中国化工新时代系列报告之mPP：茂金属聚丙烯需求快速增长，国内进口替代进程有望加速

茂金属聚丙烯性能优异，应用领域广泛。催化剂是聚丙烯技术发展的关键，经历了不断的更新换代。茂金属是第五代催化剂，生成聚合物具有分子量分布窄、聚合物结构可控、可对聚合物进行分子剪裁等特点。mPP就是利用茂金属催化剂合成的聚丙烯，相较于传统聚丙烯产品外观更加优异、透明性好，挥发物和析出物含量更低、更加洁净。mPP的高透明度和高光泽度使其拥有更广泛的应用领域，主要集中在无纺布、注塑及膜材料。mPP的加工工艺多为在原有聚丙烯的生产产线中优化，集中于本体法-气相法组合和气相法这两种，生产成本和生产难度都比聚丙烯更高。 国外企业主导mPP市场，国内进口依赖度高。茂金属聚丙烯在供给端主要是由国外企业主导市场，部分龙头企业市场占比较高。从全球来看，茂金属聚丙烯行业起步时间以及市场规模落后于茂金属聚乙烯，并且受价格因素影响，2020年全球茂金属聚丙烯在聚丙烯产量中占比不到15%，我们认为未来行业存在较大发展空间。根据弗若斯特沙利文统计数据，2020年中国mPP商业化生产基本处于空白，高端应用领域所需产品主要是依靠进口。2020年，国内mPP需求量为10.2万吨，但国内产量仅能满足自身12.7%需求量，进口依赖度较高。 国内mPP熔喷料应用占比大，2020年需求增速超过100%。国内的mPP主要用于高透明聚丙烯制品，例如熔喷料、医疗用品、纺粘无纺布和食品包装膜等领域的高端产品生产。医疗与熔喷料产业对mPP需求较为稳定，其中熔喷料领域消费需求量占比较高，熔喷料作为口罩原料之一，其需求量在2020年新冠疫情出现后保持在高位。根据弗若斯特沙利文统计数据，2020年我国mPP需求量猛增至10.2万吨，预计2022-2025年，我国mPP消费需求规模维持在10万吨以上。 技术突破有望缓解进口压力，茂金属聚烯烃行业发展空间广阔。近年国内政策端大力支持高端聚烯烃行业发展，自2014年来中国石油石化院、哈石化、扬子石化、燕山石化等不断取得技术突破，未来我国mPP领域有望实现技术突破，缓解国内进口依赖度高的局面。在政策支持和技术突破下，茂金属聚烯烃产业近10年来的发展速度令人鼓舞，未来茂金属聚烯烃行业有望加速发展。 投资建议：2020年以来国内mPP需求快速增长，2020年需求增速超过100%，预计2022-2025年我国mPP消费需求规模将维持在10万吨以上。目前我国mPP进口依赖度高，但近年来国内政策端大力支持，并且众多企业实现技术突破，茂金属聚烯烃产业近10年来的发展速度令人鼓舞，已有百吨级聚乙烯茂金属催化剂装置投产。我们看好高端聚烯烃行业，并重点关注茂金属聚烯烃行业，持续看好行业未来发展前景。建议关注布局高端聚烯烃产业链的中国石化、万华化学、荣盛石化、宝丰能源、卫星化学、岳阳兴长。 风险分析：产业落地风险，下游需求波动风险，产能建设风险，国际贸易风险。 引言：新材料快速发展，高端聚烯烃产业未来可期 各国高度重视新材料发展，全球新材料呈三级竞争格局 新材料一般指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料。新材料作为国民经济先导性产业和高端制造及国防工业的重要保障，是国际战略竞争的焦点，越来越多的发达国家和发展中国家将新材料产业的发展上升至国家战略层面。 近年来，全球新材料发展迅速，形成了三级梯队的竞争格局。美国、日本和欧洲等地区在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面占据绝对优势，拥有成熟的市场，多数产品占据全球市场的垄断地位，是新材料产业主要的创新主体，位于第一梯队。韩国、俄罗斯和中国在新材料某些特定领域处于全球领先地位，位于第二梯队。第三梯队为巴西、印度等国家，目前处于奋力追赶的状态。 全球新材料产业发展差异化显著。美国在新材料全领域处于领先地位；欧洲在复合材料、化工材料领域优势明显；日本在电子信息材料领域领跑于世界；俄罗斯在航天航空材料等方面趋于领先地位；中国在前沿新材料等领域发展有一定优势。随着全球新材料产业三头的迅速扩张，新材料产业链的中低端逐渐向亚太地区（如中国）转移。 政策扶持带动新材料产业进阶，我国新材料行业有望加速发展 中国的新材料产业起步较晚，与上述发达国家与地区相比，在产业规模、研发技术，生产设备等方面仍有较大差距。中国新材料产业在前沿新材料等领域具有优势，但总体仍处于产业价值链的中低端水平。目前，国内高端新材料需求扩张，行业正处于由中低端产品自给自足向中高端产品自主研发、进口替代的过渡阶段。 政府高度重视新材料产业的发展，通过多项政策文件构筑起新材料发展政策金字塔，予以全产业链、全方位的指导，为新材料的发展保驾护航。未来我国新材料产业将重点发展高端新材料，并着重关键技术的自主研发及关键材料产业链的国产化程度。 近几年，在国家政策和下游市场需求高速增长的双重加持下，我国新材料产业保持了快速增长态势。工信部预计，2025年，我国新材料产业总产值将达到10万亿元的规模，2020-2025年的年均复合增长率达13.5%，市场前景广阔。 因此，我们推出《中国化工新时代系列报告》，重点关注我国新材料行业的发展。 高端聚烯烃全产业链发展提速，巨头瞄准该蓝海市场 我国聚烯烃产品以中低端通用料为主，目前国内已出现产能过剩、产品同质化竞争严重等现象。受限于技术壁垒，我国高端聚烯烃产品自给率不足五成，严重依赖进口。高端聚烯烃是指具有高技术含量、高应用性能、高市场价值的聚烯烃产品，目前的全球生产主要集中在西欧、东南亚和北美地区。 随着高端聚烯烃需求的不断提升，我国的聚烯烃产业在向高端化、差异化等方向发展，上升空间较大。中国石油、中国石化、万华化学等在茂金属聚烯烃产业化的技术积累及硬件和软件条件已开始布局，正在加速推进我国聚烯烃产业的高端化进程。政策支持也为高端聚烯烃发展提供了契机，《化工新材料产业“十四五”发展指南》将其列为重点发展、提升的八大化工新材料之一，全产业链发展将在“十四五”期间提速。高端聚烯烃产品将是行业未来发展的一个重点方向，因此，本篇报告将聚焦于高端聚烯烃行业。 1、mPP是一种高端聚丙烯，应用于无纺布、注塑和膜材料 1.1、mPP相较于传统聚丙烯性能优异 聚丙烯是世界第二大通用塑料品种，技术发展关键在于催化剂。聚丙烯(PP)是需求量最大的通用聚烯烃产品之一，全球消费量仅次于聚乙烯(PE)。聚丙烯的主要消费领域是拉丝、注塑和纤维等，应用于包装、电子、家电、汽车、纤维、建筑管材等领域。聚丙烯工业技术发展的主要关键是催化剂，主要由传统的Ziegler-Natta（Z-N）催化剂进行生产。 mPP利用茂金属催化合成，具有传统聚丙烯不具备的优势。随着市场对聚丙烯产品性能要求的提升，聚丙烯的生产技术不断优化，茂金属聚丙烯成为了高端聚丙烯的制备方案之一。茂金属是指由过渡金属（如锆、钛、铪等）与环戊二烯形成的有机金属配位化合物。茂金属催化剂为单一活性中心催化剂，具有活性高、聚合反应平稳、氢调性能良好等特点，利用茂金属催化剂合成的聚丙烯被称为茂金属聚丙烯（mPP）。mPP具有相对分子量分布窄、微晶较小、抗冲强度和韧性极佳、透明性好、光泽度高、抗辐射性能好、绝缘性能优异、与其他多种树脂相容性好等优点，应用领域广泛，主要集中在无纺布、注塑及膜材料。茂金属聚丙烯具有传统聚丙烯所没有的一些特殊性能，所以其市场需求越来越大。 图1：茂金属聚丙烯 表1：茂金属聚丙烯与传统聚丙烯对比 mPP有五种主要产品，处于产业链中游。mPP根据聚合方式分为等规聚丙烯、共聚聚丙烯、无规聚丙烯、间规聚丙烯及等规聚丙烯蜡。从产业链来看，mPP处于产业链的中游，上游主要原材料为茂金属化合物和丙烯，其中丙烯主要通过石脑油、甲醇及丙烷制取；下游主要应用于纺丝和无纺布、注塑及膜制品领域。 表2：mPP产品介绍 图2：mPP产业链 mPP有高透明度和光泽度，全球下游主要应用于医疗卫生和食品包装。mPP的透明性和表面光泽度可与其他一些透明树脂(聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS等)相媲美，性能价格比也优于PC、PS、PET等，因此被广泛应用于透明包装、医疗器械、家庭用品、一般工业等领域，其中医疗卫生和食品包装领域是茂金属最主要应用方向。茂金属聚丙烯由于有更高的热变形温度、更高的弯曲模量、更高的热封性能、更高的透明度和极低的溶出物含量，在食品领域应用占有优势，而在医疗卫生领域的优势是其韧性好且不容易断裂。 表3：2020年全球mPP应用方向 国内下游主要应用于熔喷料，带动mPP需求提升。2020年中国进口的mPP最主要的需求端是熔喷料，此外还有医疗领域的高端卫生产品，如口罩、手术床单、手术服、高端孕婴用品、输液袋、高端纸尿裤、高端卫生巾等，极少量茂金属聚丙烯被用于高端产品包装，如高端日用品、化妆品的包装等(代表企业如日本花王、资生堂等)。另外，mPP具有低溶出物的性质，因此可被用于食品包装，结合其高透明度，可用于水瓶、婴儿奶瓶等产品。由于少数牌号的mPP具有良好的热封性，因此也被用于电子产品加工过程中电路板的包装。 表4：2020年中国mPP应用方向 1.2、mPP生产工艺对技术的要求更高 mPP生产工艺分为本体法-气相法和气相法，难度和成本比传统聚丙烯高。 国际龙头企业大多使用原有聚丙烯产线生产mPP，因此mPP的加工工艺多为在原有生产产线上的优化。mPP的加工工艺主要集中于本体法-气相法组合工艺和气相法聚丙烯工艺这两种。茂金属催化剂的控制对于技术要求非常高，同时也需要厂商拥有较为丰富的mPP生产经验，同时茂金属催化剂的消耗更多、对杂质、水等物质更为敏感，mPP产线对丙烯的纯度要求更高。因此与传统Z-N催化剂生产方式相比，mPP的生产难度更大、生产成本也更高。 表5：mPP加工工艺 1.3、聚丙烯催化剂的发展不断深入 催化剂是聚丙烯工业发展的主要驱动力，多种催化剂共同发展。聚丙烯是丙烯通过加聚反应而成的聚合物。在丙烯聚合工艺中，催化剂起着至关重要的作用，催化剂的结构性质决定了聚丙烯产品的宏微观结构以及它们的力学性能和使用性能。因此，催化剂的开发不断推陈出新，目前形成了Z-N、茂金属和非茂金属三种催化剂共同发展的局面，一起推动聚丙烯工业的进步。 传统Z-N催化剂使用最为广泛，经历四次更新换代。Z-N催化剂是最早使用的聚丙烯催化剂，自20世纪50年代问世以来，经过了不断的改进和创新，目前已经发展到了第四代，催化剂的活性已从最初的几十倍提高到几万倍，PP的等规指数已达到98%以上，生产工艺也大为简化。如今Z-N催化剂的使用依旧最为普遍，且仍是研发的热点，在高活性、高定向性的基础上向系列化、高性能化、专用化方向发展。 茂金属是第五代催化剂，茂金属和非茂金属成为新研究热点。90年代开发的茂金属催化剂是第五代聚丙烯催化剂，茂金属催化剂生成聚合物具有分子量分布窄、聚合物结构可控、可对聚合物进行分子剪裁等特点，进一步扩大了聚丙烯的应用领域，现已经能进行工业化生产，但目前在市场中的渗透率比较有限。此外，近年来非茂金属催化剂的开发也相当活跃，它保持了茂金属催化剂性能的同时，兼有更为突出的特点和低廉的成本。未来茂金属和非茂金属催化剂的研究将继续深入，发展目标是进一步实现技术的工业化和启动需求量较大的通用市场。 表6：聚丙烯催化剂的发展 2、国内mPP需求快速增长，有望实现技术突破 2.1、国外企业主导mPP市场，2021年全球需求量约20.5万吨 供给端，国外企业主导mPP市场，部分龙头企业市场占比较高。从全球来看，mPP行业起步时间以及市场规模远落后于茂金属聚乙烯，且受价格因素影响，2020年mPP在聚丙烯产量中占比不到15%，未来mPP行业仍存在较大发展空间。mPP技术长期被埃克森美孚、道化学、巴赛尔及三井化学等国外公司所垄断。在生产方面，国外对于茂金属聚烯烃研究起步较早。全球范围内mPP生产商主要包括利安德巴赛尔（LyondellBasell）、埃克森美孚（ExxonMobil）、道达尔（Total）、日本聚丙烯株式会社（JPP）等少数几家企业，生产商数量远少于茂金属聚乙烯