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2022年中國聚乙烯吡咯烷酮市場需求量、價格走勢及行業發展趨勢

發布日期:2022-11-01

一、PVP概述

1、定義及分類

     聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在一定的條件下聚合生產的非離子型高分子化合物。PVP有液態和固態兩種不同的形式,最常見的是粉末、水溶液和有機溶液。PVP最早由巴斯夫在1938年發明,因其生理學上類似人體血漿蛋白的高分子聚合物,二戰時期曾一度被用作血漿的替代物。PVP具有優異的無識別結果學穩定性、低毒性、成膜性等優點,作為助劑、添加劑、輔料應用需求較高,是一種應用廣泛的精細化工產品,在醫藥、紡織、化工、飲料、日化等多個領域得到應用。

     K值是決定PVP各種性能的重要因素。K值指用聚合物稀溶液的黏度測定值計算而得的數值,與聚合度或分子的大小有關,-般而言,K值越大,分子量越大,其粘度越大,粘接性越強。PVP主要產品品種及規格按分子量可分黏度級別為K15、K30、K60、K90。PVP目前可分為工業級、化妝品級、食品級和醫藥級四種,工藝難度、技術要求以及售價逐級提高。

2、合成工藝

     PVP的合成工藝包括乙炔法和γ-丁內酯法。乙炔法工藝成熟,是目前主流的生產工藝。乙炔法以乙炔、甲醛等為起始原料,先合成1,4-丁二醇(BDO),再經過催化脫氫成環、氨解、炔加成等反應最后得到PVP單體NVP。乙炔法是最早也是迄今比較完善的合成NVP方法。乙炔法生產NVP工藝的主要優點是工藝成熟、原料便宜易得,適合大規模工業化生產等;另外,乙炔法具有工藝流程長、固定資產投資大、操作條件要求嚴格、主要的原料乙炔存在爆炸危險性等特點。因此,需要具備一定的規模、較高的管理水平、控制技術、研發實力、完善的銷售網絡和售后服務的企業才能選擇這種方法。

     γ-丁內酯法收率較低,更適合中小型企業。γ-丁內酯法是指由γ-丁內酯與乙醇胺反應生成胺解產物羥乙基吡咯烷酮(NHP),然后NHP在脫水催化劑的存在下直接或間接脫水生產目標單體NVP的方法。γ-丁內酯直接脫水法需要較高的溫度(350-400℃),能耗較高,而且目前一直缺乏理想的脫水催化劑,限制了該工藝方法的發展。γ-丁內酯間接脫水法則存在生產過程中產生具有毒性和刺激性副產物、生產工藝涉及到有害物質吸收,工藝變得復雜,不易控制的問題,而且普遍設備利用率低,NVP收率與乙炔法相比較低。

二、PVP行業發展背景

     從技術角度看,PVP的制備包括單體NVP的合成和聚合物PVP的合成。在單體NVP的合成過程中的關鍵技術是單體合成技術和單體提純技術;而聚合物PVP的合成過程中的關鍵技術則是聚合技術和干燥技術。

三、PVP產業鏈

     1、產業鏈

     PVP行業產業鏈上游包括乙炔或電石、γ-丁內酯、氨水及其他產業,PVP行業處于產業鏈中游,下游應用較廣泛,主要包括日用化工、醫藥、食品飲料、材料及新能源領域等。

     2、產品成本結構

     從成本結構來看,PVP產品價格主要受原材料價格的影響,據新開源年報,其PVP系列產品2021年原材料成本占比超60%,主要原材料為BDO,單耗為1.0左右。

     3、下游需求結構

     從下游需求來看,醫藥行業和日化行業是PVP產品的主要應用領域。2018年醫藥行業和日化行業合計占比約75%,其中醫藥占比為36.46%,2021年,受新能源領域的影響,新能源領域占比提高至10%,醫藥占比為30%。PVP應用領域不斷擴展是促進PVP行業發展的重要因素。

四、PVP行業現狀

     1、市場需求量

     從市場需求量來看,據《CHEMICALPROFILE:PVP》統計,2013年全球PVP產能為7.63萬噸/年,各類PVP的需求為6.75萬噸/年,預計到2018年,全球需求將以每年5.3%的速度增長,以此增速計算的2021年全球PVP需求量為10.2萬噸。

     2、PVP價格

     具體從PVP價格來看,目前PVPK30國內最新市場報價約為7萬元/噸。2021年末國外PVP市場報價約9000美元/噸。據新開源公司公告,其主要產品PVP平均價格與前期相比沒有太大波動,2022年上半年新開源PVP產品銷售均價約7-8萬元/噸,相比去年同期的約5-5.5萬元/噸同比增長約45%。

     3、上游主要原材料產能產量

     從上游主要原材料BDO產能產量來看,據統計,2021年我國BDO產能215.9萬噸,產量為174.68萬噸,2022-2024年擬投產產能達374.4萬噸,預計未來BDO市場競爭激烈,供應偏緊格局有望持續改善。

     4、傳統領域應用

     從下游醫用領域來看,PVP的優良理化特性以及其優良的生理相容性,在藥用輔料上的作用日顯重要。PVP作為藥用輔料在醫藥中可起到片劑粘合劑、增溶作用、包衣片、共沉淀及研碎、緩釋劑、崩解劑等作用。

     從日化領域來看,PVP的C-N-C-O基團結構和蛋白質相似,因而與皮膚和發須有很好的親和性,能形成透明的薄膜,光亮,而且容易用水洗脫,無刺激、不過敏,對頭發和皮膚具有良好的保護作用。PVP具有良好的表面活性劑性能,可作為膏霜和乳液的乳化穩定劑,并能有效維持香波和沐浴產品的泡沫穩定性。交聯PVP具有消炎、去毒、鎮痛作用,將它用于護膚制品中,能鎮痛并減少刺激,對皮膚發紅、紅斑、痔瘡有治療作用。

     5、新應用領域

     PVP可用作鋰電池電極的分散劑和導電材料加工助劑,根據新開源公司公告,在新能源電池領域PVP的用量為1GWh約用15噸,主要采用工業級的PVP K30。據高工鋰電GGII預測,2025年全球動力電池出貨量將達1550GWh,儲能電池出貨量達476GWh。基于新型消費電子市場高增速,傳統3C消費電子單位容量增加,假設全球消費電子鋰電池出貨量年平均復合增速為10%,2025年出貨量將達183.2GWh。根據以上分析,假設鋰電池領域PVP的用量為1GWh約用15噸,則2022年鋰電池用PVP年需求量將達1.16萬噸,2025年將達3.31萬噸。

五、PVP行業競爭格局

     1、行業集中度

     從行業集中度來看,PVP市場集中度高。相關數據顯示,巴斯夫和亞什蘭作為龍頭企業,2019年CR2企業市場份額為64.73%。其他重要參與者包括博愛新開源,日本觸媒,南杭藥業,2019年CR5企業的收入份額達到78.08%。

     2、行業主要參與者

     從行業參與者來看,目前PVP全球產能約10.71萬噸/年,其中國外產能約5.01萬噸/年,國內產能約5.7萬噸/年。巴斯夫和亞什蘭作為全球行業龍頭企業,PVP產能約2.48萬噸/年和2.1萬噸/年。新開源作為國內PVP行業龍頭,產能1.3萬噸/年,2萬噸/年NVP及PVP新增產能在建,預計2023年一期1萬噸/年產能投產。

六、PVP行業壁壘

     PVP行業門檻較高,進入PVP行業主要有技術壁壘、政策壁壘、市場準入壁壘和銷售渠道壁壘,這將影響PVP產能擴張。

七、PVP行業發展趨勢

     隨著新能源行業的不斷發展,PVP在新能源行業的應用被逐漸開發。目前PVP主要可應用于鋰電池,PVP可用作鋰電池電極的分散劑和導電材料加工助劑、PVP能夠顯著改善碳納米管在水、有機溶劑和其他基體中的分散性能。同時,研究表明,采用PVP對鈉離子電池用PEO聚合物電解質改性可以大幅提高電導率。隨著技術不斷發展,預計未來PVP將在更多新興領域得到應用。


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