30年基础化工行业深度报告之一：COC、COP国产突破放量在即，应用于光学、医疗等领域空间广阔

2023年12月18日 行业研究 COC/COP国产突破放量在即，应用于光学、医疗等领域空间广阔 ——COC/COP系列报告之一 要点 COC/COP性能优异，可应用于光学、医疗等领域，市场空间广阔。环烯烃聚合物（COC/COP）是经环烯烃单体聚合反应而成的一种性能优良的无定形高分子新材料，近年来引起了人们的高度重视。COC和COP均具有热变形温度高、 透明性高、双折射率低、介质损耗小、介电常数小、水蒸汽透过性低、熔融流动性好等一系列优异性能。在光学领域，COC/COP被广泛用于制作各类镜头、手机显示屏薄膜、5G天线接收罩等产品。随着5G手机三摄、四摄等多镜头化的发展趋势，以及汽车自动驾驶技术的普及，光学镜头的数量有望快速增长，COC/COP在光学镜头领域应用前景广阔。在医疗领域，COC/COP被广泛用于疫苗瓶、血液储存器、试管、陪替氏培养皿、注射器和吸液管等领域，COC还使轻巧、可穿戴的药物输送解决方案、便携式诊断设备等成为可能。此外COC/COP还可应用于包装、铝塑膜等多种领域，具有广阔的市场空间。 当前COC/COP生产被日系厂商垄断，国产厂商突破放量在即。消费量方面，根据中国化工信息中心数据，2021年中国COC/COP消费量约为2.1万吨，为全球COC/COP产品的主消费市场。然而，由于产品的技术垄断性，目前中国 市场的COC/COP产品全部来源于进口。我国COC/COP的消费量将持续增长，中国化工信息中心预计，到2025年，中国COC/COP的消费量将提高到2.9万吨，2021-2025年消费量的CAGR约为8.9%。产能方面，目前全球现有COC/COP产品供给产能约8-9万吨，产能主要掌握在日系厂商手中，截至2023年6月，瑞翁公司、宝理塑料、三井化学、日本合成橡胶的产能分别为3.7、3.0、0.64、 0.5万吨/年，与此同时，前三者在未来两年均有扩产计划。国内厂商方面，目前阿科力、金发科技等企业也有计划进行COC/COP的研发和生产。 阿科力已具备环烯烃单体的产业化能力和环烯烃聚合物的产业化基础，有望率先实现国内规模化量产。公司前瞻布局高透光材料，于2014年就启动了 COC/COP研发，于2020年完成了5000吨光学级环烯烃单体生产线的建设与生产以及催化剂的筛选工作，目前已经突破了环烯烃共聚物连续法聚合工艺技术、环烯烃共聚物提纯技术等关键技术，打通COC/COP的工艺路线，成功研制出耐高温、高透明的环烯烃聚合物，并完成公斤级环烯烃共聚物样品制备，透光率、折射率及玻璃化温度等关键指标均达到进口产品水平。在建产能方面，公司于2022年10月与湖北省潜江市高新技术产业开发区江汉盐化工业园管委 会签约，拟投资10.5亿元在潜江江汉盐化工业园建设年产2万吨聚醚胺、3万 吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目，并于2022年11月初取得了项目备 案证，一期为年产1万吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目，包括0.7万 吨/年的环烯烃单体和0.3万吨/年的环烯烃聚合物，我们预计该项目仍在正常推 进。根据公司公告，到2023年底，公司环烯烃单体预计实现销售数量200-300吨左右，实现销售收入600万元左右。此外，公司持续加大COC/COP产品下游应用领域市场开拓力度，现已与多家下游客户签订合作意向协议。 投资建议：目前全球COC/COP生产被日系厂商垄断，国内的阿科力、金发科技等企业计划进行COC/COP的研发和生产，但均暂未实现COC/COP从单体 到聚合物的产业化，我们看好COC/COP未来的国产放量空间。我们建议关注已具备环烯烃单体产业化能力和环烯烃聚合物产业化基础，并在建有环烯烃单体及聚合物产能的领先企业阿科力。 风险分析：产品研发风险，客户验证风险，新增产能爬坡进度不及预期风险。 基础化工 增持（维持） 作者分析师：赵乃迪 执业证书编号：S0930517050005 010-57378026 zhaond@ebscn.com 分析师：周家诺 执业证书编号：S0930523070007 021-52523675 zhoujianuo@ebscn.com 联系人：胡星月 010-56513142 huxingyue@ebscn.com 行业与沪深300指数对比图 10% 3% -3% -10% -16% 12/2202/2304/2306/2308/23 基础化工沪深300 资料来源：Wind 目录 1、COC/COP：新型高端光学材料，可应用于光学、医疗等领域4 1.1、COC/COP：高端光学材料潜力新星，近年来备受瞩目4 1.2、COC/COP可应用于光学、医疗等领域，市场空间广阔6 2、COC/COP产能主要集中于日本厂商，国产产品放量在即9 3、阿科力：现已具备COC/COP产业化能力，有望率先实现国内量产10 4、投资建议13 5、风险分析13 图目录 图1：COC和COP的微观结构不同5 图2：环烯烃单体的两种聚合机理5 图3：COC/COP下游应用领域6 图4：2021年中国COC/COP下游行业应用占比6 图5：2016-2027年我国光学元件市场规模（亿元）7 图6：2016-2021年全球光学镜头市场规模及增速7 图7：2016-2021年全球光学镜头出货量及增速7 图8：智能手机相机结构8 图9：2017-2024年中国车载摄像头出货量及预测（万颗）8 图10：2016-2020年全球预灌封注射器市场规模及增速8 图11：2018-2023年国内铝塑膜市场规模及增速9 图12：2018年-2023年前三季度阿科力营业收入11 图13：2018年-2023年前三季度阿科力归母净利润11 表目录 表1：COC/COP与其它光学塑料的特性比较4 表2：ROMP和mCOC两种生产工艺的比较5 表3：COC光学领域应用实例6 表4：全球主要COC/COP生产企业产能（截至2023年6月）10 表5：阿科力年产2万吨聚醚胺、3万吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目11 表6：年产1万吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目营业收入测算情况12 表7：阿科力光学级COC以及医疗级COC的关键指标与同类进口产品的对比12 1、COC/COP：新型高端光学材料，可应用于光学、医疗等领域 1.1、COC/COP：高端光学材料潜力新星，近年来备受瞩目 环烯烃聚合物（COC/COP）是经环烯烃单体聚合反应而成的一种性能优良的无定形高分子新材料，近年来引起了人们的高度重视。COC和COP的不同之处在于合成方式和微观结构，但是他们仍然具备较为相似的物化性质。COC/COP改变了以往聚烯烃结晶而不够透明的现象，具有结晶性与非结晶性聚合物共同的优点，如高耐热性，COC/COP属高耐热性透明树脂，玻璃转化温度达140~170℃；高刚性和高强度；光学特性与电气特性佳；耐水解性、耐极性有机溶剂性、耐酸性及耐碱性；优良的生物适应性和化学惰性等，拥有在药品、食品应用的广阔空间。 表1：COC/COP与其它光学塑料的特性比较 项目 COC COP PC光学级 PMMA光学级 光线透过率(3mmt)% 91 91 90 92 折射率 1.54 1.53 1.58 1.49 光弹性系数*1018cm2/N 8 6.5 72 6 双折射率 <20 <25 <65 <20 密度g/cm3 1.05 1.1 1.2 1.19 饱和吸水率% <0.01 <0.01 0.2 0.3 玻璃转化温度℃ 171 140 145 105 荷重弯曲温度℃ 129 123 121 90 弯曲弹性率MPa 2800 2400 2400 3000 弯曲强度Mpa 100 101 93 115 铅笔硬度 2H H B 3H 资料来源：《聚碳酸酯及光学塑料的应用开发》（徐炽焕），光大证券研究所整理 环烯烃共聚物（COC）是一类利用环烯烃单体与α－烯烃等共聚而成的高附加值热塑性工程塑料，多由加成聚合而成，其聚合物是两种结构单元的无规共聚物。目前最为常见的COC是乙烯/降冰片烯共聚物。COC被认为是聚碳酸酯（PC）、甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等传统透明塑料的理想替代材料。目前德国Ticona （CelaneseAG的子公司）及日本三井化学（MitsuiChemicals）等公司采用茂金属加成聚合过程（mCOC）过程生产COC。 图1：COC和COP的微观结构不同 资料来源：《环烯烃聚合物的合成及性能研究》（张怡然），光大证券研究所整理 环烯烃聚合物（COP）是具有较大环张力的环烯烃单体通过开环易位聚合 （ROMP），再对聚合物中的不饱和双键进行氢化得到的一类聚合物，其微观结构可以视为乙烯和环烯烃单体的交替共聚物，且环烯烃单元的比例恒为50%。目前日本瑞翁公司（NipponZeonCorp.）和日本合成橡胶（JSRCorp.）等公司采用ROMP过程生产COP。 表2：ROMP和mCOC两种生产工艺的比较 对比项 ROMP mCOC 催化剂 过渡金属氯化物和金属烷基化合物 茂金属催化剂和MAO 单体 环烯烃 环烯烃和α–烯烃 生产工艺 加氢工艺 无需加氢 聚合物性能 组成均匀，光学性能优良 序列分布不易控制 资料来源：《环烯烃共聚物的生产工艺评述》（谢家明等），光大证券研究所整理 图2：环烯烃单体的两种聚合机理 资料来源：《环烯烃共聚物的生产工艺评述》（谢家明等），光大证券研究所整理 1.2、COC/COP可应用于光学、医疗等领域，市场空间广阔 环烯烃聚合物（COC/COP）作为一种热塑性光学级材料，凭借其优异的性能广泛应用在光学（高端手机摄像镜头、显示屏的导光板和光学膜等）、医疗等多种领域，市场空间广阔。 图3：COC/COP下游应用领域图4：2021年中国COC/COP下游行业应用占比 资料来源：中国化工报，光大证券研究所整理资料来源：阿科力公司公告，光大证券研究所整理 COC/COP光学特性优异，镜头、屏幕等光学领域的应用广泛 在光学领域，由于COC/COP具备具有热变形温度高、透明性高、双折射率低、介质损耗小等一系列优良特性，其被广泛用于制作各类镜头、手机显示屏薄膜、5G天线接收罩等产品。目前塑料镜片已成为主流手机摄像头的重要组成部分，COC/COP可用于制备塑料镜片。此外，在显示面板用膜领域，COC/COP制成的膜材料可部分取代显示屏幕中偏光片里的三醋酸纤维薄膜（TAC膜）。 公司COC产品应用领域 表3：COC光学领域应用实例 日本合成橡胶公司Arton（无定型降冰片烯加成聚主要用于塑料镜头（如手机的相机镜头、手机的物 合物） 日本瑞翁Zeonex和Zeonor 日本三井化学APEL 镜和传感器镜头等）、光导向板以及光学薄膜。 高等级的Zeonex主要用于光学设备，如手机相机、数码相机和袖珍相机的镜头和渗透薄膜等。ZeonexTM480、480S和480R主要用于棱镜、照相机、显微镜的光学镜头。 主要用于光学和注模领域。APELCOC具有高折射率和低双折射率，在市场上增长最快的应用是作为光学材料用于电子和IT相关领域，如在DVD和智能手机的多视角化镜头。 Topas先进聚合物公司 Topas5010、5013、6015、具有高透明、紫外线穿透性强、低双折射率以及良 6017等好的折光指数稳定性，注塑级牌号5010L-01可应用于镜片（头）和其他光学用途部件。 资料来源：《环烯烃共聚物的应用》（郭峰,李传峰,汪文睿,杨爱武） 随手机镜头及模组、车载光学、照相和摄像、安防等光学领域的持续发展，光学元件市场规模将持续扩增，从而带动COC/COP需求。根据中国光学光电子行业协会光学元件仪器分会统计，我国光学元件市场规模由2016年的300亿元 增长至2021年的1,500亿元，复合增长率高达30.77%；此外，随着光学元件下游应用领域，如手机镜头及模组、车载光学、照相和摄像以及安防领域的持续发展，将为我国光学元件市场带来持续增长的空间，据中国光学光电子行业协会光学元件仪器