限公司成立于2020年,在衢州市政府的鼎力支持下投资兴建,项目总投资10.8亿,占地约190亩,包括年产10000吨特种光学烯烃共聚物、1000吨光学级碳酸酯共聚物、10000吨高性能光学薄膜材料项目。公司项目建设将分三期进行,第一期项目将于2023年投入使用,三期项目达产后预计可实现销售额41亿,税收约4.6亿元。
环状聚烯烃到底是什么
环状聚烯烃包括环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)两大类。COC/COP是具有环状烯烃结构的非晶性透明高分子材料,具有透明度高、尺寸稳定性好、吸水率低、气密性优、耐化学腐蚀、耐热、易加工成型等优点,可替代玻璃材料使用,应用在光学、医疗等领域,其中医用COC/COP安全性要求更高。
产品特点
1.优秀的光学性能:在透射率、折射率、双折射率(应力下光学特性改变的指标),COC/COP拥有与PC、PMMA相同或更高的性能。
2.比重低:比重接近1,比常见材料轻20%;
3.低吸水性:在所有塑料中展现出最低的吸水性,适用药品食品包装;
4.高耐热性:玻璃化温度Tg达到140度以上,热变形温度在123度以上;
5.低介电常数:在热塑性树脂中展现出最低的介电常数与介电损失,意味着其高频特性好。
应用领域
1. 医用领域
  COC/COP 具有优异的水蒸气阻隔性和生物相容性、耐热性和耐化学性,可延长药品保存时间;同时其密度比玻璃小得多,可进行蒸汽及伽玛射线的消毒,可作为优良的医学材料。特别适用于微量滴定板、预充注射器、血液储存器、试管、陪替氏培养皿、注射器和吸液管等医疗器械。COC/COP 具有高收缩性、低收缩力、低密度以及高气体阻隔性等特征,可增加食品和医疗包装模量、提高包装薄膜的气体阻隔性和耐穿刺性并降低薄膜耐撕强度。
2、光学领域
COC材料是一种光学性能优异的热塑性树脂,其玻璃化转变温度Tg能够达到135℃以上,透光率能达到90%以上,同时具有热变形温度高、透明性高、双折射率低、介质损耗小等一系列优良特性,是制备各类光学元件的重要材料。主要用于智能手机镜头、安防镜头、车载镜头等,还可用于偏振片保护膜、显示屏薄膜、背投电视感光元器件以及投影仪感光元器件等。2021 年 COC/COP 在光学领域的消费量约 1.1 万吨,约占国内总消费量的 53.2%。
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华为专利还通过部分或全部采用环烯烃聚合物(COC/COP)加工获得光学制品,制品的光学透镜包括手机相机透镜、笔记本、相机透镜等,光学膜包括导光膜、反射膜、滤光膜、偏振膜、分光膜和位相膜、液晶基板用膜等。
3、其它应用
COC/COP 还可用于电容器膜、过滤器膜以及移动设备天线等电子电器领域。
在5G通讯上, 金发 一份专利显示,通过在环状聚烯烃树脂中加入定量的介电常数小于等于8的增强纤维,不仅提高了环状聚烯烃树脂的热变形温度和尺寸稳定性,还保持较低的介电常数和介电损耗,满足现代通讯高频化的要求。
素材来源 | 公开信息、阿科力、中国华信、 烯烃产业创新与发展研习社
本期编辑 | 丰云瑶
技术顾问 | 李斌博士
文章审核 | 张娜
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