我國塑料助劑生產現狀與發展趨勢

General 更新 2024年05月19日

塑料助劑是塑料工業重要的輔助原料,一般按其使用功能分為增塑劑、阻 燃劑、抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、發泡劑、加工及抗衝擊改性劑、偶聯劑 等。我國塑料助劑工業經過40餘年的發展,形成了完善的生產、銷售和研究開 發體系。尤其是近年來我國塑料工業的快速發展,刺激和推動了塑料助劑的生 產與發展,促進了其生產技術、產量、質量的提高及產品結構的調整。

目前我國塑料助劑總生產能力為110萬噸/年,1999年產量約為67萬噸, 預計我國2000年至2005年年均增長率將保持在10%左右,遠遠高於世界塑料 助劑4%的年均增長率。

增塑劑增塑劑是塑料加工中產能最大和消費量最大的一類塑料助劑,1999 年,我國增塑劑產能已達90萬噸/年左右。主要產品有鄰苯二甲酸酯類(其中以DOP、DBP為主)、對苯二甲酸酯、二元酸酯類、烷基磺酸酯、環氧酯、氯化石蠟、磷酸酯類等。1999年產量為37.5萬噸。其中鄰苯二甲酸酯類26.3萬噸,約佔總消費量的70%;氯化石蠟約4.1萬噸,佔11%;烷基磺酸酯類0.30 萬噸,約佔0.8%;二元酸酯..28萬噸左右,佔0.7%;磷酸酯類0.1萬噸,佔 0.3%;對苯二甲酸酯及環氧酯各不足千噸,各佔0.1%。

我國增塑劑與發達國家相比存在很大差距。一是規模不經濟,佈局分散, 缺乏市場競爭力。二是產品結構不盡合理,尤其是磷酸酯類、環氧酯類、二元 酸酯類、聚酯類增塑劑在國外已大量使用,而我國則剛剛起步。三是各類產品 內在品質差,原材料消耗高,環境汙染嚴重。

我國增塑劑行業在今後要加快產品結構調整速度,在原材料和靠近市場的 地區建設或擴建經濟規模的生產裝置(鄰苯二甲酸酯裝置至少應在5萬噸/年以上),增強市場競爭力。為了提高塑料製品的特殊效能,磷酸酯類、環氧酯 類、脂肪酸酯類、聚酯類、偏三酸酯類增塑劑的市場份額會快速增加,應加快發展,建議建設萬噸級規模的專用型增塑劑生產裝置。

阻燃劑目前阻燃劑已成為塑料加工助劑中僅次於增塑劑的第二大品種,目前主要使用的阻燃劑類別有氯系、溴系、磷及鹵化磷系、無機系等。1999年國內阻燃劑產量約5.98萬噸,其中氯系產量約5萬噸,佔總產量的83%;溴系阻燃劑產量約0.25萬噸,佔4.2%;磷及鹵化磷系阻燃劑產量約0.24萬噸,約佔 4%;無機類產量為0.5萬噸,佔8.3%。

目前我國阻燃劑仍以有機鹵素類為主,其中氯系所佔比例過大,而氯系中 氯蠟70產量太少,與國外相比有很大差距。

我國阻燃劑結構極為不合理,我們應參考國外阻燃劑產品結構,重點發展 含氯量高的氯系、溴系、磷及鹵化磷系和無機系阻燃劑。

氯系阻燃劑著重發展氯蠟70,氯蠟70的生產應淘汰汙染嚴重的四氯化碳溶 劑法生產工藝,採用不破壞環境的水相法工藝,目前國內要重點突破水相法技 術中的工程化問題。溴系阻燃劑在相當長時間內將是我國阻燃劑的主導品種, 今後要向高分子量化發展,解決遷移性,提高相容性和熱穩定性。穩定化、多功能及低毒是磷系阻燃劑的發展方向,我國磷資源豐富,要努力開發大分子量 的化合物和齊聚物。我國應利用資源優勢發展無機阻燃劑,重點解決固體顆粒超微細化及表面處理問題,並不斷尋找銻的代用品,降低銻類阻燃劑的發煙 量,研究紅磷的包覆技術等。

抗氧劑抗氧劑能延緩或阻止合成材料氧化或自動氧化過程,從而延長材料 的使用壽命。目前主要品種有受阻酚類、亞磷酸酯類、硫醚類及少量的金屬離 子鈍化劑、某些胺類和二硫代氨基甲酸酯等。

截至1999年,國內塑料用抗氧劑生產能力達1.7萬噸,產量約為1.4萬噸。消費結構為,受阻酚約0.84萬噸,佔總消費量的60%;亞磷酸酯類約 0.36萬噸,佔28%;硫醚類0.14萬噸,佔10%,其他(包括金屬離子鈍化劑、某些胺類和二硫代氨基甲酸酯)佔6%左右。受阻酚是塑料抗氧劑的主 體,2,6-二叔丁基苯酚(BHT)作為基本品種,仍然佔據主導地位,其消費量約佔酚類抗氧劑的45%,但目前用量正逐年減少。以1010、1076為代表的高分子量受阻酚品種消費比例不斷提高,近年來國內1010、1076的產能成倍增長,1999年達到1萬噸/年規模。另外國內許多受阻酚抗氧劑品種已形成生產能力,如抗氧劑CA、BBM、2246、300、330、3114、246、TCA、702等,另有 1035、245、1098、1024、1790等高效專用新品種已經通過小試或中試。

TNP、168是亞磷酸酯輔助抗氧劑的主導品種,目前亞磷酸酯類抗氧劑重 點是提高其加工穩定性,同時改善其耐水解穩定性。近年國內開發出三種季戊 四醇雙亞磷酸酯結構新品種,這些新型亞磷酸酯抗氧劑的研究與開發,顯示了 我國輔助抗氧劑品種多元化的時代即將來臨。

硫醚類輔助抗氧劑品種比較單一,只有DLTDP、DSTDP兩個品種在生產。

金屬離子鈍化劑以亞水楊基水楊醯肼為主。

近年來世界各種新型抗氧劑開發速度很快,特別是當人們對BHT的致癌因 素越來越多地提出質疑後,安全有效措施日益被重視起來。這些措施是,一方 面不斷開發與利用高效、耐熱的高分子量受阻酚;另一方面實施應用天然無毒 抗氧劑品種。其中VE最具代表性,國外許多公司如羅氏、Ciba精化、BASF公 司推出相應品種,如以VE為基礎與亞磷酸酯、甘油、聚乙二醇、高孔率樹脂載 體等組分配合而生成的固體無磷複合“綠色”品種具有廣闊的市場前景。

加工及抗衝擊改性劑加工及抗衝擊改性劑主要品種有CPE(氯化聚乙 烯)、ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物)、EVA(乙烯、醋酸乙烯 共聚物)、ACR(丙烯酸酯類共聚物)、MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙 烯共聚物或丁苯膠乳接枝共聚物)等。

據不完全統計目前我國PVC硬製品生產能力約為35萬噸/年以上,而且今 後幾年年均增長率將保持10%左右的高速度。PVC硬製品的迅速發展,刺激和 推動了我國加工及抗衝擊改性劑的發展。1999年總生產能力5萬噸/年,產量 約為3.6萬噸,生產企業30餘家,其中CPE產量最大約2.88萬噸,幾乎佔總產 量的80%,ACR次之,約0.55萬噸,約佔15%,MBS等0.18萬噸,約佔5%。而 國外主要品種為ACR、MBS、EVA等。

我國加工及抗衝擊改性劑目前尚處於發展階段,在品種、質量、改性功能 等方面與國外差距較大。低效能產品CPE的產能過剩,具優異綜合性能的改性劑ACR、MBS發展緩慢。據預測2002年國內塑料加工及抗衝擊改性劑市場需求量將超過11萬噸,因此目前最為迫切的任務是調整產品結構,重點發展ACR、 MBS等高效能的抗衝擊改性劑產品,開發適應低發泡異型材等製品加工要求的 ACR泡沫調節劑、戊二醯亞胺類熱變形改性劑和用於工程塑料樹脂及聚合物專用的抗衝擊改性劑品種。  光穩定劑塑料行業用光穩定劑按其作用機理大致 可分為四類:光遮蔽劑,使用量較大的有炭黑、氧化鋅、氧化鈦等;紫外線吸收劑(UVA),按化學結構分主要有二苯甲酮、苯並三唑、水楊酸酯、三嗪 等;猝滅劑,主要是二價有機鎳螯合物;自由基捕獲劑,主要是受阻胺類(HALS)光穩定劑。

1999年我國塑料光穩定劑的消費結構為受阻胺類約為0.21萬噸,佔總消 費量的66%;紫外線吸收劑約0.1萬噸,佔30%;鎳猝滅劑因有機鎳絡合物重 金屬離子毒性問題,用量呈逐年下降趨勢,消費比例僅為2%。

受阻胺類光穩定劑是當今世界光穩定劑的主要發展品種。目前世界受阻胺 類發展呈以下特徵:一是高分子量化,相對分子質量達到2000~3000;二是低 鹼性化,傳統哌啶鹽HALS一般具有很強鹼性,影響使用效果。一般來說N-烷 基化、N-烷氧基化、N-醯基化以及具有哌嗪酮結構的HALS鹼性將大大降低, 成為發展重點;三是複合化、多功能化;四是反應HALS開始使用,將受阻胺分 子結構引入反應性基團。

近年來儘管UVA受到HALS的巨大沖擊,但UVA開發與應用仍不容忽視,它 們在一些特殊應用領域的地位似乎很難替代。紫外線吸收劑向高分子量化和官 能團結構多元化方向發展。

專家預計光穩定劑將是我國塑料助劑產品中發展最快的品種之一,2000年我國光穩定劑總需求量將超過3500噸,2010年將達到1萬噸。今後我國光穩定劑行業應順應世界光穩定劑的發展趨勢,一是提高產品光、熱穩定耐久性、耐 水解及耐油性,降低揮發性、毒性,增加與聚合物相溶性;二是增加品種,特別是高效能、多功能、長效、無(低)毒品種應是生產與發展重點,復配、高 分子量、低鹼性仍是開發新品種的重要途徑。

熱穩定劑熱穩定劑專用於聚氯乙烯製品的加工,旨在抑制樹脂在受熱狀態 下因脫除氯化氫而引發的老化降解現象,依照化學結構大致可分為鉛鹽、金屬 皁類、複合金屬皁類、有機錫類、有機銻類及有機輔助穩定劑等。目前,國內 熱穩定劑產需基本平衡。

今後我國熱穩定劑行業發展重點是調整結構,規模化經營,取締鎘皁,大 力發展稀土、有機錫、複合Ca/Zn等無毒穩定劑,繼續推廣β-二酮類、吲哚 類等有機輔助穩定劑,利用我國豐富的銻資源,生產和推廣有機銻類熱穩定 劑。

發泡劑發泡劑有物理髮泡劑和化學發泡劑。 物理髮泡劑要著重開發替代傳統的對大氣臭氧層有破壞的氟氯烴(CFCS),PU軟質泡沫生產中理想替代物質應為HFC-245fa和HFC-365mfc;PU硬質泡沫方面為環戊烷(包括環戊烷與其他烴類物質的混合使用);PE/PS泡沫塑料行業則採用氮氣、二氧化碳、丁 烷等替代原來的CFCS。

化學發泡劑,在我國主要以偶氮二甲醯胺(AC)為主。我國化學發泡劑工業整體水平還比較落後,一方面主導產品AC發泡劑改性和複合技術薄弱;另一 方面反映世界發展趨勢的吸熱型、吸熱/放熱複合型以及高溫分解型發泡劑品種非常少見。如國內已經研製成功的磺醯肼類發泡劑主導品種4,4'-氧代雙 苯磺醯肼(OBSH),應加快生產與推廣步伐。國內還應大力開發吸熱性發泡劑、高溫分解型發泡劑和複合品種。也應繼續提高發泡劑分散性,通過母料化 和表面改性降低

發泡劑的粉塵汙染。

偶聯劑與其他助劑相比,我國偶聯劑工業發展基本趨於成熟。目前已形成 以矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑為主體,以鋁酸酯、鋁鈦複合偶聯劑、稀土偶聯劑和馬來酸酐接枝聚丙烯等為補充的偶聯劑行業體系。偶聯劑開始由單純的偶 聯增量向多元化方面轉變,開發多功能偶聯劑成為偶聯劑行業適應塑料加工市場變化的重要趨勢。

其他助劑除上述主要助劑類別外,常用的傳統助劑還有潤滑劑、填充劑、 抗靜電劑、防霧滴劑等。市場上多數品種國內能夠生產。今後重點是完善現有 品種的生產工藝和提高內在品質,加強復配技術的研究。

目前我國合成樹脂產量已達900萬噸/年,已步入世界塑料大國的行列。 但仍不能滿足市場需求,每年需進口1000萬噸左右產品來滿足國內需求,因此 我國塑料工業蘊藏巨大市場潛力。與之相配套的塑料助劑行業,因而具有良好 的發展前景。隨著中國加入WTO日益臨近,國外著名助劑企業將戰略重點轉向 中國及亞太地區,市場競爭空前加劇。面對機遇與挑戰,我國塑料助劑行業必 須不斷調整產品結構,加大技術開發力度,大力開發專用化高效能的助劑品 種,提質降耗,才能期望在未來競爭中站穩腳跟,向前發展。

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