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特种PVC 产业发展现状及前景分析

2013-01-29叶由忠

中国氯碱 2013年1期
关键词:消光聚合度氯乙烯

叶由忠

(中国化工信息中心,北京100029)

1 特种PVC 界定和分类

1.1 基本概念

特种PVC 和专用PVC 产品品种多, 消费领域广泛,其概念也比较笼统,没有比较严格的界限之分。

基本概念是通过物理的、化学的、物理和化学相结合的、甚至机械的方法,通过共聚、均聚、共混、填充、 增强等方法, 改善或增加PVC 功能, 在电、磁、光、热、耐老化、阻燃、机械性等塑料材料的性能方面,发生人们预期的变化或者赋予材料在特殊环境条件下使用的功能而得到全新的材料。 随着其他行业的科技进步与发展,对PVC 材料不断提出新的要求,新型特种或专用PVC 树脂还会不断出现。

1.2 基本特点

1.2.1 特种树脂特点

(1)由分子结构改变形成的PVC 树脂。 如抗冲改性型特种树脂 (抗冲改性剂接枝PVC、PVC 接枝抗冲改性聚合物)、耐热改性型(场地耐热单体无规共聚或与耐热热聚合物接枝共聚、氯化PVC、交联PVC)、内增塑与加工性改进型(与大分子增塑剂接枝共聚、与柔性单体共聚)等。

(2)通过化学的,或者物理和化学相结合的方法。 例如通过调整聚合体系和工艺条件生产出更适合加工性能要求的PVC 树脂,如具有高弹性、耐寒、耐热、 耐老化、 具有消光作用、 溶解性好等特点的PVC 树脂。 这些树脂大多在反应器中形成。

1.2.2 专用树脂特点

(1)由不同成粒过程形成的PVC 树脂。 如球形PVC 树脂、掺混PVC 树脂、高表观密度PVC 树脂、少(无)皮PVC 树脂、粉末涂层用PVC 树脂、超高吸PVC 树脂等。

(2)主要是通过物理改性(如采用其他高聚物与PVC 树脂进行机械混合,从而达到改性目的的共混改性、填充和纤维增强的填充复合改性)的方法,大多在加工企业的混合、混炼设备中进行。

1.3 产品分类

1.3.1 特种树脂

特种树脂可分为均聚型类、共聚型类、交联型类及掺混型类树脂4 种。

(1)均聚型类。均聚类型树脂分为PVC 糊树脂、高抗冲PVC 树脂、超高聚合度PVC 树脂(超高分子量PVC 树脂)、 超低聚合度PVC 树脂 (吸油性树脂)、高表观密度PVC 树脂(大口径管材用)、溶液聚合型共聚树脂(氯乙烯/醋酸乙烯型、羧基化氯乙烯/醋酸乙烯型、羟基化氯乙烯/醋酸乙烯型、环氧基化氯乙烯/醋酸乙烯型等)等。

(2)共聚型类。 共聚型类分为特种糊用PVC 树脂、 氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂 (含氯醋共聚糊树脂)、 氯乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚树脂 (涂料用)及氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚树脂(涂料用)、氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚树脂、氯乙烯-乙烯共聚树脂、氯乙烯-乙烯基醚共聚树脂(氯醚树脂)、 乙烯-乙酸乙烯-氯乙烯接枝共聚物及其他氯乙烯接枝共聚物。

(3)交联型类。 交联型类分为CPVC 树脂(耐热树脂)、消光树脂、耐热PVC 树脂及PVC/乙丙橡胶接技共聚物。

(4)掺混型类。掺混型类分为PVC 糊用掺混树脂、氯乙烯-醋酸乙烯掺混树脂、弹性体专用PVC 树脂(高分子质量PVC 树脂与其他弹性体如丙烯酸类橡胶、丁脂橡胶、EVA 及三元共聚物、 聚氨酯类等掺混)、PVC与甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的共混物、PVC 与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的共混物、PVC 与丁腈橡胶的共混物、PVC 与乙烯-醋酸乙烯共聚物的共混物及PVC 与氯化聚乙烯的共混物等。

1.3.2 专用树脂

专用树脂可分为卫生级PVC 专用树脂、医用级PVC 专用树脂、球形PVC 树脂、粉末涂层用PVC 树脂、无包封皮层PVC 树脂、高体积电阻率的PVC 树脂、 阻燃、 阻烟PVC 树脂、PVC 发泡树脂、 超高吸PVC 专用树脂、玻璃纤维增强PVC、硬质PVC 低发泡型材、VC 钙塑料、 赤泥填充PVC 塑料、 工程化PVC 及抗菌专用混合料等。

2 全球特种PVC 行业发展格局

2.1 全球产能分布

据相关资料介绍,目前,全球特种和专用PVC树脂牌号有近三千种,国外一些著名PVC 生产商产品牌号达到350 种之多,同时,还生产相当数量的特种PVC 产品。 据国外PVC 杂志介绍和初步统计,2011年, 全球特种PVC 树脂总产能约485 万t/a,总消费量超过370 万t/a, 约占全球PVC 消费总量3 600 万t/a 的10%左右。 预计未来仍会保持较快的增长速度。

从地区看,欧盟占30%,中国约占20%,北美占13%;从品种看,PVC 糊树脂约占69%,其他品种在7%以下,详见表1、图1、图2。

表1 2011年全球特种PVC品种和分布 万t/a

2.2 特种PVC 主要生产企业分析

国外发达国家PVC 树脂牌号很多,西欧有800多个,日本有600 多个,美国有300 多个,且每个PVC 生产公司都拥有几百种牌号, 如日本信越化学公司有348 种PVC 牌号。 除少量品种外,国外和台湾地区主要PVC 特种树脂生产企业及拥有品种情况见表2。

表2 特种PVC主要生产企业

3 国内特种PVC 生产现状及预测

3.1 国内特种PVC 生产总体情况

由于分类的不同, 不同资料来源发表的数据差异非常大。特别是一些资料将PVC 特种树脂与物理改进的PVC 专用料(如电缆料、透明料等)相混淆。

本文涉及的特种树脂主要是指前述 “1.3 产品分类”中的特种树脂。

据初步统计,2011 年,中国特种树脂总产能约为105 万t/a,占PVC 树脂总产能2 162 万t/a 的4.86%;生产约78 万t/a,占总产量1 295 万t/a的6.02%。 各品种中, 具有商业产能的品种主要有PVC 糊树脂、氯醋共聚树脂、PVC 消光树脂、 高聚合度/超高聚合度PVC 树脂、低聚合度/超低聚合度PVC 树脂、聚偏氯乙烯、氯化聚氯乙烯及其他掺混树脂(见图3),氯乙烯-丙烯酸酯、氯乙烯-丙烯酸酯接枝及其他共聚树脂基本上没有。

3.2 特种PVC 主要企业生产情况

中国国内PVC 特种树脂主要研究院校有浙江大学(主要研究品种为氯醋、氯醚、氯丙、腈氯纶树脂、交联PVC、乙烯-醋酸乙烯酯-氯乙烯接技共聚树脂、 氯化聚乙烯-氯乙烯接技共聚树脂、 丙烯酸酯-氯乙烯接技共聚树脂、 阻燃抑烟纳米水滑石改性PVC 树脂)、河北工业大学(主要研究丙烯酸酯改性PVC 树脂)、贵州大学(主要研究纳米碳酸钙改性PVC 树脂)。

中国特种PVC 生产企业主要有上海氯碱(氯醋树脂、氯化PVC、消光PVC、高表观密度PVC)、新疆天业(氯醋树脂、氯丙树脂、无机粒子改性PVC 树脂等)、天津渤天化工(消光PVC、丙烯酸酯改性PVC、纳米改性PVC)、杭州电化集团(消光PVC、CPVC、氯醚树脂)、河北盛华(丙烯酸酯改性PVC 等)、江苏华士、无锡洪汇(氯醋树脂)、沈阳化工(氯醋糊树脂)等。 2011 年,中国主要PVC 生产企业生产特种PVC树脂名称、产能及进展等情况见表3。

3.3 特种PVC 行业投资动态

截止到2011 年底, 中国特种PVC 行业投资仍然是在技术较为成熟的糊树脂行业和氯醋树脂行业。 据初步调查,糊树脂规划总能力约为100 万t/a,在建项目9 项,合计能力为55.5 万t/a;氯醋树脂规划总能力约为10 万t/a,在建项目3 项,合计能力为6 万t/a。 另外, 对于技术 “门槛” 越来越降低的CPVC, 上海氯碱化工股份有限公司随着1 万t/a 水相法项目的逐步达产,“十二五” 期间计划再建设年产能5 万t/a 或10 万t/a 的CPVC 装置, 此外,河北盛华化工、 新沂嘉泰化工也在建设CPVC 项目,详见表4。

由于通用型PVC 树脂过剩量较大,随着原料价格的不断上升, 预计将会有越来越多的悬浮法装置研究、调整聚合配方,生产消光树脂、高聚合度/超高聚合度PVC 树脂、低聚合度/超低聚合度PVC 树脂。

表3 2011年中国特种PVC树脂主要生产企业 万t/a

3.4 未来几年特种PVC 产能预测

由于各PVC 企业在通用树脂竞争激烈的情况下纷纷寻找出路,大力发展特种PVC 树脂,预计到2016 年, 中国特种PVC 树脂总产量将达到180 万t/a,其中,糊树脂100 万t/a,氯醋树脂20 万t/a,氯化聚氯乙烯13 万t/a,详见图4。 2011-2015 年总产能年均增长速度可达到11.4%。

3.5 国内特种PVC 需求现状及预测

3.5.1 目前特种PVC 需求的主要品种和消费量

表4 中国特种PVC树脂投资动态 万t/a

据初步统计,2011 年中国PVC 特种树脂消费量为118 万t, 其主要消费品种的消费量占PVC 特种树脂消费总量的比例分别为:糊树脂69.1 万t,约占58.6%;消光树脂14.5 万t,约占12.3%;氯醋树脂7.8 万t,约占6.6%;其他特种树脂依次为氯化聚氯乙烯、低/超低聚合度树脂、聚偏氯乙烯树脂、高/超高聚合度树脂等,详见图5。

3.5.2 特种PVC 消费领域及构成

由于PVC 特种树脂各品种消费领域各不相同,且下游用途划分也非常复杂, 现就几个主要品种的消费领域和构成进行描述。

PVC 糊树脂主要应用于人造革、 浸渍手套、壁纸、粘合剂、汽车密封料、钢板涂层、涂料、高级鞋靴等领域,其消费领域和构成见表5。

氯醋树脂应用行业较多,包括汽车、电子电器、船舶、人造革、磁卡、木器家居、包装铝箔用热熔胶、各种PVC 制品印刷用油墨、PVC 制品用添加剂以及粘合剂等,其消费领域和构成见表6。

表5 2006和2011年中国糊树脂消费构成 万t,%

表6 2007和2011年中国氯醋树脂消费构成 万t,%

高/超高聚合度PVC 树脂广泛应用于汽车、建材、电子、管材等多个领域。2011 年各领域消费比例大致为:车辆占48%,建筑材料占25%,电线电缆及电器占11%,软管及管路占11%,其他用途占5%。

消光PVC 树脂主要应用领域为:薄膜薄片(如像册)、人造革(如日记本外皮)、地板砖、屋顶装饰片材、发泡壁板与地板、硬质板、分模板、汽车涂料、化妆品盒、圣诞树叶、电缆外套及电线外皮等。

3.5.3 特种PVC 潜在需求分析

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,中国国内市场对特种PVC 树脂的需求仍然强劲。特别是人们对生活需求的提高,对汽车、建筑材料、油墨、包装、玩具、电子电气、家具等的要求越来越高,对特种PVC 树脂的潜在需求量非常大。

据初步预计,到2016 年,特种树脂的需求量将达到175 万t,2011-2016 年, 中国PVC 树脂需求增长速度将超过8%,详见表7 和图6。

表7 2011-2016年中国特种PVC树脂主要品种消费增长速度预测%

需要指出的是, 随着特种树脂生产技术的提高和生产成本的降低, 预计其对现有通用树脂消费市场的替代作用不可忽视, 这部分替代量有可能达到当时特种树脂消费量增长量的1 倍或更多, 即到2016 年,潜在特种树脂消费量可望超过235 万t。

4 PVC 的发展方向

尽管本文没有论述专用PVC, 但是我们认为,PVC 发展方向是特种PVC 和专用PVC。

当前,世界PVC 工业生产技术发展的重点有以下2 个方面。

(1)继续研究PVC 的毒性问题,使PVC 的应用获得一个环境许可,通过开发新技术、新添加剂、新稳定剂, 使之符合人们日益提高的环保要求,使PVC 工业得到正常发展。

(2)根据市场需求,研制和生产更能适于产品性能的提高、更易加工的各种PVC 专用料、复合料及添加型树脂, 主要有以下5 类:a.20 世纪80 年代末到90 年代初,国外推出的低聚合度及超低聚合度悬浮树脂;b. 聚合度为1000 左右的高表观密度的管材、型材专用树脂;c.聚合度为1 700 以上的超高聚合度树脂;d.聚合中添加改性剂的消光树脂;e.普通树脂添加改性剂制成的高抗冲树脂及单体接枝改性的高抗冲树脂。

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