《环氧树脂会议》PPT课件.ppt
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1、国内外环氧树脂现状及发展趋势,中国化工经济技术发展中心副总工程师联合国工业发展组织中投处绿色产业专家委员会委员教授级高工徐京生2011年6月无锡,内容,生产工艺,国外生产消费现状及预测,国内生产消费现状及预测,主要原料供应现状,产品发展趋势,结论及建议,概述,概述-1,什么是环氧树脂(Epoxy Resin)?-大分子主链上含有醚键和仲醇基,同时两端含有环氧基团的一类聚合物的总称-由环氧氯丙烷与双酚A或多元醇、多元酚、多元酸、多元胺进行缩聚反应而制得的产品-大体分为五大类:缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺、线型脂肪族类及脂环族类环氧树脂。目前使用量最大的环氧树脂品种是缩水甘油醚类,而其中
2、又以双酚A型环氧树脂为主,占90%-环氧树脂一般不能单独使用(除一些工程塑料上用作增塑剂和耐光剂外),必须与含有活性氢原子的固化剂经反应后生成不溶不融的具有各种性能的固化物后才能发挥出性能-固化剂常用胺、酸酐、酚醛树脂等 胺类及其改性物一般用于涂料、胶粘剂、土木等方面 酸酐一般用作浇注料(变压器、互感器)、电子元器件的灌封料 酚醛树脂一般用在电子上:覆铜板和塑封料。覆铜板上用得最多的是双氰胺(DICY)-是性能优良的热固性树脂,具有极好的粘结性、耐腐蚀性、优异的电绝缘性,防水、防潮、防霉、耐热和耐寒性,其制品具有良好的机械性能,概述-2,品种分类-按原料分主要有双酚A型(E型)、酚醛型(F型)
3、、邻甲基酚醛型(JF型)、溴型(Ex型)等-按室温状态可分为液体环氧树脂和固态环氧树脂-按化学结构和环氧基的结合方式大体上分为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂肪族环氧化合物、脂环族环氧树脂等-按用途主要分为基础环氧树脂和特种环氧树脂两大类 基础环氧树脂通常指E-44、CYDl27128等低分子量液体树脂,主要用在涂料、胶粘剂、防腐、电器、汽车等行业 特种环氧树脂主要是指相对于基础环氧树脂的高纯环氧树脂、功能性环氧树脂和覆铜层压板用环氧树脂等,主要用于信息产业、高档涂料、高压电器、电子塑封、重防腐、复合材料等行业-量大面广的双酚A型环氧树脂又分为低分子量、中分子量、高分子量3种。其中
4、低分子量和中分子量环氧树脂多用于塑料工业;高分子量环氧树脂用于涂料工业,生产工艺-1,环氧树脂生产工艺-一般有一步法和二步法 一步法-将缩合催化剂一次连续加入到双酚A和环氧氯丙烷混合物中,控制NaOH加入速度,使pH值为78,中和后在7090、20k47kPa下与环氧氯丙烷共沸并分离脱水,环氧氯丙烷循环使用,使含水量控制在1%左右两步法-又称熔融法。间歇式两步法是双酚A、环氧氯丙烷缩合、脱氯化氢分两步进行;连续式两步法为先缩合,蒸出过量环氧氯丙烷及脱氯化氢均以连续进料、连续回收溶剂的方式进行-国内多用。由于工艺水平和设备等方面原因,液态树脂的消耗较高,加大了二步法产品的成本。国产128、610
5、1环氧树脂就是采用二步法工艺合成的-先制取液态环氧树脂,再与双酚A在催化剂存在下加热进行反应制成固态环氧树脂。控制原料配比和温度可调整环氧树脂的分子量的大小-反应时间短,操作稳定,温度波动小,易于控制;加碱时间短,可避免环氧氯丙烷大量水解;产率高;产品质量好且稳定,能较精确地控制质量指标,生产工艺-2,Taffy法-国外已淘汰的一步法,国内固态环氧多用。质量差,但成本低,能适合国内的某些需求,例如604和601这两种牌号-双酚A在NaOH中直接与环氧氯丙烷反应,分子量由环氧氯丙烷和双酚A摩尔比来调节。此法一般用来生产分子量小于5000的固态环氧树脂,与溶剂法相似,仅多一步精制工艺 Advanc
6、ement法-制备高分子量环氧树脂一般采用本法-美国Dow化学公司和瀚森化学公司对该法曾进行过深入研究,发表了大量专利。特点是合成工艺简单,制得的产品纯度高、色泽好。是双酚A与液态双酚A二缩水甘油醚混合后在催化剂作用下制得环氧树脂的,国外已广泛工业化,国外生产消费现状及预测-1,基本情况-经过70多年的努力已成为成熟期产品-2009年国外公司总产能170万吨/年,总产量122.5万吨;进口量58.9万吨;出口量80.7万吨;表观消费量102.9万吨-经过兼并重组行业前三甲已由20世纪末的Shell(壳牌)、DOW(陶氏)、Ciba-Geigy(汽巴嘉基)演变为:Hexion(瀚森):产能38万
7、吨/年;DOW(陶氏):产能36万吨/年;台湾南亚塑胶:产能35万吨/年。其他为韩国国都化学:产能20.5万吨/年;亨斯曼:18万吨/年;台湾长春化学:12万吨/年-DOW与沙特阿美合作在沙特建装置(2012-2013投产);日本Tohto Kasei拟将无卤环氧能力由6000吨/年提高到1万吨/年-预计2014年消费量为130.1万吨,2009-2014年年均增长率为4.8%,国外生产消费现状及预测-2,世界产销现状及预测,国外生产消费现状及预测-3,主要生产企业产能(万吨/年),国外生产消费现状及预测-4,2009年国外环氧树脂各领域消费量及消费结构(千吨,%),国内生产消费现状及预测-1
8、,生产现状及预测 现状-2006年产能约75万吨/年,产量约为47万吨,装置开工率为62.7%,绝大部分是通用环氧树脂,真正为市场急需的特种环氧树脂仅占总产量的5左右.2010年产能173万吨/年,产量约为70万吨,装置开工率为40.5%,特种环氧树脂产能12.4万吨/年,产量约7万吨。20062010年产能、产量年均增长率分别为16.1%和10.5%,特种环氧树脂产量年均增长率为31.4%-生产企业80100家,平均规模小,10万吨级以上的有3家;5万吨级以上的企业有10余家;1万吨级的25家,合计产能98.6万吨/年,占总产能的58%。而特种环氧树脂生产企业更少,不足10家,且大多未实现规
9、模化生产-企业主要集中在华东、华南地区,其产能约占总产能的66%以上。华东地区产能最集中,约占总产能的50%;其中特种环氧树脂产能8.4万吨/年,约占总产能的67.2%;华南地区产能几乎全部在广东省,约有15.3万吨/年,其中特种环氧产能2万吨/年,国内生产消费现状及预测-2,预测-2015年全国新建拟建扩建的装置约有产能54.7万吨/年。其中特种环氧的产能为11.7万吨/年,届时特种环氧的总产能将达到24万吨/年,20102015年年均增长率为14.1%-随着国家环保要求更加严格和原料成本上升,有些生产普通环氧树脂的小企业将逐步被淘汰。预计到2015年将淘汰产能40万吨/年,届时总产能将维持
10、在190多万吨/年,20102015年年均增长率为3.2%-产品结构的调整和升级换代将在所难免,国内生产消费现状及预测-3,主要生产企业(万吨/年),国内生产消费现状及预测-4,特种环氧树脂主要生产企业(万吨/年),国内生产消费现状及预测-5,新建拟建扩建项目(万吨/年),国内生产消费现状及预测-6,进出口情况-初级形态环氧树脂的海关税则号是39073000,进口最惠国税率9.7%,进口普通税率45.0%;增值税17.0%;出口税率0.0%,出口退税率5.0%.2009年对溴的质量百分含量在18%及以上或进口价格高于3800美元/吨的环氧树脂(如溶于溶剂,以纯环氧树脂折算溴的百分含量)的关税进
11、行调整,最惠国税率为4%-2010年进口量30.96万吨,同比增长31.6%;均价3734美元/吨,同比上涨6%。出口量8.03万吨,同比增长5.4%;均价2943美元/吨,同比增长42.7%-2010年从中国台湾进口87433万吨,均价3599美元/吨;从美国进口63899万吨,均价3220美元/吨;从韩国进口56466万吨,均价3300美元/吨;日本进口23304万吨,均价7042美元/吨。进口量大的省市依次为:广东(102703吨)、江苏(77872吨)、天津(64026吨)、上海(41056吨)-2010年出口量大的目的地依次为香港(17614万吨,均价3423美元)、美国(9232吨
12、)、韩国(6475吨)、泰国(5138吨)、荷兰(4649吨)、越南(3277吨)。出口量大的省市依次为:江苏(35928吨,均价2764美元/吨)、广东(20622吨,均价3278美元/吨),国内生产消费现状及预测-7,消费现状及预测-2006年表观消费量为65.14万吨,2010年增加到92.93万吨,20062010年消费量年均增长率为10.6%;其中特种环氧需求量达30万吨-预计2015年需求量将近120万吨,20102015年年均增长率为7.2%;其中特种环氧树脂近60万吨,这一期间的年均增长率为18.9%-拉动需求增长的领域主要是复合材料(增速11.35%)、胶黏剂(9.86%)、
13、电子电器(6.96%),2010年消费构成,2015年消费构成,国内生产消费现状及预测-8,特种环氧树脂消费现状及预测-风机叶片用环氧2006年5000吨;2010年估计为5万吨;2015年将增长到9万吨-半导体封装用邻甲酚酚醛环氧和阻燃剂高溴环氧树脂2006年消费6000吨;2010年估计为1万吨;2015年将达到1.8万吨-LED封装用环氧2006年消费4500吨,2010年估计为1万吨;2015年将达到1.4万吨-覆铜板用环氧树脂2006年约为25万吨(其中无铅、无卤高性能环氧树脂约为3万吨左右);2010年估计为42万吨(12.6万吨);2015年将达46万吨(23万吨)-在其他方面,
14、如大飞机、高铁、核电、造船等方面也需要用特种环氧树脂,国内生产消费现状及预测-9,供求平衡分析(万吨,%),国内生产消费现状及预测-10,价格走势(元/吨,以E44为代表),主要原料双酚A供应现状-1,双酚A 供应现状-估计2010年上海拜耳聚合物有限公司双酚A产能扩大至22万吨、中国蓝星南通星辰材料股份有限公司建成9万吨/年双酚A装置,而天津双孚精细化工有限公司一直停产的情况下,我国双酚A产能已达到50.6万吨/年,20062010年产能年均增长率为72.6%;产量约37.2万吨,开工率逐步提高到73.5%供应预测-2010年进口44万吨,新建项目投产之后,2015年我国双酚A产能将达到94
15、.1万吨/年,可大大缓解国内双酚A供应不足的矛盾,并大幅度提高国内产品的市场占有率,主要原料双酚A供应现状-2,主要生产企业(万吨/年,万吨),主要原料双酚A供应现状-3,新建拟建扩建项目(万吨/年),主要原料双酚A供应现状-4,2006-2010年进出口(吨,美元,美元/吨),主要原料环氧氯丙烷供应现状-1,环氧氯丙烷 供应现状-2010年我国环氧氯丙烷生产企业主要有16家,总产能为80.7万吨/年,估计产量为40万吨左右。生产企业相对集中,山东地区有8家,合计产能为44.5万吨/年,占全国总产能的55.1%;其次是上海、江苏、天津和湖南-最大的生产企业为山东海力化工有限公司,也是亚洲最大的
16、生产企业,产能为24万吨/年-丙烯高温氯化法产能55.6万吨/年,占总产能的68.9%;甘油氯化法19.3万吨/年,占23.9%;醋酸丙烯酯法2.8万吨/年,占3.5%供应预测-2010年净进口量2.45万吨-新建拟建扩建项目80万吨/年,预计到2015年供应非常充分,竞争激烈,必须依赖出口或淘汰小装置,主要原料环氧氯丙烷供应现状-2,主要生产企业(万吨/年),主要原料环氧氯丙烷供应现状-3,新建拟建扩建项目(万吨/年),主要原料环氧氯丙烷供应现状-4,2006-2010年进出口(万吨,美元,美元/吨),产品发展趋势-1,液态双酚A型 环氧树脂之粮-以之为原料可加工成各种各样的具有特殊性能的产
17、品(二次加工产品或复配产品)市场-覆铜板:原料的约50%-灌封料、浇注料:约90%-风机叶片:约6080%(一部份用双酚F型)-复合材料:约70%-环氧类涂料、胶黏剂:基本上(含固态双酚A型),产品发展趋势-2,线性酚醛型 特点-高耐热、高韧性、低粘度 市场-覆铜板和复合材料:覆铜板方面主要是无卤(含磷环氧树脂)覆铜板-生产1吨含磷环氧树脂约需0.5吨的酚醛环氧树脂和双酚F型环氧树脂-随着覆铜板无卤化进程加快,需求量将有很大的提高,市场将供不应求 国外生产企业-日本东都化成、DOW、台湾南亚,产品发展趋势-3,双酚F型 特点-低粘度、高阻燃、强韧性 市场-无溶剂涂料、沥青环氧树脂、风机叶片树脂
18、、无卤覆铜板、复合材料 国外生产企业-日本东都化成、台湾南亚、DOW、瀚森,产品发展趋势-4,邻甲基酚醛环氧树脂 特点-高耐热、高強度、高纯度、耐水性、绝缘性、多品种、生产技术复杂 用途-塑封料(大陆80%、日本45%用)、覆铜板、PCB油墨、复合材料、重防腐 生产企业-日本东都化成、大日本油墨、住友化学、台湾长春、中国石化岳化等 市场-中国市场规模为3万-4万吨/年,产品发展趋势-5,结晶型环氧树脂 特点-具有非常低的熔融粘度、熔融状态下有非常好的流动性 用途 塑封料方面:高充填性:最高可以填充92%的硅微粉,大大降低吸水性、热膨胀系数、降低应力,提高可靠性,还可降低成本(手机、电脑、数码相
19、机的电子元器件)封裝材料。填料达到90%时,不使用阻燃剂也能阻燃、环保 粉末涂料:树脂中加入10%的成份,使涂层非常光滑(镜面涂层)、平整(家用电器、电脑等),且提高了耐用性、耐光性、耐黄变性(冰箱、微波炉、钢制家具等)市场-日本约50%的塑封料由邻甲基酚醛树脂改为结晶型;IC封裝100%改为结晶型。年用量约3000吨-中国目前市场规模每年5060吨,原因主要是:1)价格贵(利润率超过200%);2)供应得不到保障(技术封锁、优先保障日本客户);3)主要是没有国产化。2015年中国塑封料市场8万-9万吨,需要环氧2万吨。假定2015年有30%的塑封料使用结晶型环氧,则需求量30004000吨
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