聚异丁烯国内外市场分析
◆韩秀山◆
聚异丁烯是异丁烯(2-甲基丙烯)的均聚物和共聚物产品的总称。但有两种聚合物不是聚异丁烯,一种是丁基橡胶(异丁烯和1-3%的异戊二烯的共聚物),一种是聚丁烯-1。
一般来说,聚异丁烯分为低分子聚异丁烯、中分子聚异丁烯和高分子聚异丁烯。其中以高活性聚异丁烯和中分子量聚异丁烯应用最为广泛。高活性聚异丁烯(HR—PIB)因二元取代双键比例高达75—85%,在很多应用领域作用突出,可用作生产多种衍生物的中间体。中分子聚异丁烯是一种无色、无味、xx的透明半固体物质,具有优良的耐候性、良好的绝缘性能、冷流性、抗紫外性及化学惰性,广泛应用于中空玻璃密封胶、防震阻尼胶 、压敏胶粘接剂、食品级粘接剂 、口香糖等领域。
1国外聚异丁烯生产消费情况
1.1 国外聚异丁烯生产总体情况、主要生产企业及其产能
目前国外中分子量聚异丁烯生产商只有巴斯夫、新日石2家。具体情况见表1。
表1 国外中分子量聚异丁烯生产产能
巴斯夫公司是世界上最早将聚异丁烯合成工业化的公司,拥有多项专利技术,其产品质量已经获得客户的广泛认同。作为世界上聚异丁烯技术{zxj}的公司,巴斯夫的聚异丁烯以纯的异丁烯作为原料,并采用特殊的先进生产工艺,严格保证了其质量的稳定,可靠,上乘。巴斯夫产品分子量分布窄,单体和低聚物含量低,在保证充分黏性的前提下,可有效防止溢出瘤等问题。在常温下能保证黏性,适量中高分子量聚异丁烯的加入可增强其内聚力,可以保证其很高的剥离强度,同时避免粘手等现象。并且由于其均匀稳定的分子量,在高温和低温条件下表现稳定,保证了客户产品质量的一贯如一。
巴斯夫中分子量聚异丁烯的商品名为Oppanol。主要用于生产胶粘剂(热熔胶、压敏胶、捕鼠胶、捕蚊胶等)和密封剂。欧洲{zd0}的三家中空玻璃用密封胶生产厂家chemetal公司、teroson公司、kommerling公司均为巴斯夫的客户,其它客户还有Fency、Bostik / Evode、Yokohama rubber、HB Fuller (alliance with Chemetall)、ADCO 等。法国宝利德公司就采用BASF公司Oppanol为原料生产增粘母粒。世界上知名胶粘剂生产厂商(3M、Tesa、Teroson/Henkel、Denko、National Starch、Gerko、Olin)都采用BASF 公司Oppanol产品。
1.2国外聚异丁烯下游领域概况
国外中分子量聚异丁烯主要用于生产胶粘剂(热熔胶、压敏胶、捕鼠胶、捕蚊胶等)和密封剂。世界上知名胶粘剂生产厂商(3M、Tesa、Teroson/Henkel、Denko、National Starch、Gerko、Olin)都采用BASF 公司Oppanol产品。
巴斯夫中分子量聚异丁烯Oppanol是世界上{zh0}的香口胶原料,韧性好、不粘牙、高温无溢胶,几乎欧美、日本所有的香口胶或胶姆糖生产企业均采用巴斯夫Oppanol。巴斯夫中分子量聚异丁烯Oppanol在欧洲、日本被大量应用于医药贴膏,对西药或中药均有着良好的包容性、无过敏、可反复撕贴、不粘毛、高温无溢胶等特性已经使之发展成为欧美市场医药贴膏的主流材料。目前国外食品级中分子量聚异丁烯每年需求量为1.6-2万吨,市场基本上由德国BASF独占。
当今美国中空玻璃应用普及率已高达83%以上。德国政府在中空玻璃推广应用方面加以立法,没有中空玻璃的新建楼房不予批准建设。仅上世纪80年代,前西德共使用中空玻璃就达2.1亿平方米,节约能源费达52亿马克。欧洲各国的中空玻璃使用普及率已达到50%。日本中空玻璃的生产应用已有30多年的历史,中空玻璃普及率已达10%以上,日本政府还在加大力度,力图使中空玻璃的普及率达到50%。韩国建筑门窗的中空玻璃普及率也接近90%的水平。可以说,中空玻璃的生产技术已经相当成熟,实际使用十分广泛,节能效果特别明显。
据有关资料介绍,国外中分子量聚异丁烯的需求量很稳定,并将保持在10%左右的增长速度。
2国内聚异丁烯生产情况
2.1国内聚异丁烯生产总体概况、主要生产企业及其产能
我国中分子量聚异丁烯装置在产的有4套,总产能为15300吨/年,具体情况见表2。
表2 我国中分子量聚异丁烯装置概况
吉林石化公司精细化学品厂1套,产能为2000吨/年,是原4500吨/年低分子量聚异丁烯装置改建,采用三氟化硼催化剂,目前该装置仍处停产状态,未有恢复生产的消息。自开车以来,共生产了300吨左右产品,对市场的影响力很小,没发挥出三氟化硼催化剂产品的优势,使得有些有实力的公司对上马三氟化硼催化剂中分子量聚异丁烯、抢占硼系聚异丁烯市场的信心有了极大的鼓舞。
杭州顺达新材料股份有限公司有2套中分子量聚异丁烯装置,2套均为4000吨/年,总产能为8000吨/年。催化体系可采用铝系和硼系,目前装置采用铝系催化体系,也可生产食品级中分子量聚异丁烯,成为目前国内率先生产食品级聚异丁烯的厂家。目前,杭州顺达新材料股份有限公司中分子量聚异丁烯是国内{zd0}的供应商,2008年装置开工率为87%,产品深受客户欢迎。
南通开泰高分子材料有限公司1套,产能为300吨/年,工艺为本体聚合,生产量太小,成本很高,不具备抢占聚异丁烯市场的本钱,目前已停产2年了。
山东鸿瑞石油化工有限公司是低中分子量聚异丁烯专业生产公司,催化体系采用铝系,该装置可以生产低分子量聚异丁烯(规模为10000吨/年),也可以生产中分子量聚异丁烯(规模为5000吨/年)。目前山东鸿瑞石油化工有限公司首先是生产中分子量聚异丁烯,2008年年底试车,2009年5月停车至今,未有开车的新消息。
聚异丁烯仍是高科技的领域,门槛仍是高高的。未来的发展趋势是产能将会集中在一些公司手中,小公司和技术不过关的装置将退出市场。
目前国内中分子量聚异丁烯主要用途为热熔胶、中空玻璃密封胶、口香糖基胶及出口。国产和进口并存,我国国内进口的中分子量聚异丁烯主要是巴斯夫、新日石的副牌产品。
中分子量聚异丁烯开发利用前景广阔,除了口香糖胶基、中空玻璃密封胶、医用贴膏等领域每年的用量递增,在汽车用密封胶、太阳能光伏组件密封胶、润滑脂、防水材料等领域也开始了产业化应用,在减振吸能材料、填缝材料、xx微囊技术、电绝缘材料、沥青改性、橡塑改性以及其它高分子聚合物的共混改性领域也有着广泛的研究。尤其是在太阳能光伏组件密封胶上应用将会有大量的增长,迅速替代有机硅太阳能光伏密封胶。以聚异丁烯为原料生产的太阳能光伏组件密封胶,在密封及粘接的功能上同时具有防潮、防振及固定的作用,能防止外部环境的机械碰撞以及热冲击对其造成的不良影响。还具有不腐蚀金属和环保的特点,它能显著提高光伏组件的成品率,并兼容于各种常用组件材料,如铝合金、玻璃、玻纤和聚碳酸酯。目前主要用于耐侯性、气密性等要求高的场所。如太阳能电池组件边框的密封、太阳能灯具密封、光伏太阳能电池板组件的外框和接线盒的粘接密封。美国ADCO公司已有相关方面的产品开发。
2.2 国内聚异丁烯未来生产情况预测
目前国内中分子量聚异丁烯需求量仍将每年以20%-30%的速度递增,2010年市场需求量将达到12000-15000吨左右,具有良好的发展前景,虽然产能有所增加,但新增的产能还没发挥作用,顺达聚异丁烯仍是中坚,中分子量聚异丁烯仍处于供不应求的局面,进口减少。
国内硼系中分子量聚异丁烯如能提高工艺,将产品质量提高,将会进一步减少国外副牌产品进口量。
浙江顺达新材料股份有限公司通过自主研发以及与浙江大学、北京化工大学合作,准备新上一条以BF3为催化剂体系的中分子量聚异丁烯装置,设计产能为6000吨/年。与铝系中分子量聚异丁烯相比,利用硼系技术生产的中分子量聚异丁烯具有分子量分布窄,单体和低聚物含量低,透明度高等优点。目前世界上高纯度中分子量聚异丁烯每年需求量为15000吨左右,浙江顺达的新项目如能建成投产,不但能{tmgnkb},还将打破德国BASF在世界上的垄断地位。
岳阳兴长等公司正在积极筹建中分子量聚异丁烯,中分子量聚异丁烯产能还有可能再增加。但随着国内需求的增加,产能将得到充分的化解,因为预计2010年全球的需求量为40000吨(其中高纯度中分子量聚异丁烯每年需求量为15000吨左右),和全球的产能还不匹配(目前全球的产能为33300吨/年)。在一段时间内,中分子量聚异丁烯仍处于供不应求的状态。
3国内聚异丁烯进出口情况
3.1国内聚异丁烯历年进出口数据
根据海关的进出口数据统计,聚异丁烯只有初级形状的聚异丁烯的条目,没有将中分子量单列,因此无法知道中分子量聚异丁烯的数据。
现将近年初级形状的聚异丁烯的进出口情况列于表3[7]。
表3 近年初级形状的聚异丁烯的进出口情况
4国内聚异丁烯生产消费情况
目前国内中分子量聚异丁烯主要用途为热熔胶、中空玻璃密封胶、口香糖基胶及出口。
4.1国内聚异丁烯各消费领域描述
4.1.1中空玻璃
用在中空玻璃中的中分子量聚异丁烯分子量为4万—8.5万,要求分子量分布窄,粘度易控制;产品稳定、耐候性好;纯度高、杂质少、无气味;加工工艺独特,卤素含量低,环保。
中空玻璃的密封胶中空玻璃是一种深加工玻璃制品,也是一种用途广泛的节能材料。近年来,中空玻璃行业得到了快速发展。由以往只用于xx建筑的特殊产品,迅速向普通建筑、空调列车、空调客车、冰箱、展示柜等领域普及,特别是随着塑钢窗的推广应用,中空玻璃更是深入到普通民居。
中空玻璃是保证门窗节能效果的必要保证。实践证明,提高建筑物围护结构的保温性能,特别是提高窗户的保温性能是防止建筑物热量散失的最经济、xxx的方法。据业内专家介绍,使用单层玻璃的普通住宅,热量散失主要是通过玻璃的热传导和热辐射,使用了双层玻璃后,尤其是在双层玻璃之间形成真空或添加热传导性能低的惰性气体之后,将大大减少热传导所散失的热量。
中空玻璃在建筑上的应用起到关键的作用。据美国有关资料报导,高层办公楼采用银灰色中空玻璃窗每平方英尺每年采暖能耗为5494KJ,比用单层玻璃窗节能约2/3(单层玻璃窗每平方英尺每年采暖能耗为17775KJ。
4.1.2口香糖胶基
聚异丁烯与石蜡、树脂混合,提高口香糖的品质;同时,使口香糖变得更柔软、更稳定,保持良好的疏水性,并具有优良的膜性能。也可与各种交粘剂(包括压敏胶)混合制作为食品级粘接剂,与各种石蜡和高分子的聚合物混合,用作包装膜的释放剂,也可制作食品包装物,也可制作食品级热熔胶。
4.1.3胶粘剂
中分子量聚异丁烯可广泛用于各种粘合剂、压敏胶、粘虫胶等领域。
4.2国内聚异丁烯下游各消费领域历史消费量及当前消费量
4.2.1中空玻璃
我国上世纪60年代初开始研制中空玻璃,70年代初试制成功并开始应用。到上世纪80年代中期广东深圳从国外引进首条全自动化中空玻璃生产线后,我国中空玻璃制造步入了新的阶段。据建设部不xx统计,1995年我国市场中空玻璃的用量约为70万平方米,1996-1997年,市场用量一直在150万平方米左右徘徊,1998年市场用量约为300万平方米,1999年达到了500万平方米,到2000年已经超过1000万平方米, 2001年全国中空玻璃的使用量逾2000万平方米,2005年市场需求量上升到4500万平方米,2007年中空玻璃生产能力已达6000万平方米,其国内市场前景十分广阔[8-9]。
目前市场上的中空玻璃的密封结构主要为单道密封和双道密封。单道密封指中空玻璃利用舒适胶条密封(市场有些中空玻璃只打一道硅酮胶或聚硫胶等严格来讲由于密封性差和寿命太短只能称为偷工减料,不能称为单道密封),双道密封指中空玻璃打两道胶,中分子量聚异丁烯胶作{dy}道密封,强度好的聚硫胶或硅酮胶作第二道密封。无论在哪一种结构中,中分子量聚异丁烯由于其可靠的耐水汽性和优异的密封性能都扮演着重要的角色。通常,舒适胶条中聚异丁烯含量约为20%,双道密封结构中{dy}道密封胶中的含量甚至可达40%以上。
聚异丁烯与炭黑和抗氧化剂以及紫外线吸收剂用在生产中空玻璃的密封胶方面可以增加产品的柔韧性和渗透性,由于国内在中空玻璃的生产方面,国家在环保方面非常的重视,中分子量聚异丁烯的用量将会逐步增加,我国的市场需求越来越越受到重视,用于中空玻璃密封胶的聚异丁烯将达到8000吨以上。
4.2.2口香糖胶基
目前国内用于口香糖胶基使用的中分子量聚异丁烯主要是巴斯夫、日本ENEOS的产品,一部分使用浙江顺达新材料股份有限公司食品级中分子量聚异丁烯,随着食品级中分子量聚异丁烯应用进展,食品级中分子量聚异丁烯需求量将进一步加大。目前国内用于生产口香糖的食品级聚异丁烯的年需求量在1000吨以上(其中进口用量600多吨,顺达300多吨),今后将以15%以上的速度增长。
4.2.3胶粘剂
据全国胶粘剂协会统计,2007国内用于生产各种粘合剂的聚异丁烯销售量预计在3000吨左右。
综合上述,随着科技进步和产品质量要求的提高,特别是环境保护要求的提高,聚异丁烯在胶粘剂和橡塑加工上将开始得到大量的使用。
国内中分子量聚异丁烯的应用许多方面是模仿国外的应用,中空玻璃用密封胶、捕鼠胶已经模仿得不错,在国内已经得到认可,市场也增长很快。但还有一些领域还接近空白,如增粘母粒、xx胶粘剂等,随着技术进步,增粘母粒、xx胶粘剂必将有大量应用,必将极大推动中分子量聚异丁烯的需求。中分子量聚异丁烯的需求量将越来越大。
预计今后几年内,国内对中分子量聚异丁烯的需求量将呈现较高的增长速度,到2010年市场需求量将达到12000-15000吨左右,平均开工率为70%-87%,个别装置将{bfb}满负荷生产。
4.3国内聚异丁烯供求状况分析及预测
山东鸿瑞石油化工有限公司5000吨/年中分子量聚异丁烯装置如能开车成功,将使得国内中分子量聚异丁烯产能增加28%的份额,但没超出国内中分子量聚异丁烯需求量递增20%-30%的范畴,中分子量聚异丁烯仍处于健康的发展趋势,加上市场推广需一段时间,新增的产能还没发挥作用,供不应求的局面仍将维持一段时间,需求仍增长。预计各套装置的平均开工率为70%-87%,个别装置将{bfb}满负荷生产,同时该状态将会振奋岳阳兴长等公司筹建中分子量聚异丁烯的热情。
需求的增长和产能的增加还会使国内硼系工艺受到更大的重视,硼系工艺中分子量聚异丁烯将会更加供不应求,因此顺达公司在原有技术的基础上,通过和国家聚合实验中心的共同研发,再上一条6000吨的以BF3为催化剂体系的生产线,在兼顾铝系中分子量聚异丁烯的同时,不仅能满足国内需求,对国内聚异丁烯产品的更新换代,提高MTBE和碳四资源的综合利用水平,具有非常重要的意义。
作者简介:韩秀山(1963-),男,工学硕士,高级工程师,主要从事聚异丁烯、高吸水性树脂、医药级蒙脱石、纳米蒙脱石、白陶土等项目研发及生产,曾任《弹性体》、《化工科技》杂志副主编,获省级科技进步奖4项,发明专利多项,现为浙江三鼎科技有限公司总工程师。,13221596738