当前位置: 工艺门 >> 工艺门市场 >> 鼎际得研究报告深耕聚烯烃催化剂,进军新材
(报告出品方/作者:国盛证券,杨义韬,孙琦祥,王席鑫)
1.鼎际得:深耕聚烯烃催化剂,进军新材料展翅腾飞
1.1.立足优质客户资源,打造催化剂助剂“一站式供应”
公司是国内稀缺的同时具备聚烯烃催化剂和化学助剂产品的“一站式供应商”。公司成立于年,自成立之处开始深耕聚烯烃催化剂,并于年开发通用性抗氧剂产品,步向前端聚烯烃催化剂后端抗氧剂协同一站式定制化服务的道路。产品矩阵不断突破,从聚丙烯催化剂开始产品迭代到年研发出聚乙烯催化剂,就此聚烯烃领域公司均已涉足。年公司上市,募投项目逐步扩大产能,提升市场占有率。目前,公司已经形成了聚烯烃高效能催化剂和化学助剂的研发、生产和销售为一体的业务体系,并在聚烯烃催化剂领域形成以齐格勒-纳塔第四代催化剂为核心的产品序列,同时在茂金属催化剂进行了研发布局,能够覆盖聚烯烃的主流生产工艺,是国内主要聚烯烃催化剂供应商之一。
公司拥有优质的客户资源,年成为中石油一级供应商。公司目前多数客户均为央企或上市公司等实力雄厚的企业,包括了中石油、中石化、中海油、中国中化、国家能源集团、延长石油、中煤集团、恒力石化、浙江石化、万华化学、宝丰能源等。
股权结构与子公司:公司董事长张再明先生直接及间接持股51.77%,为公司控股股东、实际控制人,股权结构集中、清晰。公司拥有全资子公司众和添加剂,其拥有改性剂、预混剂及给电子体的生产,承担公司的辅助产线的职能,主要生产硬脂酸钙、硬脂酸锌等产品。此外,众和添加剂主要承担公司部分采购、销售职能。参股子公司新疆天利得源化工有限公司,主要负责抗氧剂及化工产品的生产、销售和加工。
公司主要产品为聚烯烃催化剂、抗氧剂单剂和复合助剂。公司催化剂产品应用于烯烃聚合,将化学中间产品乙烯、丙烯生成聚乙烯、聚丙烯,再添加抗氧剂产品对聚烯烃进行性能改善,用于下游高分子材料领域,两块业务在客户端协同明显,搭配一体化销售策略,立足在手优质而全面的客户资源持续扩张。聚烯烃催化剂分为聚丙烯、聚乙烯等主催化剂和给电子体助催化剂。目前公司总共拥有吨聚烯烃催化剂产能,聚烯烃催化剂是下游产业烯烃聚合的核心技术,具有较高的技术壁垒。抗氧剂单剂产能为2.万吨,并且塑料行业在加工过程中,会有个性化要求,要求复配抗氧剂以达到最佳效果,公司依靠技术优势和丰富生产经验在试用中反馈的结果配置个性化配料方案。目前公司已经积累了以12项发明专利为核心的技术体系。
1.2.历史业绩稳健,主业扩张迎来拐点
业绩高速增长,盈利稳步提升。-年,公司营收和净利润稳步增长,公司营收复合增速为22.91%,归母净利润复合增速为24.85%,归母净利润增速略高于营收增速。年前三季度,公司实现营收6.60亿,同比增长26%,实现归母净利润万元,同比增长2%,公司规模、利润体量增长趋势延续。
毛利率维持高水平,业务结构稳定。年以来,公司毛利率维持在30%以上,其中催化剂业务毛利率维持在50%以上。公司催化剂业务毛利率在年有所下降,主要原因为聚乙烯催化剂进行新客户得产品推广,公司产能不足,外购了部分成品催化剂,导致单位成本上升。抗氧剂业务方面,业务毛利率维持在20%以上,年原材料和能源价格回升导致成本上升13.64%,共同导致该业务毛利率下降。随着募投产能逐步投放,公司业绩预计将迎来增长拐点。在茂金属催化剂和新材料领域的布局将在中长期助力公司业绩高增。
2.催化剂乃化学工业之母,国产替代正当时
2.1.六十年代诺奖成果,齐格勒-纳塔催化剂推动聚烯烃产业壮大
催化剂是指改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。90%以上的工业过程需要催化剂,下游包括了化工、石化、环保、生化等。例如,在石油炼制过程中,用高效催化剂生产汽油、煤油等;在汽车尾气处理、催化剂促进有害气体的转化;酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂,某些酶制剂还是宝贵的药物,催化剂应用场景十分丰富。
催化剂领域上市公司包括中触媒、万润股份、建龙微纳和凯立新材等。对比上述公司,鼎际得主要聚焦于聚烯烃催化剂。聚烯烃(polyolefins)通常指乙烯、丙烯或高级烯烃的聚合物,主要包括聚乙烯、聚丙烯,而催化剂为烯烃单体聚合时进行催化的核心材料。塑料是聚烯烃主要的下游应用,通用塑料质轻、强度高,一般密度在0.9-2.3g/mm3,是钢铁的1/8-1/4,铝的1/2、相较于木材、金属、水泥存在,易于成型,比强度比金属大,比重较轻,因此受益于轻量化趋势行业持续成长,从而拉动庞大的聚烯烃产业持续增长。
催化剂是聚烯烃行业发展之母,齐格勒-纳塔催化剂的发明造就了聚烯烃产业的蓬勃发展。聚烯烃主要由烯烃分子聚合而成。在没有催化剂的初期,聚烯烃的生产是需要高温、高压反应条件下进行聚合反应,这样的生产工艺不仅反应速度慢,并且反应过程中存在大量有害的链式转移反应,从而生成很多无用的高分子产物。同时,高温、高压的反应条件对设备要求也很高,增加了生产成本,产品质量也受到影响。因此,早期要得到高质量的聚丙烯产品难度很高。在聚烯烃发展初期,产量低,产品一致性不好,仅仅用于潜艇通信设备或雷达的电缆绝缘等战争军工方面。为解决这些问题,研究人员发现在生产过程中加入催化剂可以改善分子的聚合环境,加快聚合。
上世纪50年代,德国化学家卡尔齐格勒和意大利化学家居里奥纳塔发明了用于烯烃聚合的催化剂,即齐格勒纳塔催化剂(Z-N催化剂),并开拓了定向聚合的新领域,使得合成高规整度的聚烯烃成为可能,并且不需要高压,减少生产成本,并且可以控制产物结构与性质进行控制,从此使高分子聚烯烃材料生产进入了快速发展的轨道,大大促进聚烯烃产业的发展。由于齐格勒和纳塔对于烯烃聚合的突出贡献,两人分享了年的诺贝尔化学奖。催化剂的发展推动了聚烯烃行业的繁荣。
齐格勒-纳塔催化剂烯烃配位聚合原理:主要是由Ⅳ~Ⅷ族元素(如Ti、Co、Ni的卤化物)与Ⅰ~Ⅲ族金属(Al、Be、Li)的烷基化合物或烷基卤化物组成,目前得到公认的乙烯聚合机理为乙烯先在空位上配位,生成Π-络合物,再经过移位插入,留下的空位又可给第二个乙烯配位,如此重复进行链增长。增长链可以通过自发的分子内氢转移反应而终止,也可以发生向烷基铝、单体、外加氢气的链转移而生成聚乙烯的反应。
经过70年以来的发展,齐格勒纳塔催化剂经历了从第一代到第四代的发展,催化效率呈数量级提高,推动了聚烯烃工业生产规模的扩大和产品的性能提升。第三代催化剂生产于20世纪70年代末,催化剂体系得到巨大的革新和进步,使催化剂的开发不再以增加催化剂活性为主要目的,从此开始以催化剂结构、形态、性能及其烯烃聚合物结构控制的开发为主。
第四代催化剂于20世纪80年代中期出现,其突破在于控制载体本身的物理化学性能,并能控制活性中心在载体上的分布;具有颗粒反应器性能催化效率大大提高,催化效率高达数十万至数百万克聚乙烯;氢调敏感,能生产不同分子质量和分子质量分布的聚烯烃;具有优良的乙烯与α-烯烃共聚性能,可以获得不同相对密度的聚烯烃树脂;具有球形或类球形的颗粒形态,可以制备形态好的,堆密度高的聚烯烃产品,这使得人们期盼已久的无造粒工艺成为可能。催化反应效率比第三代至少提高一倍,等规指数也达到更高,目前全球聚丙烯装置中,第四代催化剂使用率仍然最高,而公司主要产品就属于第四代催化剂。
第五代催化剂于80年代后期出现,Montell公司发现了一种新的给电子体,具有极高活性和立构规整性的催化剂,可以不加入任何外给电子体的情况下得到同样的效果,公司类球形聚丙烯催化剂DJD-B就属于第五代。第六代是茂金属化合物用甲基铝氧烷(MAO)作助催剂,具有极高的聚合活性和高立构规整度或间规。
2.2.壁垒高行业技术封闭,竞争格局集中
催化剂是烯烃配位聚合的核心技术,从结构性能的关系来说,催化剂结构决定了聚烯烃的结构(包括相对分子质量、相对分子质量分布、共聚单体含量和分布以及聚合物的规整性等),聚烯烃的微结构又决定了它的宏观性能,从而影响了它的加工性能和应用领域。齐格勒-纳塔催化剂基础原料易得。齐格勒-纳塔的原材料主要是活性组分四氯化钛、载体氯化镁醇合物、给电子体,负载后用己烷、甲苯洗涤,各种有机物、盐、酸、碱等基础化工原材料。相关材料全国供应商众多,供给稳定、充足。
生产技术壁垒较高,生产区域性特征明显。工业上制备齐格勒纳塔催化剂最常见的方法是:镁化合物的溶液或悬浮液与过量TiCl4反应生成活性MgCl2载体,再与TiCl4及内给电子体等络合,然后压滤出母液得到固体催化剂,最后进行钛处理和洗涤等步骤。生产过程中主要技术难点:
大量废液废气含有有害物质,环保处理较难。该工艺会产生可观的废液,平均生产1吨催化剂,可生产水解废液量在10~20吨,单吨处理成本约为~元,内含大量未反应的TiCl4、有机溶剂(如烷烃/卤代烷烃或芳烃/卤代芳烃),以及一定量的高沸物(包括较多的烷氧基氯化钛,少量的内给电子体,如芳族或脂肪族二酯、二醚等,其他用于镁化合物溶解、分散、析出的助剂,以及这些物质相互反应形成的酯交换产物或酯钛络合物,另外还存在微量的催化剂细粉)。原料大部分为易燃易爆的低闪点和有毒、有腐蚀性物质,含TiCl4的废液与空气中的水接触易产生腐蚀性HCl气体,当前聚烯烃催化剂生产厂家正在加紧开发相关处理技术,一方面回收TiCl4和有机溶剂,另一方面保证余料具有较低的(委外)处理费用且转移方便、安全;
反应需要条件苛刻,对地理位置要求较高。聚丙烯催化剂生产技术需要在氮封、隔氧、隔水的条件下进行,载体和催化剂反应过程中需要在高温和低温中成形和负载,并且温度控制是决定催化剂产品质量的关键因素。生产过程中对各种原料中的水含量,原料中水的含量要小于5ppm,氮气中的水和氧的含量均有很严格的要求,水和氧的含量影响反应过程,以及最后所得催化剂的质量。所以在整个生产过程中必须采用无水、无氧操作。北方气候较为干燥,适合齐格勒纳塔催化剂的反应,目前国内具备聚丙烯催化剂生产知名企业有营口市向阳科化、中石化北京奥达分公司和鼎际得公司,均是北方企业,地理优势明显;
需要高效搅拌和提高溶剂洗涤效率。在载体成形和催化剂负载反应过程中,除对载体成形乳化状态的要求很高外,既能满足颗粒粒径要求且分散均匀、又不使颗粒破碎,对搅拌形式和搅拌速度的要求同样很高。载体成形和催化剂负载制备过程中需要使用溶剂进行洗涤、干燥,溶剂的选择、洗涤次数及停留时间、过滤干燥时间都是影响载体和催化剂性能的重要因素。
外资占据主要份额,国产替代正当时。聚烯烃催化剂产品为下游产业烯烃聚合技术的核心,具有较高的技术壁垒。全球来看,巴塞尔和GRACE(格雷斯)是全球龙头,市占率分别达到28%和27%,中国石化排名全球第三市占率约9%,日本两家企业东邦钛和三井分别市占率达6%和5%。经过近三十年的发展,目前国内市场形成了以国产化产品为主、供应商相对集中的竞争格局。具备独立催化剂生产技术的国内知名企业有中国石化(北京奥达分公司+上海立得分公司)、营口市向阳催化剂有限责任公司、和鼎际得催化剂有限公司。近年来,聚烯烃产能快速扩张,新建产能工艺要求变高,随着企业逐步技术成熟和工艺稳定,未来将逐步实现进口替代。
2.3.深耕近二十载,国产替代最强音
催化剂需要与终端客户装置匹配,存在定制化生产研发需求。不同装置的聚合时间不同,随着聚合时间延长,催化剂活性逐渐提高。温度也是区分同样技术下不同装置的重要因素,过高和过低的温度会影响催化剂反应的活性和产品的等规度。在不一样氢气压力下,产品的等规度、熔融指数等都会受到影响,从而使得产品规格不达标。催化剂产品需要和下游装置完全匹配,在客户装置特定的工艺参数和进料的杂质含量下,调整催化剂的用量和种类。一般情况下,新催化剂送检之后,可能需要三到六个月的时间去下游企业合作调试和测试才能获得认可。
公司品类齐全,客户覆盖主流聚烯烃厂商。公司深耕催化剂领域将近二十年,掌握产品设计、工艺改进和产品研发等核心技术研发能力,客户为行业内知名央企或上市公司,覆盖中石油、中石化、中海油、中国中化、国家能源集团、延长石油、中煤集团、恒力石化、浙江石化、万华化学、宝丰能源等大型国企或上市公司。公司现有二十四种催化剂产品,可适用于SPG/HYPOL、UNIPOL、INNOVENE、间歇本体聚合、NOVOLEN、SPERHPOL均聚、SPERHPOL共聚和SPERIZONE等主流工艺的聚烯烃生产,公司销售采取直销模式,聚烯烃新扩产能的企业大部分是公司客户,公司募投新增产能有望充分享受下游扩张带来的红利。
3.抗氧剂:完善产业链+扩高端品类成长加速
3.1.抗氧剂:高分子材料抗老化“工业味精”
高分子材料化学助剂又称添加剂,是为改善塑料、合成橡胶、化学纤维、涂料及胶粘剂等高分子材料加工性能、改进物理机械性能、增强功能或赋予高分子材料某种特有的应用性能而加入目标材料高分子体系中的各种辅助物质,具有添加量少但功效显著的特征。按照功能不同,高分子材料助剂可分为改善加工性能类、改善老化性能类、改善表面性能类和改善机械性能类等诸多类别。高分子助剂直接决定了工业体系所能实现的技术复杂度和最终工业产品的质量性能。
抗氧剂的核心功能是增加高分子材料的使用寿命,是需求刚性的添加剂。抗氧剂是改善材料抗热、光、氧化等性能。具体是指延缓或抑制材料受大气中氧或臭氧作用降解过程,从而阻止材料老化并延长使用寿命的一类化学助剂。高分子材料的氧化过程是一系列的自由基链式反应,在热、光和氧的作用下,高分子化学键发生断裂,生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应,生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以在聚合物内部引发链式反应,导致高分子材料的结构和性质发生根本变化。氧化后物质会失去原有的属性,表面会呈现出粘性变化、色泽变化、脆化和龟裂等,物质表现和机械性能均会发生改变,影响高分子材料制品的正常使用,甚至失去使用价值。
根据作用机理的不同,抗氧化剂可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。能消除自由基的抗氧化剂有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物,称为主抗氧剂;能分解氢过氧化物的抗氧剂有含磷和含硫的有机化合物,称为辅助抗氧剂。主抗氧剂主要分为受阻酚类抗氧剂和芳香胺类抗氧剂。其中芳香胺类抗氧剂又称为橡胶防老剂,属于污染型抗氧剂,主要用在橡胶制品中。受阻酚类抗氧剂是一些具有空间阻碍作用的酚类化合物,抗氧化效果显著,且不会污染制品,用途更为广泛,是主抗氧化剂目前发展的主流品种。辅助抗氧剂主要分为亚磷酸酯类抗氧剂和含硫抗氧剂。均可分解过氧化物,与其他抗氧剂有很好的协同效应,同时钝化有害金属,赋予高分子材料热稳定性和光稳定性。不同类型抗氧剂之间存在协同作用,使用复配机理综合使用能达到更好的效果,复配方案是行业未来主要研究方向和发展趋势。
3.2.抗氧剂用于聚合物改性,需求刚性随下游同步扩张
塑料及其他高分子材料行业越来越认识到抗氧剂的重要意义,抗氧剂是高分子材料的维生素、长寿丹,仅需添加千分之几,就可有效延缓或抑制聚合物氧化过程,阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。近十年,全国抗氧剂需求量持续快速增长,~年全国抗氧剂需求量平均增速约5%,国内年需求量约18万吨,已成为全球最大的抗氧剂消费区域,占全球需求量约32.4%。
塑料所用抗氧剂需求主要来自聚乙烯、聚丙烯。塑料一般是指产量大、用途广、成型性好、成本低、性价比高的通用塑料,其对抗氧剂需求拉动最大,工程塑料、特种塑料等也需要一定量抗氧剂,整体产销量偏小,对抗氧剂需求拉动较小。通用塑料中,PP和PE对抗氧剂的市场需求量影响最大,一是其属于产销量最大的品种,二是生产、加工无法离开抗氧剂,特别是PP,因为具有不稳定的叔氢元素,容易热氧化,更是离不开抗氧剂。整体来说,PP和PE领域对抗氧剂的需求量约为市场总需求量的65%。其他三种通用塑料中PVC的产销量也很大,但是PVC的抗氧化性能较PP、PE稳定,主要是热加工过程中容易脱氯化氢,因而对钙锌等热稳定剂的需求是主体,抗氧剂需求量较PP、PE少。
抗氧剂单体品类较多,复合助剂是未来大趋势。目前国内塑料用抗氧剂单剂最重要的品种是受阻酚类抗氧剂、,其相对分子质量最大,具有挥发性很低,热稳定性高,持效性强等特点,并且污染少与辅助抗氧剂可以起到良好的协同作用。辅助抗氧剂最重要的品种是亚磷酸酯类抗氧剂和,性价比高,用量较大,其他抗氧剂也包括、等多种品类。目前公司拥有七种抗氧剂单剂产品,领先于同行业竞争对手。公司从年开始布局抗氧剂业务,并陆续推出抗氧剂、抗氧剂、抗氧剂、抗氧剂等核心产品。复合助剂是指主抗氧剂与副抗氧剂复配形成,具有抗氧化活性高、挥发性低、尤其适用于加工条件苛刻的塑料加工,需要成分之前有良好协同作用。抗氧剂要根据下游材料种类及牌号、加工设备及工艺条件去选择合适的抗氧剂,要求抗氧剂具有相容性,并且对较厚制品,还需要耐迁移性,复配抗氧剂综合能力更强,多效合一,氧化效率更高。公司并凭借多年产品、技术和经验积累,以单剂为基础,公司已形成完善的复合助剂产品体系,可快速响应客户个性化的需求。
全球高分子市场高速增长,带动抗氧剂消费提升。根据泛欧塑料工业协会(PlasticEurope)及MarketsandMarkets发布的相关数据,年塑料制品市场规模约为亿美元,至年市场规模将达到亿美元,年均复合增长率6.0%。根据Statista和Eurostat发布的相关数据,年全球合成纤维产量为万吨,自以来年均复合增长率为4.4%。根据MarketsandMarkets发布的相关数据,年全球胶黏剂和密封胶市场规模达到亿美元,至年市场规模将达到亿美元,年均复合增长率为4.8%。根据Statista和MarketsandMarkets发布的相关数据,年涂料市场规模约为亿美元,至年市场规模将达到亿美元,年均复合增长率为4.0%,年合成橡胶市场规模约为.8亿美元,至年市场规模将达到.2亿美元,年均复合增长率5.5%。因此,到年全球高分子材料市场有望接近一万亿美元市场,且处于稳定增长的趋势。
高分子材料抗老化行业是一个相对细分的市场领域。全球而言,BASF、SI、SONGWON等全球行业巨头,因先发优势而在经营规模、应用技术等方面具有一定的优势,目前依然占有全球市场份额中的较大部分。国内高分子材料抗老化助剂的市场总体呈现出“三多、三少”的局面,即小企业多、大企业少;单一产品型企业多、系列产品型企业少;成本效益型企业多、创新服务型企业少。伴随着中国高分子材料规模的迅猛发展,近几年国内高分子材料抗老化行业的集中度在迅速提升,并且正在从国内市场走向国际市场,与日本ADEKA、中国台湾秒春、意大利Sabo等全球单项实力突出者进行角逐。
国内市场供需趋于平衡,后续产能扩产较大。据《中国塑料抗氧剂行业现状和研究发展及发展建议》统计,国内主要通用抗氧剂生产厂家有20余家,预计年总产能约17.9万吨与整体需求相符。据公司公告、
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