▲华为2022年底推出的首款AR智能眼镜
未来5年，受益于5G手机摄像头三摄、四摄的加速扩张以及汽车自动驾驶技术对镜头需求的逐步扩大，国内镜头透镜数量有望快速增长，进而带动COC/COP在光学领域消费量的快速增长。
此外，在显示面板用膜领域，COP/COP膜材料可部分取代三醋酸纤维薄膜（TAC膜），COP/COP膜材料用量有望显著增长。
02
医疗领域
COC/COP 具有优异的水蒸气阻隔性和生物相容性、耐热性和耐化学性，可延长药品保存时间；同时其密度比玻璃小得多，可进行蒸汽及伽玛射线的消毒，可作为优良的医学材料。特别适用于微量滴定板、预充注射器、血液储存器、试管、陪替氏培养皿、注射器和吸液管等医疗器械。
▲TOPAS® COC材料在微滴定板上的应用。具有低莹光自发性、耐极性溶剂、高流动等特性。图摄于CHINAPLAS 2021 国际橡塑展。
随着注射医美大热，注射器市场规模将快速扩张，同时疫苗瓶等密封医疗容器也会对COC/COP形成一定的需求。未来5年COC/COP在医疗领域的消费量将保持一定增速。
03
包装领域
COC/COP具有高收缩性、低收缩力、低密度以及高气体阻隔性等特征，可增加食品和医疗包装模量、提高包装薄膜的气体阻隔性和耐穿刺性并降低薄膜耐撕强度。
COC/COP同线性低密度聚乙烯（LLDPE）共混制备食品和医药包装，共混物可以使薄膜减薄后性能不变，降低包装成本；同时，COC/COP的添加可增加LLDPE的模量，提高其密封强度、收缩性能、气体阻隔性以及易撕性。
▲TOPAS® COC材料在收缩标签上的应用。具有良好的收缩性、低密度易回收、与聚烯烃良好的相容性等特性。图摄于CHINAPLAS 2023 国际橡塑展。
COC/COP和聚三氟氯乙烯（PCTFE）的复合膜还可用于制作药品的泡罩包装，其优异的水蒸气阻隔性和真空成型性，使得制备得到的药品泡罩包装具有更低的厚度和水蒸气透过率。
04
其他领域
除上述领域外，COC/COP还可用于电容器膜、过滤器膜以及移动设备天线等电子电器领域。
▲ 图源：中国化信咨询
哪些企业在布局？
由于COC/COP结构特殊，单体、催化剂以及聚合技术均存在较高的技术壁垒，在其生产上，日本瑞翁公司、宝理塑料和三井化学等国际龙头企业已经形成了从环烯烃单体到聚合物合成的完整产业链，占据了绝大部分产能。
目前，中国已有多家企业投入环烯烃聚合物材料的产业化进程。
01
无锡阿科力科技股份有限公司
据悉，阿科力于2014年就启动了环烯烃聚合物（COC/COP）的研发工作，目前已经突破了桥环结构单体合成技术、高活性高选择性的茂金属催化剂制备技术、新型连续法反应器设计技术、高位阻烯烃茂金属催化配位聚合等核心技术，成功研制出耐高温、高透明的光学级环烯烃聚合物，小批量产品经客户试用，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。
1月31日，阿科力控股子公司阿科力科技（潜江）有限公司年产2万吨聚醚胺、3万吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目顺利开工。该项目将分两期建设，一期项目约18个月；二期项目约12个月。
02
辽宁鲁华泓锦新材料科技有限公司
2023年1月28日，辽宁盘锦市生态环境局发布了“辽宁鲁华泓锦新材料科技有限公司高性能水性高分子乳液、环烯烃共聚物(COC)及其关键单体降冰片烯(NBE)产业化示范项目”环境影响报告书的拟批复的公示。
公示显示：项目总投资34659万元，实施后将年产聚异成二烯胶乳2000吨、水性树脂乳液500吨、环烯烃共聚物500吨、降冰片烯1000吨。
03
华为
2023年3月21日，华为技术有限公司对旗下发明专利《环烯烃共聚物及其制备方法和应用》进行公开，而在此之前，华为在环烯烃聚合物领域还申请了两项专利，分别是《环烯烃共聚物制备用催化剂、环烯烃共聚物的制备方法、环烯烃共聚物及其应用》和《环烯烃聚合物、环烯烃聚合物单体和光学制品》。
据悉，这是华为至今申报的唯一一个化学材料领域的专利。
04
金发科技
2023年5月16日，金发科技股份有限公司召开年度股东大会，董事长袁志敏表示：公司近几年开展的高性能环烯烃共聚物(COC)新材料试验项目预计在今年下半年完成中试。此消息一出，便有不少投资者针对此材料的相关情况对金发科技进行提问。
金发科技表示，COC新材料的相关技术为公司自主研发，在国产替代需求下，2022年，公司以环烯烃共聚物(COC)为主要目标，开展高性能烯烃聚合物新材料试验项目，目前进展良好，预计2023年下半年完成中试，该材料的中试设计产能为80吨/年。
据悉，目前还有山东益丰生化、万华化学等企业正在关注和实施相关技术研发。
环烯烃共聚物和环烯烃聚合物（COC/COP）是降冰片烯自聚或与其他烯烃共聚的一系列高分子产品，是一种性能优异的光学新材料。COC具有与PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）相匹敌的光学性能以及具有高于PC（聚碳酸酯）的耐热性，还由于它几乎不吸水，具有比PMMA和PC更加优良的尺寸稳定性等，COC还具有改善水蒸汽气密性，增加刚性、耐热性，易赋予切割性能等优点，可广泛应用于消费电子、医疗等高端领域。
但是目前这种材料依赖于C5产业链，由C5原料制备得到环烯烃单体，并在此基础上通过和α-烯烃（如乙烯）共聚制得，其中反应单体、催化剂、聚合工艺均存在较大难度，产业化壁垒极高，目前国内全部依赖进口。
中国是目前全球COC最大消费国，年消费2.1万吨左右。
光学领域是COC/COP材料第一大应用领域，需求占比53.2%
首先，受益于低端手机镜头数量的提高，预计2023年手机摄像头模组出货量将同比增长3.6%，达46.2亿颗。单个手机镜头数从2019年的3.24个已经提升至2023年的3.87个。
其次，除了增加镜头数量，镜片层数的增加也是一个显著趋势，COC材料在手机光学镜头领域的需求预计维持高增速。预计到2025年，传统手机镜头对应的COC/COP需求将达到2万吨。
最后，除了传统的手机镜头的应用场景，COC在光学领域面临着虚拟现实、抬头显示、车载光学等新场景拓展的历史机遇。预计到2025年，国内新型应用场景的COC/COP需求将达到0.5万吨。
医药包材领域是COC/COP材料第二大应用领域，需求占比40.4%
医药包材领域是增长潜力最大的应用场景。截止2021年，我国医药包装行业市场总规模约1359亿元。
由于COC优秀的防潮性能、化学惰性、耐酸碱性、气密性、耐高温性，其在医学领域中开发出了较多用途。目前海外标杆企业已在该领域上进行了推广，用量较大的领域包含预灌封注射针、药用容器、药品包装、医疗器械和耗材、微量滴定板和生物芯片检测器械等领域，尤其是预灌封注射针领域、药用容器已在国外有了长足进步。
其中，在预灌封注射针领域。预灌封注射器是一种新型液体药品的包装形式，其针尖预先固定在注射器上，药品预先灌装于容器内，操作时仅需取下护套便可直接注射。预灌封注射器相对于传统的注射器拥有密封性好、减少药品污染、剂量控制准确、生产效率与使用效率更高、能够减少转移和抽取中的浪费等优点。而2022年中国生物药市场规模已达到5183亿元，预计将持续以接近20%的复合增速增长，预灌封注射器的包装形式也将随之带动增长，其中COC/COP类包装材料可作为有效补充。
在医美注射类针剂领域。根据新氧招股书，预计2018-2023年中国非手术类医美市场复合增速23%，随着医美注射填充消费的快速增加，预灌封注射器市场进一步打开。从注射类医美产品龙头企业招股书来看，预灌封注射器已成为各家采用的主流包装形式，采购金额逐年提升。
在二类疫苗及mRNA疫苗领域。近几年来我国二类疫苗的增长带动了预灌封渗透率上升。2020年，中检院二类疫苗批签发量约3亿支，按照50%渗透率，潜在需求即1.5亿支。mRNA疫苗同样是预灌封注射器重点应用领域，新冠期间，90%以上的新冠疫苗使用预灌封包装。由于新冠疫苗开发应用，疫苗在预灌封下游的占比快速增长。
在药用容器及药品包装领域，COC/COP同样可替代中硼硅/高硼硅玻璃，高透明、低双折射率、低吸水、高刚性、高耐热等特点，且水蒸汽气密性好，耐化学药品性、耐酸性、耐碱性优良，耐擦伤性良好。因此若COC成本有所下降，该应用有望广泛推广。
根据预测，到2025年，预计光学镜头领域需求将达到2万吨，新型光学应用领域需求达到0.5万吨，预灌封注射器需求将达到1.2万吨，药用容器、药品包装及其他潜在应用领域需求有望达到0.5万吨，COC总需求有望达到4.2万吨。
海外技术垄断，国内尚无产能
COC聚合物技术壁垒深厚，开发难度高。生产工艺的主要技术难度来源于以下几方面：一是降冰片烯单体的制备；二是茂金属催化剂的筛选开发；是环烯烃聚合物的合成过程控制。
由于海外技术垄断，国内尚无COC商业化产能，国内需求均由进口满足。从全球市场来看，目前COC/COP聚合物/共聚物主要产能均掌握在日本厂商手中，包括瑞翁公司、宝理塑料、三井化学和日本合成橡胶。
日本瑞翁是全球最先建设COC装置的企业，早在1990年1月份已经开始COC装置的建设，最初装置规模在数千吨，并于1998年率先推出产品。宝理塑料通过收购德国赫斯特集团的Topas业务而进入COC/COP领域，三井化学于1995年开始生产COC的Apel系列产品,而日本合成橡胶1997年在其千叶工厂开始量产COC聚合物。目前几家主要厂商的COC/COP产能合计为8.6万吨/年，其中瑞翁公司和宝理塑料产能占比较大。最新的扩产来自于三井的3000吨产线，新扩建的产能已经于2022年8月开始商业化运营。后续扩产主要来自于宝理，2万吨扩产原定于2023年中投产，目前已推迟至2024年三季度落地，主要针对的是包装及医疗领域的需求。海外企业之间竞争呈现明显的差异化，日本宝理以医用耗材及包装类应用为主，并与医药包材全球领军企业肖特共同推广COC医疗领域市场，而三井及瑞翁则主导光学领域用途。
产业化进程加速，国产替代在即
近两年，COC/COP国内产业化进程加速，主要因为国内部分企业经过多年研发积累已实现了一定的产业化突破；以及光学领域中消费电子、新能源车等下游产业链明显转移至国内，该材料由日本卡脖子问题日益突出，供应链安全担忧下下游厂商的国产替代意愿加强，从而促使上下游产业化开发进程加快。目前该材料在很多领域仍呈现过高的价格将产品定位于高端应用领域，市场瓶颈仍在供给侧。
目前国内已有多家企业投入聚环烯烃材料的产业化进程，其中阿科力已具备5000吨/年环烯烃单体产能并完成了公斤级环烯烃共聚物样品制备，预计2023下半年千吨级产线完成安装并试生产；金发科技以环烯烃共聚物(COC)为主要目标，开展高性能烯烃聚合物新材料试验项目，目前进展良好，预计下半年完成中试，中试设计产能为80吨/年；拓烯科技年产10000吨COC项目一期有望在年内投产；鲁华泓锦也已开展相关项目建设。山东益丰生化、万华化学等企业正在进行研发。
阿科力已经明确涉足该领域的公司，从公司相关专利整理来看，公司研发方面已经过长时间摸索，目前进展处于产业链前列。据6月13日公司对于上交所问询函的答复，公司“技术上公司小试、中试均已完成测试且各项指标达到预期，今年5月公司无锡厂区已升级为化工园区，环烯烃聚合物项目已具备重启条件，千吨级工业化装置预计2023年年底前建成达产。同时，客户开拓方面，公司已与下游客户或潜在客户进行商务对接，并得到了客户的积极回应。公司已与多家下游知名企业达成意向合作，覆盖光学、医疗领域。公司研发方面已经过长时间摸索，目前进展处于产业链前列。
拓烯科技主要从事先进、绿色、智能的高端聚合物新材料的研发和生产，核心产品广泛应用于光学镜头、医疗包装、柔性薄膜、消费品包材等领域，全球市场逾千亿。拓烯科技现已突破原料、催化剂、工艺、专利四大瓶颈，建立了完整的自主知识产权体系，目前承担多项省级重点研发攻关计划，申请专利40余项，授权核心专利10余项，是具备极强的科研实力和产业化能力的高科技企业。6月30日上午，公司”年产2.1万吨高端光学新材料项目“项目竣工，该项目一期自2022年5月开工,项目一期投资5亿元，建设3000吨特种环烯烃共聚物（SOOC®️拓美特®️），计划今年三季度正式投产，预计可实现产值10亿元。该项目总规划建设2.1万吨特种光学新材料，总投资15亿元，全部投产后预计销售额将达到50亿元。
金发科技是国内乃至全球改性塑料龙头企业，目前产能占国内改性塑料10%，产品系列包括改性塑料、环保高性能再生塑料、完全生物降解塑料、特种工程塑料、碳纤维及复合材料、轻烃及氢能源、苯乙烯类树脂和医疗健康高分子材料产品等8大类。金发科技聚焦高性能新材料的研产销，自主开发出一系列生物降解塑料和特种工程塑料，如高温尼龙、LCP、PLA等。近期，据公司投资者交流平台回复，2022年，公司以环烯烃共聚物(COC)为主要目标，开展高性能烯烃聚合物新材料试验项目，目前进展良好，预计下半年完成中试，该材料的中试设计产能为80吨/年。公司披露，其COC新材料的相关技术为公司自主研发。
来源：聚烯烃人
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