PEN(聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯)市场情况分析
PEN全称为聚萘二甲酸乙二醇酯,由2,6-萘二甲酸二甲酯(NDC)或2,6-萘二甲酸(NDA)与乙二醇(EG)缩聚而成,是一种新兴的优良聚合物,1964年由日本帝人发明。1973年建造了全球第一条1000吨/年PEN生产线,随后全球消费市场出现了快速发展,2000年时全球PEN的消费规模已经突破6300吨。
图1中国PEN产业链流程图

PEN存在两种生产工艺,分别是直接酯化法和酯交换法。直接酯化法是在氮气保护且醋酸镁催化剂存在下,2,6-萘二甲酸与乙二醇缩聚成2,6-萘二甲酸乙二酯(2,6-BHEN)。在氮气保护下于230℃条件下聚合4小时后再加入三氧化二锑,升温至295℃,减压聚合得PEN。该方法可以采用间歇或连续操作,但是该法对原料2,6-萘二甲酸(NDC)的纯度要求苛刻,生产技术还不成熟,仍处于实验研究阶段。酯交换法是指的在氮气保护下,2,6-萘二甲酸二甲酯与乙二醇在醋酸镁、醋酸锑等复合金属盐催化剂存在的条件下发生酯交换反应,反应温度190℃,生成2,6-萘二甲酸乙二酯(2,6-BHEN)。再以三氧化二锑等作为缩聚催化剂,在高温(280~295℃)和高真空下,2,6-BHEN缩聚得到PEN。
截至2023年全球PEN的生产企业仅有2家,总计生产能力为1.1万吨/年,每年产出0.4万吨左右的PEN,其中日本帝人依旧是全球最大的PEN生产企业。而中国还没有PEN的生产企业,但是存在一定的进口,2023年进口了约10吨左右PEN,主要来自日本帝人。可以看到,中国PEN消费规模仅占全球的0.25%,占比极小,主要的消费国家在日韩,其次是美国和欧洲。
对于下游消费市场来说,全球PEN下游主要是应用在薄膜领域,占到总计消费体量的65%左右,其次是在塑料制品、包装溶剂、纤维及其他领域中存在一定的消费体量。
PEN下游主要的消费应用在薄膜,可以用于柔性印刷电路板薄膜、电容器膜、F级绝缘膜等,还可以被应用在数据磁带、汽车传感器、绝缘零件等。由于PEN具有十分优异的刚性、物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能等,目前在消费领域中呈现了逐渐扩大的趋势,正在陆续取代PET薄膜市场。
图2全球PEN消费结构图

PEN可使用与PET同样的设备,通过熔融-挤出-双向拉伸制得PEN膜,即BOPEN膜。但由于PEN的熔点、玻璃化温度及熔融粘度较高,因此在制膜条件及设备方面需作相应的调整。BOPEN膜具有优良的耐热性、气体阻隔性、耐水解性、耐放射性等特点,且易制成厚度为0.8μm的极薄薄膜。当前,BOPEN膜可应用于柔性印刷电路板、电容器膜、F级绝缘膜、扬声器振动膜、包装材料等方面。
包装容器是PEN继薄膜领域开发后的另一个主要市场,与PET加工一样,PEN成型可用拉伸、注模等方式,生产出的各种容器瓶性能优于PET瓶并有独到之处。PEN瓶透明、充填温度高,对紫外线、氧气、二氧化碳阻隔性好,并耐化学药品,可应用于食品包装、医疗包装、化妆品包装等瓶类,而由于PEN成本较高,还可以与PET掺混使用制作包装容器。
PEN纤维是由美国Kosa公司首先推出的产品,与PET纤维相比,PEN纤维的模量、强度高,抗拉伸性能好,伸长率可达14%左右,尺寸稳定性好、熔点和玻璃化转变温度较高,热稳定性好,具有优异的化学稳定性和抗水解性能。由于PEN玻璃化温度高于PET、结晶速度慢,因此在纺丝时不能按PET纤维的工艺,一般要采用提高温度的多道牵伸工艺来进行。工业领域中,可应用于耐高温地毯、高温气体过滤器、丝网印刷、绝缘材料等方面。采用PEN/PET复合纤维,还可用于轮胎帘子线、汽车防冲撞充气安全袋、增强及过滤材料等。
对于PEN的市场售价和经济性来说,由于中国PEN进口体量极小,进口贸易商为日本帝人的直销商,价格始终保持在相对高位。根据对相关贸易商了解到,过去几年中,中国进口的PEN树脂价格始终保持在7万元/吨左右,个别二级贸易商报价在10万元/吨左右,最低价格水平在6.5万元/吨。价格波动取决于市场行情及自身生产成本的变动,以及贸易商的囤货规模等要素。但是无论怎样,PEN市场价格相对PET高约7倍以上,利润率也较PET明显偏高,是属于聚酯行业的高端产品。
PEN作为高端新材料,市场价格始终居高不下,也保障了较高的利润率,这也是导致很多企业,特别是聚酯企业产品升级的重点考虑方向。对于中国企业来说,想要投建PEN目前存在一些困难,一是合成单体NDC或NDA的制备工艺存在较大壁垒,目前仍处于科研且无中试的阶段,这限制了下游PEN的技术研发和投建的进程。二是PEN的下游应用问题,PEN在中国售价居高不下,特别是二级贸易商的售价最高甚至达到了12万元/吨,这对于想要采用PEN取代PET的终端消费企业来说,成本无疑成为了较大的限制。投建PEN后,能把价格做到多少,能把应用市场扩大到多少,是比较关键的事情。
不过由于PEN的优异材料特性,在电子领域中存在明显的优势,并且在部分领域存在不可替代性。在电声振动膜片,5G膜材料、柔性印刷电路板(FPC)、F级绝缘膜、氢燃料电池膜电极边框密封膜、薄膜电容等,有频繁使用PEN的情况。特别是5G发展的趋势下,柔性电路板FPC、柔性扁排线FFC、音膜、液晶偏光膜等领域中,有部分PEN领域中存在不可替代,也加大了在电子领域中PEN使用规模继续扩大的预期,建议有实力的企业可以重点关注。
来源:化工平头哥