国内外环氧树脂涂料的发展_胡志鹏

收稿日期:2007 07 15作者简介:胡志鹏(1966- ),男,湖南长沙人,大学本科学历,高级工程师,从事军用化工技术研究,发表论文数十篇。

国内外环氧树脂涂料的发展胡志鹏(中国人民解放军76041部队,广西桂林,541001)摘 要 介绍国内外环氧树脂涂料的发展和应用情况及近年开发的涂料新品种。

关键词 环氧树脂;环氧涂料;环氧涂料新产品1 国内外环氧树脂生产发展加快(1)国外1999年全球环氧树脂生产能力已达到150万吨。

2003年可达到160万吨左右,2010年可望超过170万吨。

目前生产能力主要集中在美国、西欧和日本。

其中著名跨国公司汽巴精化公司、陶氏化学和壳牌公司是三大生产厂家。

美国陶氏化学公司已经从韩国新韩工业公司手中购买了韩国太平洋环氧公司80%的股份。

新韩工业公司则拥有太平洋环氧公司剩余的20%的股份。

太平洋环氧公司目前在韩国拥有一座年产能为1 2万吨的环氧树脂工厂。

国外环氧树脂产品质量普遍比较好,主要表现在以下几个方面:一是树脂色泽浅,液态树脂无色透明,固态树脂为纯白色;二是环氧当量变化幅度小;三是分子量比较集中;四是挥发物杂质含量低;五是水解率及钠含量低。

在新产品开发方面,国外跨国公司根据市场需求的变化,及时改变生产策略。

近年来已经开发和推广应用的特种树脂品种主要有溴代环氧树脂、双酚F 环氧树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂及新型液晶环氧树脂等。

(2)国内随着我国国民经济快速、稳健发展,我国环氧树脂行业也得到了长足进步,近年来基本上以20%左右速度增长,2005年我国环氧树脂产量达33万吨,2006年产量达50万吨。

表观消费量达70万吨。

我国成为全球主要生产国和重要消费国,年消费量和生产量均以两位数增长。

国有企业的发展壮大,主要以蓝星无锡树脂厂和巴陵石化为代表,这些企业通过国家投资和合资合作等形式,通过自主研发、引进国外先进技术,得到了长足发展,实现了产能上规模,技术上台阶,品质上档次。

由于经济迅速发展,激发环氧树脂消费的巨大需求,外资、台资、港资纷纷进入,包括环氧树脂业界资深企业如:Dow 化学,台塑集团、韩国国都等等,还有以前从未涉足环氧树脂行业的企业如建滔集团也加入了环氧树脂这个行业。

这些企业由于在进入我国市场之前已经占有一定市场份额,看好我国市场,办厂的规模也远远大于其市场流通量,绝大部分产品还是在大陆市场消费。

目前这部分外资企业环氧树脂总产能已超过了国有资本和民营资本的总和,使整个环氧树脂业界资本构成发生了根本性变化。

也就是说,中国的环氧树脂行业,有一半是由外资(含台、港资)掌控的。

我国是全球环氧树脂主要消费地区中唯一产能小于消费量的地区,但由于环氧树脂全球产能大于需求,贸易的全球化,进口量也成两位数增长。

激烈的竞争也促进了我国环氧树脂行业快速发展,具体体现在生产集中化、装置规模化、产品系列化、质量上台阶、价格的透明化,同时也促进了下游产业的快速发展。

美国陶氏化学公司决定5年内在华投入2亿多美元,大幅提升其环氧树脂和中间产品的产能,包括112007年10月涂 装 与 电 镀新建2座工厂、扩建1座工厂、成立1个研究中心。

其中计划到2009年在位于张家港的扬子江国际化学工业园内兴建10万吨/年液体环氧树脂厂、2010年在其它地方兴建15万吨/年环氧氯丙烷厂。

新上环氧树脂项目全面投产后,2010年起国内产能将大于消费量,可能有15%的环氧树脂要外销到国外市场去。

2 环氧树脂原料的成本压力环氧树脂市场是一个比较成熟的市场,随着全球经济的一体化,环氧树脂市场定价主要是成本催动型。

环氧树脂属于精细化工范畴,主要原材料双酚A和环氧氯丙烷都是由石油炼化产品的深加工所得,因此环氧树脂的行情变化也深受原油大盘所控制。

原油奠定了高位基础。

2003年以来,受各种因素的影响,国际原油价格持续走高,奠定了整个化工市场的高位盘整。

从长远来看,原油高位维持主要取决于全球能源和化工对原油的强劲需求,在没有找到其他较好的替代和补充能源之前,原油价格将持续走高;同时一些国家将牢牢控制能源,通过原油价格来抑制一些高速发展的国家;在原油需求高峰期,产油地区的任何风吹草动都将导致原油高位振荡;另外,数千亿计的美元投入国际原油市场,导致原油已经成为了一种金融行为,因此在未来很长一段时期,油价将持续高位维持。

持续高速发展的国内市场,佐以高油价的强力支撑,基本上奠定了化工市场的高位盘整基调。

环氧氯丙烷(EC H)主要用于生产环氧树脂,占95%以上,5%用于合成甘油、氯醇橡胶等。

国内生产能力有限,有半数依赖进口,随着国内环氧树脂和其他精细化工行业的增长,对进口EC H资源的依赖更加加剧。

目前ECH资源紧缺属于一个全球性问题,特别是周边地区近几年环氧树脂生产与消费量大幅度增加,而EC H并没有新的产能增加,加剧了区域性资源失衡。

因此,ECH高位平台会在相当长时间得到保持。

据了解,2005年全球双酚A产能达到396万吨,需求345万吨,其中亚洲需求量达160万吨。

未来5年全球双酚A市场需求将以年平均6%-7%的速度快速增长,亚洲市场将以年平均10%-11%的速度增长。

除传统的环氧树脂需求外,国内规模化的PC(聚碳酸酯)装置投产也将对双酚A产生新的需求。

2005年双酚A市场的跌宕行情一直延续到今年,尽管外盘报价远高于国内价格,但由于国内库存高,资源充足,受EC H紧缺的影响,树脂厂开工严重不足,从而抑制了双酚A价格反弹,即使国内反倾销胜诉,在全球供大于求市场氛围中,价格基调不会有多大变数。

受高油价的影响,双酚A主要原材料苯酚、丙酮价格强势上扬,拉动双酚A价格,与年初相比有所攀升。

双酚A的定价基本属于原材料推动型,虽然目前仍处于低迷状态,但由于成本的推动,需求持续的增长,双酚A的价格也会理性回归到一个恰当的价位。

生产环氧树脂的两种原料价位的影响因素是迥异的,双酚A属成本推涨型,EC H属需求扩涨型。

3 环氧树脂涂料的应用广阔环氧树脂是一种重要的热固性树脂。

环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的黏接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性树脂所不及的。

因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶黏剂、模压材料和注射成型材料,在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。

环氧树脂最大的用途是作防腐涂料。

环氧树脂作为涂料应用的主要方面是:分子量较低的固态树脂(分子量约1000)用脂肪族多胺或低分子量聚酰胺于室温或稍加热交联固化,用于石油炼化厂、化工厂和船舶维修;酯化环氧涂料,它是中等分子量固态树脂(分子量1500-2000)与各种脂肪酸进行酯化,其产物依脂肪酸性质的不同,或靠空气干燥或加热固化,性能优于醇酸树脂涂料,生产成本较低,主要用于汽车底漆;较高分子量的固态树脂(分子量3000-4000)与醛的缩合物(如酚醛、脲醛,三聚氰胺甲醛树脂)混合,醛的缩合物作为固化剂和改性剂,靠加热固化,主要用途之一是饮料罐内涂层。

12涂 装 与 电 镀2007第5期目前,溶剂型涂料用得最多,为节能和防止公害,粉末涂料、无溶剂涂料和水性涂料日趋发展。

在环氧树脂消费结构中,美国和西欧在涂料领域用量最大,均为50%;日本电子电气消费占首位,涂料则占第二位,约40%;中国粉末涂料占首位,为40 4%,敷铜板、绝缘材料和电工浇铸料分别为17 57%、11 59%和10 54%。

目前国外汽车工业中环氧树脂涂料年均增长率为10%左右。

随着汽车及相关行业的快速发展,今后对环氧树脂涂料及胶黏剂的需求将会有新的突破。

4 环氧树脂涂料新产品(1)环氧树脂防静电涂料环氧树脂防静电涂料分为溶剂型和无溶剂型,前者由环氧树脂、助剂、复合导电颜料、填料、着色颜料、混合溶剂组成,以聚酰胺类为固化体系,后者由环氧树脂、助剂、复合导电颜料、活性稀释剂、其他颜料、填料组成,以改性多元胺为固化体系。

改进后的涂料仍具有环氧树脂涂料的性能。

新型环氧树脂防静电涂料导电性能好且耐久性强。

涂料中的导电复合填料是以一种价廉、质轻的材料作为基底或卷材,如云母粉,在其表面包覆一层或几层化学性稳定、耐腐蚀性强、电导率高的导电物质而得到的复合材料。

云母颗粒成片状,表面积大,有利于在树脂中的分散及相互接触,具有导电的永久性。

由于导电复合填料色调浅,通过与其他颜料的配用,可以获得各种不同颜色的防静电涂料。

目前环氧防静电涂料主要应用于电子、通讯、印刷、机房、精密机械、粉体、化学、兵工、航天等需防静电场所的地坪及储油罐等。

随着科技的发展和对环境要求的逐步提高,新型环氧树脂防静电涂料逐渐渗透到电子行业,如SMT、PQC R等板材,以消除静电带来的危害。

(2)防霉环保环氧树脂涂料最近,日本研制成功一种新型防霉、环保无毒的环氧树脂涂料,这种涂料不使用任何药剂,只需加入一种牛骨粉末,且其加入比例也不受限制,是一种极为安全且防霉功能出色的无毒性涂料。

牛骨粉末粒径介于0 5毫米至5微米之间,牛骨粉末在涂料中的混入比为5% 15%。

牛骨粉末的用量多少,可根据涂料的树脂种类、涂料的用途及使用条件等因素来确定。

实验结果表明,不论牛骨粉末的用量是多是少,均不会影响涂料固有的物性。

以往使用的防霉涂料无论是水性的还是溶剂型的,都要在液态涂料中拌入具有防霉功能的药剂。

然而这些拌入涂料中的药剂大多属于农药型的,有时也会使用有机汞系或砷系的化合物。

所以,这些涂料或多或少都有一些毒性,对人体健康不利。

(3)钢筋环氧树脂涂料由于钢筋混凝土中不可避免的会出现一些缝隙或空隙,当受到盐水或酸雨等侵蚀时会引起钢筋混凝土的钢筋锈蚀。

钢筋性能的稳定性直接关系到建筑物的使用寿命。

环氧树脂涂料钢筋由此产生,并被美国、日本、欧洲及远东、中东等国家和地区规定在恶劣环境中的工程必须使用的产品,我国也在快速起步。

北美地区早在20世纪50年代就开始了环氧树脂钢筋的研发工作,并已取得良好的应用效果,至今环氧树脂涂层钢筋是钢筋混凝土防护的最有效的手段。

伴随我国经济的高速发展,越来越多的建筑物寿命未能达到应有的设计年限,其原因主要是因建筑物应用钢筋的腐蚀所造成。

目前该问题已引起国内有关部门和专家的注意,建设部针对这一问题依据国外先进经验及结合国内实际情况制定颁布了 环氧树脂涂层钢筋 (JG3042-1997)行业标准;国家金属腐蚀控制工程技术研究中心等有关单位制定了 熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装 (GB/ T18593-2001)国家标准。

意在有效的、规范的将这一先进技术引进到我国各类大型工程项目中去。

(4)单组分改性环氧树脂防锈涂料日本SK化研有限公司近期研究开发了新型单组分改性环氧树脂防锈涂料 温和锈保护 ,并展开销售活动。

该产品采用了特殊的环氧树脂以及无公害型防锈颜料,实现了传统型双组分防锈涂料的防锈效果。