在2008~2009年金融危機時期,部分熱固性樹脂制造商的銷量曾一度下滑了30—40%,金融危機過后,熱固性樹脂市場已徹底復蘇。據(jù)本刊自己的數(shù)據(jù)估計,2011年全球用于復合材料的熱固性樹脂達330萬噸。
從樹脂類型來看,沒有發(fā)生重大的變化。迄今為止,不飽和聚酯樹脂仍然是應用最廣泛的熱固性樹脂。針對更特殊的應用以及更高的負荷要求,也使用環(huán)氧乙烯基酯(通常稱乙烯基酯)、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸類、雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)、聚酰亞胺或氰酸酯等樹脂。舉幾個例子:環(huán)氧樹脂主要用于印刷電路板的鍍銅層壓板(年產量高達1.8億平方米),因為該樹脂的電絕緣性和低吸水性以及與碳纖維、高端玻纖一起形成高性能復合材料;酚醛樹脂基本上用于運輸,以滿足發(fā)生火災時所產生的煙氣毒性(FST)的規(guī)定;BMI樹脂用于高溫應用中。
表1根據(jù)主要樹脂類型列舉了熱固性樹脂制造商(不含配制商)。
1 熱固性樹脂對比熱塑性材料
復合材料市場正在增長,熱固性樹脂市場也在增長。2002年熱固性樹脂市場總計630萬噸,2010年為790萬噸,預計2015年將達1000萬噸(本刊自有數(shù)據(jù))。市場在增長,但是由于熱塑性塑料的增長速度比熱固性樹脂快,熱固性樹脂的市場份額正在減少。但無論如何,這兩項增長率都很樂觀(見表1)。熱塑性塑料的市場份額超過熱固性樹脂,主要是因為它們更適用于自動化工藝,沒有貯存問題,而且據(jù)說可提供更多可循環(huán)利用的方案。然而,熱固性樹脂仍然具有大量的優(yōu)勢,制造商們正在繼續(xù)進行研發(fā)工作。
在不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯和環(huán)氧樹脂三個表里,帶有背景色的公司是全球最大的制造商。
2 關注環(huán)境
近幾十年來,研究重心放在了減少有毒物質的排放上。尤其關注苯乙烯的排放,這是因為大多數(shù)國家對該物質的排放問題制定了日益嚴格的規(guī)定。然而,由于苯乙烯會影響原料的黏度,進而影響工藝類型以及最終成型部件的整體質量,所以苯乙烯在大多數(shù)熱固性樹脂中依然是無法避免的。從創(chuàng)新的角度來說,低排放和零排放苯乙烯的樹脂對工廠的工人和環(huán)境均產生了明顯的積極影響。鑒于受到越來越多規(guī)定的約束,這樣的創(chuàng)新打開了一個巨大的潛在市場,用來替代傳統(tǒng)的熱固性樹脂。假如總體可能替代目前熱固性樹脂的80%,低排放樹脂能夠產生近50億歐元的市場。由于排放受到限制,終端用戶為了達標,也會使用這些樹脂,因此打開了一個增長受到規(guī)定約束的市場。
目前生物基樹脂更容易獲得,雖然比起石化類樹脂,它們的價格還稍微貴一點。然而樹脂制造商可獲得的原料有限,因而看不到這類樹脂會被大量應用。
最近已開發(fā)出了新型催化劑,比如荷蘭阿克蘇諾貝爾公司和帝斯曼公司開發(fā)的無鈷BluCure™。這又是一種更環(huán)保的方案。
熱固性樹脂的循環(huán)利用和回收仍舊是關注的焦點,但制造商們強烈地意識到,他們必須合作來找到有效的解決方案,他們需要找到更高效地收集廢棄物和已到使用期限產品的方案。
3 結 論
熱固性樹脂市場正在持續(xù)增長。然而,為了加速增長,制造商們需要銷售既有的方案,同時尋找新的方案。