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乳液聚合物胶粘剂产业步入快速增长期

[ 2005-10-20 ] 来源于: 中国化工信息网

    乳液聚合物具有粘接性能好、胶膜透明、安全环保和节约资源等优点,深受世界各国的青睐和重视。乳液聚合物包括丙烯酸(PAE)乳液、聚醋酸乙烯(PVAc)乳液、醋酸乙烯/乙烯共聚(VAE)乳液,此外还包括国内仍处于研发阶段的聚氨酯(PU)乳液(除用于皮革涂饰剂外)和橡胶型乳液等。
    随着应用的日益广泛,乳液聚合物胶粘剂已经成为全球增长最快的胶粘剂品种之一。2003年美国、欧洲、日本等发达国家乳液聚合物销售量分别达到121.0万t、91.2万t、31.9万t,在各种胶粘剂中用量最大;美国、欧洲需求年均增长率分别为2.6%、2.75%,仅次于热熔胶;日本需求年均增长率为8.6%,排到各胶种的第一位。
    一、行业发展迅猛
  1. 产量快速增长
  近年来,我国乳液聚合物的生产取得了长足的进步,2001~2004年产量以年均20%的速度增长(见表1),成为全球发展最快的国家。2003年产量127.2万t,超过美国跃居世界第一位,2004年产量148.3万t。今后5年将以年均12%~15%的速度增长,预计2010年乳液聚合物总产量可达300万t,发展前景广阔。
  2. 生产技术水平和产品质量有较大提高
  目前我国引进了氧化还原引发聚合、种子乳液聚合、无皂乳液聚合、辐射引发聚合、自持振荡性质的乳液聚合及可反应性乳化剂存在的乳液聚合等,这些新技术的采用不仅大大提高和改进了产品性能与质量,还有利于环保和节约资源。北京有机化工厂从英国阿克苏皇冠伯爵公司引进的2套产能7000t/a的环型反应装置,采用连续聚合工艺生产VAE乳液产品,实现了我国连续聚合乳液零的突破。
  3. 聚合反应设备日趋大型化、自动化
  我国一些大中型企业正在逐步把聚合釜的容积由几立方米扩大到13~20m3或更大,永大(中山)有限公司和佛山亿达胶粘剂公司已建成1套容积为38m3的聚合釜,经过3年的运行,生产正常,效益明显;上海巴斯夫染化公司采用容积为36m3的反应釜;上海东方罗门哈斯公司采用半连续聚合法,在容积为25m3的聚合釜中可一次生产36t乳液产品。我国自行设计制造的7m3乳液螺旋半圆管夹套聚合反应釜已在山西三维集团公司启用,效果较好。这些新设备的采用,大大消除了人为因素对聚合反应的影响,不仅提高了产量、节约了能源和资源,而且也提高了产品质量。
  4. 新产品、新技术的研究开发及取得进展
    近年我国在共聚型、接枝型、改性型、复合型和高固含量乳液等新产品的研究开发领域取得了多项进展:
    ◆采用改进保护胶PVA,研发出了高强耐水PVAc乳液产品,达到了欧洲EN204D4耐水等级标准,适用于各种木材的粘接;
    ◆耐寒抗冻性好,在-3℃~-5℃条件下48小时不冻结,-20±1℃条件下18小时不破乳的白乳胶;
    ◆具有良好的耐水性、耐候性和抗污染性,乳液涂膜透明度高、高光泽的醋酸乙烯/叔碳酸乙烯酯共聚乳液和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚乳液;
    ◆聚氨酯改性PVAc胶和丙烯酸酯胶,其粘接力强、耐水性好,用于木材加工(拼板胶);
    ◆乳液型丙烯酸酯医用压敏胶,具有粘性适中、透明柔软、透气性好、无污染、低过敏等优点;
    ◆醋酸乙烯/丙烯酸酯共聚乳液压敏胶,可部分取代纯丙烯酸酯乳液压敏胶,降低产品原料成本;
    ◆有机硅改性PVAc乳液和丙烯酸酯乳液,具有优异的耐高、低温性,良好的耐候性和耐水性;
    ◆高固含量(65%),低粘度的VAE乳液和丙烯酸酯乳液,具有优异的粘接强度和干燥速度;
    ◆彩箱彩盒粘接用和卫生卷纸首尾粘合用高性能胶粘剂;
  ◆交联型醋酸乙烯/苯乙烯/丙烯酸酯共聚乳液,具有附着力强,涂刮性、打磨性和耐水性好等特点,主要用于汽车腻子和建筑材料。
  5. 乳化剂及其他相关助剂的质量提高,品种增多
  近年来,我国乳化剂及相关助剂的生产有了较大发展。常用的阴离子、非离子、阳离子及两性离子型乳化剂国内都可以生产,产品质量和档次都有不同程度的提高,但部分高性能和特种乳化剂如反应型乳化剂还要从美国陶氏公司、氰特公司、法国罗地亚等公司进口。
  目前,我国相关助剂如润湿剂、消泡剂、交联剂、分散剂、成膜助剂、触变剂及偶联剂等的生产与产品档次较低、品种少,部分从国外进口。
  6. 主要原料缺口大,价格大幅度上涨
  2004年我国VAc产量为96.0万t,进口约14.7万t,价格上涨80%~100%;丙烯酸丁酯产量18.25万t,进口23.0万t,由于反倾销,价格上涨120%~130%,严重挤压了加工企业的利润空间。此外,叔碳酸乙烯酯、含氢硅油、聚硅氧烷等原料不仅价格昂贵,而且货源紧张,严重影响了我国高性能高品质乳液聚合物新产品的发展。
  二、各类型产品生产状况
    PAE乳液 包括苯丙乳液、醋丙乳液、纯丙乳液等二元或多元共聚而成的乳液,主要用于压敏胶制品、涂料、建材、纺织、无纺布、包装、纸加工、交通运输等领域,2004年产量82万t,是乳液中产量最大、增长率最快的产品,其消耗量及所占比率见表2。
  我国PAE乳液生产企业众多,主要分布在上海、北京、广东、江苏等地,但上规模、上水平的不超过50家(包括三资企业)。2004年生产情况见表3。
    PVAc乳液 目前,我国PVAc乳液的生产企业超过200个,但产能在1万t/a以上的仅6家,在5000t/a以上的2家,见表4。
    VAE乳液  VAE乳液的应用领域从地毯、卷烟、建筑建材、纺织已扩展到复合材料、包装、制鞋、木材加工、防水材料等多个领域。2004年我国生产VAE乳液的厂家产量见表5,其中四川维尼纶厂将在“十一五”期间新增产能3.0万t/a。由于我国经济将持续高速发展,特别是建筑建材、木材加工等行业的高速发展,中国胶粘剂工业协会预测,2010年我国VAE乳液的需求量将超过20万t。因此建议国家在“十一五”期间再投资建设2套5万t/a的VAE乳液生产装置。
    水基胶(复配胶)  水基胶是用VAE乳液、PVAc乳液、干酪素、交联剂等通过物理方法或部分化学反应配制而成,广泛应用于建筑、木材木器加工、纸制品、纺织、无纺布、印刷装订等领域。2004年我国水基胶销售量约8.0万t(不包括纸管胶等低档产品),主要生产企业及产量见表6。
    三、集约化、高技术是产业发展方向
  1. 高新技术和环保节能型产品将会倍受青睐
  ①产品向高性能化、多功能化和环保节能化发展  通过共聚、共混、保护胶体改性和复合乳液等方法进行改性,可以获得各种高性能乳液聚合物产品:
  ◆复合高分子乳液:通过分阶段聚合或接枝聚合,获得单一材料不具备的性能产品,如丙烯酸酯/聚氨酯、丙烯酸酯/有机硅、丙烯酸酯/环氧树脂等的聚合物;
  ◆无乳化剂乳液:通过与亲水性或离子型单体共聚、或与反应型表面活性剂共聚等方法制备的乳液,具有提高胶粘剂附着力、耐水性、消除因乳化剂带来的污染和起泡能力低等特点;
  ◆室温交联乳液:采用多异氰酸酯或环氧基或金属离子等交联获得的乳液,具有提高粘接强度、耐水耐碱性、耐高低温性、节约能源和扩大应用范围等特点;
  ◆高固含量乳液:具有快干、节能,提高性能如流变学性能等特点。
  ②乳液中残留单体含量日益要求严格  目前发达国家对乳液中残留单体含量的控制很低,一般都在500×10-6以下,最高不超过2‰。2004年我国胶粘剂标准化技术委员会制定的“VAE乳液”行业标准,规定了VAE乳液中残留醋酸乙烯酯含量≤0.5%,其他乳液的残存单体含量也应参照执行。
  ③PU乳液将实现产业化  我国PU乳液作为胶粘剂在织物涂层、汽车装饰、IC卡涂层、木材加工、油墨等方面的应用已取得重大进展。上海新光化工厂、无锡万力粘合材料厂已经建成产能为500~1000t/a的PU乳液生产装置,2004年这两家企业的产量分别150t和200t。但PU乳液在需求量最大的制鞋行业尚未使用,目前黎明化工研究院与中国皮革和制鞋工业研究院正在努力研究开发水性PU胶并且取得了突破性进展。在不久的将来,PU乳液型胶将实现产业化。
  2. 原料供应将有很大改善
  随着我国基础化工原料的发展,今后5年VAc的生产能力将至少增加20万~25万t/a,其中四川维尼纶厂20万t/a(2010年底投产)、上海金维3万t/a(2005年投产)、牡丹江化工厂1.5万t/a(2010年投产)。另外,到2008年底,我国丙烯酸(酯化级)产能将增加65万t/a,高纯丙烯酸增加5.5万t/a,丙烯酸酯产能至少增加81万t/a。
    3. 三资企业快速发展
  三资企业今后在我国仍将保持快速发展态势。企业数量增多、生产规模扩大、资金投入加大、高新技术产品增加,他们将在我国的乳液聚合物市场中占有很重要的地位,将大大促进我国乳液聚合物的发展和生产水平与产品档次的提高。
  4. 生产向规模化、集约化的优势企业集中
    目前,我国有500多家乳液聚合物生产厂,但上规模上水平的不足50家,其中多数为民营和乡镇企业,生产规模小、技术水平低、产品质量不高、三废排放不符合环保要求,难以实现可持续发展。随着市场竞争的日趋激烈,客户对产品质量及档次要求日益提高,作坊式企业将会被淘汰。据中国胶粘剂工业协会统计,2004年约有15%的企业关停并转,乳液聚合物生产正在向规模化、集约化的企业集中。

1  近年我国乳液聚合物主要产品产量及预测     t

年份

2001

2002

2003

2004

2010年预测

0104年均增长率/%

0410年均增长率/%

PAE乳液

42.0

56.0

68.0

82.0

133.0

25.0

15.0

PVAc乳液

38.0

42.0

50.0

56.0

110.0

13.7

12.0

VAE乳液

5.9

7.1

9.2

10.3

24.0

20.3

15.0

合计

85.9

105.1

127.2

148.3

267.0

20.0

13.9

 

2  2004年我国PAE乳液消耗情况①     t

应用领域

消耗量

所占比率/%

压敏胶制品

28.0

34.1

涂料与建材

37.0

45.1

纺织与无纺布

9.0

11.0

包装与纸加工

5.0

6.1

交通运输及其他

3.0

3.7

合计

82.0

100.0

  注①:不包括皮革加工用PAE乳液。

 

3  2004年我国PAE乳液主要生产企业及产量①     t

企业名称

企业性质

产能/

产量

厂址

北京东方罗门哈斯公司

合资

3.0

3.0

北京

上海东方罗门哈斯公司

合资

3.0

2.7

上海

上海巴斯夫染化公司

独资

4.0

3.8

上海

联碳化物(中山)公司

独资

3.0

3.0

广东中山

联碳化物(上海)公司

独资

2.0

2.0

上海

长兴化学工业(中国)有限公司

台资

3.0

3.8

江苏昆山

 

 

 

1.0

广东珠海

河北新光集团公司

民营

5.0

2.0

河北衡水

广东巴德富(BATF)化工公司

民营

4.0

2.0

广东顺德

江苏泰州日出化工集团公司

民营

4.0

2.0

江苏泰州

 

  注①:不包括压敏胶制品自产胶厂。

 

4   2004年我国PVAc乳液主要生产企业及产能
     
t/a

企业名称

产能

广州珠江一江有限公司

3.2

浙江宁波灵桥汽化工贸有限公司

2.5

山西三维集团

2.1

贵州水晶有机化工(集团)有限公司

1.5

北京有机化工厂

1.1

江苏黑松林粘合剂厂

1.0

广东金万得胶粘剂有限公司

0.8

安徽皖维高新材料有限公司

0.8

 

5   2004年我国VAE乳液生产情况;万t/a

企业名称

产能

产量/t

北京有机化工厂

5.7

6.1

四川维尼纶厂

3.0

3.1

台湾大连(江苏)

3.0

1.1

合计

11.7

10.3

 

6   2004年我国水基胶主要生产企业及产量;万t

企业名称

产量

国民淀粉化学有限公司

2.3

富乐(中国)粘合剂有限公司

1.2

汉港化学化工有限公司

1.2

哈尔滨光明家具材料厂

0.6

无锡万力粘合材料厂

0.5

沈阳光洋产业有限公司

0.3

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