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PVC加工助劑 我有新說法
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PVC的純樹脂加工時易分解、流動性差、沖擊強度低、耐候性差,因此需要在加工過程中添加各類輔助材料以改善其性能。如:潤滑劑、熱穩(wěn)定劑、抗沖改性劑、加工助劑等。在加工助劑開發(fā)與應(yīng)用過程中,按產(chǎn)品成份大致分為如下幾大類:甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸酯共聚物,MMA /苯乙烯共聚物,丙烯腈/苯乙烯等,使用量、的是MMA/丙烯酸酯共聚物。

目錄

PVC加工助劑基本介紹

PVC是世界五大通用塑料之一,近年來,隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,PVC制品每年以20%以上的速度增長,到2005年P(guān)VC年產(chǎn)量已達到750萬噸,據(jù)預(yù)測,到2007年P(guān)VC需求量將超過1000萬噸。
PVC加工助劑

PVC加工助劑詳細介紹

加工助劑在國外由美國羅門哈斯(Rohm & Hass)公司于1958年首先開發(fā)成功,同年推出個牌號K-120。此后,國外許多公司開始紛紛涉足這一領(lǐng)域,開發(fā)出相類似的產(chǎn)品。70年代之后,隨著PVC制品的迅速增長,加工助劑得到了廣泛應(yīng)用。國外主要生產(chǎn)廠家及相關(guān)產(chǎn)品有日本三菱(MITSUBSHI ROYAL)公司P系列、鐘淵化學(KANEKA)PA系列、美國羅門哈斯(Rohm & Hass)公司K系列、德國熊牌(BEAR)F系列,阿托菲納(ATOFINA) P系列,還有韓國LG化學的PA系列等。
國外公司產(chǎn)品牌號
公 司
商品牌號
羅門哈斯(美國)
Acry Loid
三菱(日本)
Metablen
鐘淵化學工業(yè)(日本)
Kane Ace
LG化學(韓國)
Grade
阿托菲納ATOFINA(法國)
PLASTISTRENGTH
德國熊牌(BEAR)
BAERORAPID
國內(nèi)較早從事PVC加工助劑研究的是北京化工研究院、山西化工研究所等。上海珊瑚化工廠于80年代初實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),推出的牌號國內(nèi)統(tǒng)稱為ACR201、ACR401。進入90年代后期,隨著我國聚氯乙烯行業(yè)的發(fā)展,特別是塑料異型材和塑料管道行業(yè)的迅猛發(fā)展,對加工助劑的需求量也迅速增長,山東產(chǎn)量,江蘇、浙江緊隨其后。據(jù)不統(tǒng)計,2005年全國共生產(chǎn)各類PVC加工助劑5萬噸左右,其中山東省占全國助劑生產(chǎn)總量的70%以上。
國內(nèi)主要生產(chǎn)廠商
生產(chǎn)廠家
品 種
產(chǎn)能 (噸/年)
2005年產(chǎn)量(噸/年)
淄博塑料助劑廠
加工ACR
10000
8000
山東瑞豐高分子股份材料有限公司
加工ACR
15000
10000
山東日科化學
加工ACR
10000
8000
威海金泓集團
加工ACR
6000
5000
蘇州安利化工廠
加工ACR
5000
4000
其他
加工ACR
19000
16000
總計

65000
51000

PVC加工助劑種類作用

PVC加工助劑分類

1)按產(chǎn)品成份分類
2)按相對分子量分類
加工助劑根據(jù)不同的相對分子量,也有不同的功能。相對分子量在50-150萬的加工助劑廣泛用于普通制品的加工,如:ACR-201、301、401等。相對分子量在150萬以上的加工助劑廣泛用于吹塑成型以及硬質(zhì)PVC發(fā)泡制品,如ACR-530。

PVC加工助劑作用

加工助劑(Processing Aid)的主要作用是:
1)加快PVC的塑化過程。
2)改進熱塑性熔體的流變性能。
3)改善熱彈性狀態(tài)下熔體力學性能。
4)提高制品的外觀質(zhì)量等綜合功能。
盡管加工助劑的添加量少,但對改善PVC加工性能卻是十分重要的。

PVC加工助劑存在問題

盡管加工助劑行業(yè)發(fā)展良好,但我們也應(yīng)看到存在的問題:
1、與國外產(chǎn)品相比仍有一定的差距,低價格優(yōu)勢并非市場競爭的核心。
盡管國內(nèi)產(chǎn)品在市場競爭中具有一定的地域和價格優(yōu)勢,但與國外產(chǎn)品相比我們在產(chǎn)品的性能、品種、穩(wěn)定性等方面有一定的差距,這與我們的產(chǎn)品配方、加工工藝(如自動化控制和連續(xù)性生產(chǎn)控制)、加工設(shè)備(大容量反應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用)、以及后處理工藝(國內(nèi)普遍采用噴霧干燥、國外采用流化床干燥)落后有關(guān)。為此一些業(yè)內(nèi)企業(yè)充分意識到這些問題,紛紛與科研院校建立合作關(guān)系,成立研發(fā)機構(gòu),開展對塑料助劑的研究,山東日科,山東瑞豐,威海金泓,淄博華星等公司紛紛成立了自己的研發(fā)中心,對ACR改性機理及PVC的加工機理進行研究,推出了適銷對路的產(chǎn)品。
2、小廠紛雜,沒有占有地位的,導致市場無序競爭。
國內(nèi)ACR生產(chǎn)廠家大約有30余家,但規(guī)模化生產(chǎn)(年裝置能力過5000噸的)的僅有4家,分別是山東日科化學股份有限公司、山東瑞豐高分子材料股份有限公司、淄博塑料助劑廠、威海金泓集團,這些規(guī)模企業(yè)的產(chǎn)品無論產(chǎn)品品種和產(chǎn)品質(zhì)量,在國內(nèi)和國際市場都樹立了良好的形象。但近兩年隨著PVC加工行業(yè)的繁榮,一些裝置能力在1000噸以下的ACR小廠一哄而上,這些企業(yè)由于生產(chǎn)設(shè)備簡陋、產(chǎn)品穩(wěn)定性差,只能采用低價傾銷的辦法生存,導致國內(nèi)市場價格競爭較為激烈,一些低質(zhì)、低標準產(chǎn)品隨即充斥市場,給下游加工企業(yè)帶來不利影響,同時給行業(yè)發(fā)展帶來了較大的負面影響。在此建議由塑料加工協(xié)會牽頭成立ACR助劑行業(yè)協(xié)會,統(tǒng)一行業(yè)標準,規(guī)范行業(yè)發(fā)展,杜絕偽劣產(chǎn)品,減少無序競爭。同時規(guī)模企業(yè)要加大產(chǎn)品開發(fā)力度,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),與國外同類產(chǎn)品保持同步發(fā)展。
3、原油價格上漲導致原料價格上漲,企業(yè)利潤下降。
由于國際原油價格一路高漲,導致ACR生產(chǎn)所有的主要原料甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯高漲,而下游客戶對產(chǎn)品的滯后導致ACR加工企業(yè)利潤普遍下降,出現(xiàn)了2003、2004年度全行業(yè)虧損的局面,由于原料價格啟穩(wěn),行業(yè)已出現(xiàn)贏利的良好勢頭。
4、專業(yè)人才匱乏,行業(yè)研究沒能向縱深發(fā)展
由于ACR助劑屬90年代后期才在國內(nèi)發(fā)展起來的一種高分子材料助劑,其研發(fā)單位和科研人員與其他助劑如增塑劑、阻燃劑的研究相比,在國內(nèi)可謂少之又少,即使有個別研究機構(gòu)研發(fā),由于研究人員與塑料加工行業(yè)不能良好的結(jié)合導致產(chǎn)品研究不能走向深入。國內(nèi)ACR的發(fā)展僅靠幾家企業(yè)自有的研究機構(gòu)來組織開發(fā),雖然取得了一定的成績,但在科研經(jīng)費,研發(fā)裝置,研發(fā)素質(zhì)等方面與國外同行業(yè)有極大的差距。如果這一狀況不從根本上得以改善,加工助劑能否在未來站穩(wěn)國內(nèi)市場,將是一個未知數(shù)。

PVC加工助劑行業(yè)問題

行業(yè)存在問題如下:
1、MBS技術(shù)及展緩慢,市場廣闊,但國內(nèi)產(chǎn)品較低。
雖然經(jīng)過了20多年的發(fā)展,但國內(nèi)的MBS行業(yè)僅僅出于入門階段,沒有哪個公司的產(chǎn)品可以象加工助劑ACR那樣與國外產(chǎn)品抗衡,現(xiàn)有的企業(yè)大都面臨設(shè)備選型不夠*,合成工藝不穩(wěn)定,合成技術(shù)沒有突破等一系列問題,甚至有多數(shù)企業(yè)沒有自己的丁苯膠乳合成裝置,只能購買非MBS專用丁苯膠乳來進行MBS的生產(chǎn),其產(chǎn)品質(zhì)量可想而知。而推向市場的產(chǎn)品,大都是靠價格優(yōu)勢,應(yīng)用于對產(chǎn)品質(zhì)量要求不高的PVC制品,而在市場,較小,根本未能形成對國外公司的沖擊。預(yù)計2006年進口量將在5-6萬噸,占總需求量的70%以上。
2、研究人員和研究機構(gòu)較少,未能形成科技攻關(guān)合力。
MBS雖然多次被列為國家科技攻關(guān)項目,但尚未獲得大的突破。主要原因是研究人員較少,科技投入較少。75期間,浙江大學曾與齊魯石化研究院簽署合作協(xié)議進行項目攻關(guān),但未能取得實質(zhì)性的進展。仍然是業(yè)內(nèi)研究機構(gòu)進行自主試驗,尋求突破,但這種研發(fā)模式與國外的集團化,規(guī)模化的科研隊伍相比可以說相對比較業(yè)余。
3、國內(nèi)的抗沖ACR和加工助劑ACR一樣水平接近于國外產(chǎn)品,但由于CPE價格的制約,很難得到推廣,走出去,和國外產(chǎn)品爭奪國際市場將是一個不錯的選擇,但產(chǎn)品單一,穩(wěn)定性差將是業(yè)內(nèi)人士亟待解決的問題。

PVC加工助劑國內(nèi)發(fā)展

隨著國內(nèi)加工助劑的進一步發(fā)展,國產(chǎn)ACR已占據(jù)了國內(nèi)市場的主導地位,并出口到東亞、東南亞、歐洲、美洲等地區(qū),出口量2005年約為5000噸。國內(nèi)制品如型材、管材、板材所用的加工助劑ACR 201、401無論在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品數(shù)量上都能滿足PVC加工的需要,國外進口數(shù)量較小,僅為3000噸。發(fā)泡制品所用的高分子量加工助劑ACR-530等進口量也較小,僅為2000噸。

PVC加工助劑改性劑

PVC加工助劑抗沖類

由于純PVC抗沖性能差、特別是低溫沖擊性能差,耐候性差,在很多領(lǐng)域應(yīng)用受限。因此需要加入抗沖改性劑提高其韌性和耐候性能。
沖擊改性劑的主要品種有氯化聚乙烯(CPE)、抗沖改性劑(MBS)和丙烯酸酯類抗沖改性劑ACR等。其中抗沖ACR與PVC的相容性、耐候性能優(yōu)于CPE和MBS,MBS的透明性與其它助劑的相容性,及抗沖性能優(yōu)于ACR和CPE,CPE性能適中,但因其低廉的價格在國內(nèi)用量較大。據(jù)統(tǒng)計抗沖改性劑消費量比例為:MBS用量占45%,抗沖ACR占40%,其它占15%。
而國內(nèi)比例:CPE用量占65%達到16萬噸,MBS用量占24%達到6萬噸,ACR用量占8%達到2萬噸,其它用量占2%達到5000噸。

PVC加工助劑MBS類

抗沖改性劑MBS是MMA接枝丁苯膠乳后經(jīng)鹽析干燥而成的核-殼共聚物,用其改性PVC能提高其沖擊強度和綜合性能,因其與PVC折光率相近,使改性的PVC是有較好的透明性,因此廣泛應(yīng)用于透明制品。因其含有丁二烯見光易分解老化,因此不適用于戶外制品。MBS由羅姆哈斯在20世紀50年代開發(fā)成功的,產(chǎn)量已達30萬噸,占各類抗沖改性劑的。生產(chǎn)廠家和牌號眾多。
國外公司一覽表
商品牌號
生產(chǎn)廠家
Paraloid BTA 系列
美國羅門哈斯
Kane Ace B系列
日本鐘淵
Metablem C系列
日本三菱
LG MB 系列
韓國LG化學
303H 系列
阿托菲納
國內(nèi)對抗沖MBS的研究始于80年代末期,到九十年代中期才陸續(xù)在齊魯石化和上海制筆廠實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展已有十幾個廠在生產(chǎn)MBS,年生產(chǎn)能力在4萬噸,實際產(chǎn)量2萬噸。國內(nèi)MBS的產(chǎn)品質(zhì)量,特別產(chǎn)品的穩(wěn)定性與國外產(chǎn)品差距較大。每年進口數(shù)量要遠遠大于國產(chǎn)數(shù)量。2005年進口數(shù)量約為5.5萬噸。
國內(nèi)MBS生產(chǎn)廠家一覽表
單位名稱
備注
產(chǎn)能 (噸/年)
2005年產(chǎn)量(噸/年)
齊魯石化公司研究院
MBS
3000
1500
山東瑞豐高分子材料股份有限公司
MBS
20000
8000
東營萬達集團
MBS
10000
4000
威海金泓集團
MBS
5000
1500
上海制筆化工廠
MBS
1000
1000
溫州龍灣塑料助劑廠
MBS
2000
1500
中天集團荊門有機化工制造公司
MBS
2000
1000
其他
MBS
1000
500
合計

44000
19000

PVC加工助劑丙烯酸酯

國外對抗沖改性劑ACR的研究始于20世紀70年代,并于1972年由羅姆哈斯公司推出了個丙烯酸酯類抗沖改性劑KM-323B。日本鐘淵推出了FM系列, 阿托菲娜推出了D系列,LG化學推出了IM系列。
抗沖改性劑ACR與加工助劑ACR都是丙烯酸酯聚合物,但因其配方比例和結(jié)構(gòu)不同而性能大不相同,抗沖ACR中甲基丙烯酸甲酯約占10-20%,而丙烯酸酯約占80-90%。抗沖改性劑ACR象MBS一樣同為核殼結(jié)構(gòu)。與MBS、CPE等抗沖改性劑相比,其加工性能和耐候性能好,表面光潔度高,尤其適用于戶外制品,在國外,丙烯酸酯類抗沖改性劑因其環(huán)保,性能優(yōu)良,耐候性能高已經(jīng)取代CPE抗沖改性劑。
國內(nèi)對抗沖ACR的研究較早,但真正投入工業(yè)化生產(chǎn)還是在90年代末期。主要研究單位為沂源瑞豐公司,威海金泓公司,齊魯石化研究院和遼寧博達公司,但由于國內(nèi)CPE生產(chǎn)能力較大,價格較低,下游客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求不高,導致價格比CPE高1/3而添加量大致相同的抗沖ACR很難在市場上得以推廣,國內(nèi)的總需求量約為1.5萬噸,進口量約為5000噸。
國內(nèi)抗沖ACR生產(chǎn)廠家一覽表
單位名稱
備注
產(chǎn)能(噸/年)
2005年產(chǎn)量(噸/年)
山東瑞豐高分子材料股份有限公司
抗沖ACR
10000
4000
威海金泓集團
抗沖ACR
5000
1000
淄博助劑廠
抗沖ACR
2000
1000
山東日科
抗沖ACR
5000
2000
遼寧博達
抗沖ACR
2000
500
蘇州安利
抗沖ACR
5000
1000
其他

1000
500
合計

30000
10000
值得一提的是山東瑞豐的LS系列抗沖改性劑在國內(nèi)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),裝置能力已達到10000噸,其主要牌號有LS-21,21,51,61,50, 其中抗沖改性劑LS-50于2006年初投放市場,產(chǎn)品性能已達到國外同類產(chǎn)品水平,并出口到韓國,土耳其、印度、美國等多個國家。
抗沖改性劑發(fā)展過程中存在的問題
由于MBS受壁壘的影響,抗沖ACR受價格低廉的CPE抗沖改性劑的影響,國內(nèi)的MBS和抗沖ACR發(fā)展緩慢,尤其是MBS樹脂,與國外產(chǎn)品相比有著較大的差距,如何實現(xiàn)技術(shù)突破,迎接國外同行業(yè)的挑戰(zhàn),是擺在抗沖改性劑加工企業(yè)面前的難題。
參考資料


目錄
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