1國(guó)外環(huán)氧樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)
國(guó)外雙酚A環(huán)氧樹脂第一次具有工業(yè)價(jià)值的制造是在1947年,由美國(guó)的Devoe-Raynolds公司完成的,它開辟了環(huán)氧氯丙烷--雙酚A樹脂的技術(shù)歷史,環(huán)氧樹脂開始了工業(yè)化開發(fā);同時(shí),環(huán)氧樹脂被認(rèn)為是優(yōu)于酚醛樹脂和聚酯樹脂的一種技術(shù)進(jìn)步。
2國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)
我國(guó)研制環(huán)氧樹脂開始于1956年,在上海和沈陽兩地首先在實(shí)驗(yàn)室獲得了成功。1958年上海樹脂廠、無錫樹脂廠先后開始了工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)雙酚A環(huán)氧樹脂工業(yè)化生產(chǎn)至今已60年,但在上世紀(jì)80年代以前,發(fā)展較為緩慢。改革開放以后,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,當(dāng)今我國(guó)已快速發(fā)展成為世界上最大的環(huán)氧樹脂產(chǎn)能國(guó)、產(chǎn)量國(guó)和世界上最大的環(huán)氧樹脂消耗國(guó)和市場(chǎng)。
3國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂配套材料的工業(yè)化生產(chǎn)
環(huán)氧樹脂必須在固化劑及其功能性助劑的作用下,使環(huán)氧樹脂分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子固體,才能顯示環(huán)氧樹脂優(yōu)良的性能。但是,上世紀(jì)70~80年代我國(guó)的固化劑的生產(chǎn),不論從質(zhì)量、性能還是從品種上,都不能滿足應(yīng)用技術(shù)的需求。為此,我國(guó)的應(yīng)用技術(shù)科研人員與有關(guān)合成生產(chǎn)企業(yè)合作,共同開發(fā)研制新材料,以滿足科技發(fā)展急需的新型環(huán)氧樹脂、固化劑等配套材料。
1、1980年6月11日至13日在浙江省嘉興市,由浙江省石化廳主持召開了“E-39-D電工級(jí)環(huán)氧樹脂”鑒定會(huì)通過鑒定。E-39-D電工級(jí)環(huán)氧樹脂是嘉興化工廠研制并投入工業(yè)化生產(chǎn)的。
2、1982年11月1日至3日在浙江省溫州市,“HK-021環(huán)氧樹脂液態(tài)酸酐固化劑”鑒定會(huì)在浙江省石化廳主持下通過鑒定。HK-021液態(tài)酸酐固化劑是溫州清明化工廠研制并工業(yè)化生產(chǎn)的。
3、1981年10月,由浙江省科委主持召開的“電工級(jí)硅微粉”技術(shù)鑒定會(huì)在浙江省湖州市通過鑒定。電工級(jí)硅微粉是由“湖州硅微粉廠”研制并投入工業(yè)化生產(chǎn)的。
4、1983年5月在江蘇省昆山市,由江蘇省科委主持召開的“T-31改性胺類固化劑”鑒定會(huì)通過鑒定;“T-31改性胺類固化劑”是江蘇昆山助劑廠和華東化工學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的,由江蘇昆山助劑廠投入工業(yè)化生產(chǎn)。T-31胺類固化劑是由乙二胺、苯酚、甲醛,通過曼其尼反應(yīng)而成的酚醛胺固化劑。徹底改變了單分子脂肪胺固化劑揮發(fā)性毒性較大、刺激皮膚及呼吸系統(tǒng),對(duì)人體有害,同時(shí),操作時(shí)間短,固化物脆性,綜合性能差等。
4我國(guó)環(huán)氧樹脂工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)
我國(guó)環(huán)氧樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)始于1958年,至今已有60年,但前30年環(huán)氧樹脂工業(yè)化發(fā)展較為緩慢。改革開放以后,特別是岳陽石化總廠環(huán)氧樹脂廠1988年從日本東都化成公司引進(jìn)年產(chǎn)3000噸環(huán)氧樹脂裝置,以及無錫市石油化工總廠1989年從德國(guó)巴克利特公司引進(jìn)年產(chǎn)3000噸環(huán)氧樹脂裝置后,我國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展。
1、1987年湖南省岳陽市岳陽石化總廠環(huán)氧樹脂廠從日本東都化成株式會(huì)社引進(jìn)年產(chǎn)3000噸高純環(huán)氧樹脂裝置,1989建成投產(chǎn)。是我國(guó)引進(jìn)的第一套先進(jìn)的環(huán)氧樹脂生產(chǎn)裝置。
2、1990年江蘇省無錫市石油化工總廠從德國(guó)巴克利特公司引進(jìn)年產(chǎn)3000噸電子級(jí)環(huán)氧樹脂裝置建成投產(chǎn)。
5環(huán)氧樹脂體系概念的建立
環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù),是將專業(yè)用途的環(huán)氧樹脂、固化劑、活性稀釋刑、功能性助劑、填料等配套組成配方,稱為“環(huán)氧樹脂體系”的概念。
“環(huán)氧樹脂體系”與“環(huán)氧樹脂”這是兩個(gè)不同的概念。“環(huán)氧樹脂體系”強(qiáng)調(diào)的是環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)材料的配套性、專業(yè)性、專用性和功能性;而“環(huán)氧樹脂”只是單一性、通用性、普及性、一般性的理念。
因?yàn)?,雖然環(huán)氧樹脂澆注料、灌封料、防腐涂料、結(jié)構(gòu)型膠粘劑、玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料和建筑結(jié)構(gòu)膠等作為環(huán)氧樹脂體系的產(chǎn)品早已在市場(chǎng)上出現(xiàn),但很少有人從“體系”的角度去理解,而只是從環(huán)氧樹脂、固化劑及其它輔助材料的單一途徑去研制新產(chǎn)品的開發(fā),這樣往往由于各自為政而延誤了解決技術(shù)難題的時(shí)間。
“環(huán)氧樹脂體系”—是從整體的、系統(tǒng)的角度展望,特別強(qiáng)調(diào)了環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑、活性稀釋劑等其它功能性輔助材料的協(xié)調(diào)和配合,因而,使我國(guó)環(huán)氧樹脂配方組合材料的同步研制、開發(fā)得以實(shí)現(xiàn),并結(jié)合應(yīng)用技術(shù),使材料或產(chǎn)品投入市場(chǎng)的速度加快。在過去的幾年中取得了很大的進(jìn)展,能在與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)之中獲勝,關(guān)鍵是,近年我國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級(jí),開始適應(yīng)與國(guó)際接軌的形勢(shì)需要,環(huán)氧樹脂體系業(yè)界的科研、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)單位加強(qiáng)協(xié)調(diào)、交流的結(jié)果。
近年來,我國(guó)采取多部門、跨系統(tǒng)的組合協(xié)調(diào)、共同努力,在磁懸浮列車長(zhǎng)定子環(huán)氧樹脂配套體系和成型工藝技術(shù);核能發(fā)電環(huán)氧樹脂配套材料及應(yīng)用工藝技術(shù);風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉環(huán)氧樹脂配套體系和成型工藝技術(shù);高速鐵路無渣板式結(jié)構(gòu)道軌環(huán)氧樹脂充填配套材料;以及無氣隙環(huán)氧樹脂復(fù)合材料體系;納米級(jí)環(huán)氧樹脂封裝料(膠)等環(huán)氧樹脂配套體系均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,這充分說明了“環(huán)氧樹脂體系”的作用和發(fā)展。
重要的是,中國(guó)環(huán)氧樹脂體系的發(fā)展是與環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)的科技進(jìn)步緊密相連、相互依存的;同時(shí),又是相互促進(jìn)、相互推動(dòng)的。因此,環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑、稀釋劑、填料、促進(jìn)劑和著色劑等配套材料的合成與環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)這二大部分的組合,已形成為—環(huán)氧樹脂體系。環(huán)氧樹脂配方設(shè)計(jì)根據(jù)應(yīng)用技術(shù)用途的多變性、成型工藝技術(shù)的多樣性,在高分子合成材料范疇里是獨(dú)特的。我國(guó)環(huán)氧樹脂60年來的發(fā)展實(shí)踐和事實(shí),證明了這樣一個(gè)真理:應(yīng)用技術(shù)促進(jìn)了合成工業(yè)的發(fā)展,而合成工業(yè)的發(fā)展又推動(dòng)了應(yīng)用技術(shù)的科技進(jìn)步。
6我國(guó)是世界上環(huán)氧樹脂大國(guó),還不是強(qiáng)國(guó)
我國(guó)自1958年環(huán)氧樹脂工業(yè)化生產(chǎn)以來,應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展使環(huán)氧樹脂得到廣泛的應(yīng)用,產(chǎn)量逐年遞增;但在上世紀(jì)80年代以前,發(fā)展較為緩慢,品質(zhì)也較差。改革開放以后,特別是上世紀(jì)80年代后期,我國(guó)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝裝置,我國(guó)環(huán)氧樹脂的質(zhì)量達(dá)到了國(guó)外同等水平,產(chǎn)能和產(chǎn)量大幅度增加
1986年我國(guó)環(huán)氧樹脂的年產(chǎn)量約為1.5萬噸左右。
2013年我國(guó)環(huán)氧樹脂總產(chǎn)能達(dá)到了203萬噸,全世界總產(chǎn)能為406萬噸,我國(guó)約占50%。
2015年我國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)能達(dá)到10萬噸以上的企業(yè)有6家,最大的達(dá)到32萬噸。2015年我國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)平均開工率約為60%左右。
2016 年,我國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)能為 225 萬噸,產(chǎn)量為 113 萬噸,產(chǎn)能利用率在 50%左右。
2016年世界環(huán)氧樹脂總產(chǎn)能約為477萬噸/年,近年,全球環(huán)氧樹脂企業(yè)兼并及投資活動(dòng)較為活躍,經(jīng)過一系列的兼并重組,目前全世界環(huán)氧樹脂企業(yè)排名的前三位是:陶氏化學(xué)、臺(tái)灣南亞塑膠和邁圖特種化學(xué),其產(chǎn)能分別占全球總產(chǎn)能的15%、12%和10%。
我國(guó)環(huán)氧樹脂的產(chǎn)能主要分布在江蘇、安徽黃山、山東、廣東等省市,其中江蘇地區(qū)大型裝置較為集中,產(chǎn)能占比達(dá)到全國(guó)的52%左右。長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲是國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂需求市場(chǎng)最集中的地區(qū)。
有一個(gè)現(xiàn)象需加以重視,雖然我國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)能增長(zhǎng)快速,但是品種單一,環(huán)氧樹脂的產(chǎn)能多數(shù)以低端產(chǎn)品為主,高附加值的特種產(chǎn)品及技術(shù)含量較高的專用環(huán)氧樹脂仍然主要依賴進(jìn)口。例如:2016 年,國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂進(jìn)口量為24萬噸,出口量為7萬噸,凈進(jìn)口量為17萬噸,表觀消費(fèi)量為130萬噸,進(jìn)口依存度在10%以上。
目前,我國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)呈現(xiàn)低端產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品不足的狀態(tài)。2007年以后,我國(guó)環(huán)氧樹脂業(yè)界開始大規(guī)模擴(kuò)展產(chǎn)能,但整個(gè)行業(yè)發(fā)展局限于單純的速度、規(guī)模、數(shù)量的增長(zhǎng),沒有從質(zhì)量提高、品種的更新?lián)Q代、科技進(jìn)步上做文章,質(zhì)和量沒有統(tǒng)一。大量高附加值、高技術(shù)含量的環(huán)氧樹脂仍然依賴進(jìn)口,例如:高純度電子級(jí)環(huán)氧樹脂、高純度耐輻射環(huán)氧樹脂、高純度阻燃環(huán)氧樹脂、高純度液晶環(huán)氧樹脂、高純度多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂等等,這嚴(yán)重阻礙了我國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)及其應(yīng)用技術(shù)和市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
隨著我國(guó)特種環(huán)氧樹脂生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟,必將彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)特種環(huán)氧樹脂的空白,逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品。我國(guó)環(huán)氧樹脂的進(jìn)口量將有所降低,國(guó)內(nèi)自給率將逐步上升。
7中美關(guān)系下的環(huán)氧樹脂
從2012-2017年國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂產(chǎn)能呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì),對(duì)外依存度平均維持在20%附近,主要集中在高品質(zhì)、特種、專用環(huán)氧樹脂的進(jìn)口。國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂行業(yè)產(chǎn)能過剩明顯,隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保力度加大,國(guó)內(nèi)工廠限產(chǎn)、減排等影響明顯,整體開工低位,產(chǎn)能利用率較低。2017年國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂受環(huán)保等因素影響,以及兩大原料大幅走漲和下游需求旺盛的帶動(dòng),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格暴漲明顯,從而帶動(dòng)對(duì)于國(guó)外進(jìn)口量的增加。
2017年國(guó)內(nèi)進(jìn)口量增長(zhǎng)迅速,較2016年上升16.74%。因2017年國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂共進(jìn)口27.48萬噸,其中臺(tái)灣、韓國(guó)、美國(guó)及德國(guó)位居前4位,而美國(guó)總進(jìn)口量達(dá)3.3萬噸位居第三位。2018年1~2月國(guó)內(nèi)共進(jìn)口4.48萬噸,其中美國(guó)進(jìn)口量4314.75噸,占進(jìn)口量的9.63%。因此,整體來說,加征關(guān)稅對(duì)環(huán)氧樹脂影響力度有限。
本文來源:邱鶴年,第二十一次全國(guó)環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)暨學(xué)會(huì)西北地區(qū)分會(huì)第六屆學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集