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塑料添加剂的发展现状及趋势分析
 
慧聪网   2006年4月3日9时48分   信息来源:中国石油和化学工业协会    

    塑料添加剂(助剂)是塑料制品中不可缺少的重要原材料,主要类别有:热/光稳定剂、抗氧剂、抗静电添加剂、润滑剂、阻燃剂,以及增塑剂和抗冲击改进剂等。其他的特种添加剂,包括抗结块和抗烟雾剂、发泡剂、抗菌剂,以及成核/透明剂。塑料助剂不仅在加工过程中能改善聚合物的工艺性能、改善加工条件、提高加工效率,而且可以改进制品性能、提高制品的使用价值、延长制品的使用寿命。

    近年来,塑料添加剂工业不断调整产品结构,并购、合作、重组合,以保持或扩展自身优势,形成了越来越大及越来越全球化的跨国公司,而塑料助剂的生产及供应也会变得越来越集中、越来越全球化。一些跨国公司在塑料助剂的某些领域内形成各自的经营范围,发挥各自的优势,以扩大全球销售的市场覆盖面。

    据报告,塑料添加剂行业经过几年的艰难期之后,已开始复苏走强。2004年全球塑料添加剂需求量约为990万吨,市场价值190亿美元。在190亿美元市场中,北美占25%,欧洲占25%,中国占16%,亚太地区占24%,其他地区占10%。据预测,未来4年世界塑料添加剂需求将以年均约4%的平均速度继续增长,欧洲、北美和亚太地区(不包括中国)需求的年均增速为3%,预计中国塑料添加剂的年均增速将高达8%-10%,其他地区需求的年均增速为5%-6%,但印度将是另一个快速增长地区,因为其人均塑料消费量仍远低于工业化国家平均水平。

    按添加剂类型分,增塑剂仍为最大市场占58%,改性剂(包括澄清和成核剂、偶联剂、抗冲击改进剂)占24%,性质补充剂(包括抗氧剂、抗静电添加剂、杀菌剂、热和光稳定剂、阻燃剂)占11%,加工助剂(包括抗结块和抗烟雾剂、润滑剂和防滑剂)占7%。用于软PVC的年均将达到3.5%,主要因为中国需求快速增加。预计增速最大的将是偶联剂,平均增速年均可达7%,主要用途包括木塑复合材料、聚合物合金、填充聚合物,另外用于透明聚丙烯生产成核/澄清剂需求预计也将有较快增长。

    高效、特效、无毒、无公害、复配多功能化是全球塑料助剂的发展总趋势。以塑料助剂发展趋势看,抗冲击改性剂主要以具有优异综合性能的ACR、MBS为主;增塑剂中为提高塑料制品的特殊性能,磷酸酯类、环氧酯类、脂肪酸酯类、聚酯类、偏三酸酯类增塑剂研发加快;抗氧剂以复配型产品为主,尤其是高分子量产品开发热潮不减;光稳定剂以受阻胺类为主,并呈现高分子量化、低碱性化、多功能化、反应型和官能团多元化等特征。近年来许多新功能助剂也不断涌现,引人注目的有成核剂、降解剂、红外线阻隔剂等。

    (1)增塑剂。增塑剂是塑料助剂中在数量、产量、消费量中最大的一类助剂。目前全球增塑剂总产能力约750万吨/年,全球增塑剂总产量为590万吨/年,其中北美占22%、亚太地区占38%、欧洲占25%、其他地区占15%。PVC是增塑剂的最大用户,占全球增塑剂总用量的95%,在北美所占比例也稍高于90%。聚烯烃、苯乙烯、工程塑料、聚乙烯缩丁醛和纤维素类所用增塑剂的量很少。在增塑剂市场上,邻苯二甲酸酯类占主要地位为69%,以下是脂肪族类占8%、环氧类占7%、苯三酸酯类占4%,其他占2%。

    因为增塑剂与非常成熟的软PVC市场密切相关,因此发展缓慢,但保持稳定增长势头,预计将以年均2.5%的速率增长,到2009年将达到610万吨。

    目前增塑剂生产趋势向大型化、连续化、微机控制化发展,单套生产能力已经达到10万吨/年以上。多品种系列化生产具有适应市场能力强、生产灵活性大的特点,以满足不同塑料加工制品对特殊功能增塑剂品种的需求。由于DOP的性价比较佳,产量及消费量仍占邻二甲酸酯类的主导地位,其次是DINP (邻苯二甲酸二异壬酯)、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯),另外直链醇酯的发展也很快,有望成为邻苯二甲酸酯类的重要品种。除邻苯二甲酸酯类增塑剂外,耐寒性优良的脂肪酸酯类、无毒稳定性强的环氧酯类、耐高温的偏苯三酸酯类、不迁移的聚酯类、阻燃性好的磷酸酯等在增塑剂结构中都占一定的比例,形成结构合理的增塑剂生产体系。

    (2)热稳定剂。热稳定剂是塑料加工助剂中重要类别之一,热稳定剂与PVC树脂的诞生和发展同步,主要用于PVC树脂加工中,因此热稳定剂与PVC树脂、PVC中软硬制品的比例有密切关系。目前全球年消费量约为50万吨,主要品种有铅盐类、有机锡、金属皂类、复合稳定剂和有机助剂等。热稳定剂在各国的消费结构不尽相同,在美国,复合稳定剂占总消费量的40%-50%,有机锡占近40%。热稳定剂中,无镉、低铅、无尘化及代替铅盐成为该行业的发展重点。环保法规的要求严格化正推动着热稳定剂的改变,为了保护人类的生存环境,许多国家已通过法律限制有毒的重金属类在PVC加工中的应用。欧洲PVC热稳定剂生产商已经做出承诺,到2010年含铅热稳定剂用量将减半,到2015年全面实现无铅化。欧洲许多国家正在使用基于有机锡或基于钙-锌的替代物代替。欧洲铅稳定剂用量将从1999年12万吨/年减少到2010年8万吨/年。预计亚太地区含铅热稳定剂需求量也将大幅降低。包括基于有机锡系统(OBS)在内的新稳定剂已在美国广泛应用。

    (3)抗冲击改性剂。抗冲击改性剂的主要作用是改善高分子材料的低温脆化,赋予其更高的韧性。据美国塑料工业咨询公司报告,2004年全球塑料抗冲击改进剂市场需求量为60万吨(市值约15亿美元),其中苯乙烯共聚物如ABS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)成为冲击性改进剂最大类,约占45%市场份额,丙烯酸类占近30%;弹性体包括EPDM和热塑性弹性体(TPE)约占10%市场份额;氯化聚乙烯(CPE)占10%,其它占5%。据预测,2004-2009年间,苯乙烯类抗冲击改进剂平均年增速将小于3%,而其它类平均增速为5%-6%。由于PVC是冲击性改进剂最大使用品种,约占用量的80%,所以PVC需求增长也将带动冲击改进剂需求增加。工程塑料树脂如PC、聚酰胺(PA)、聚酯等消耗冲击改进剂约10%,由于工程塑料需求正强劲增长,推动冲击改进剂的用量增长。聚烯烃类树脂约消耗10%的抗冲击改进剂。专家指出,未来冲击性改进剂的发展趋势是性能更好、价格更廉、作用更快,使主材料性能提高或保证性能前提下使构件更薄。国外公司中,如Arkema的Durastrength产品可以显著改善PVC的抗冲击性能,此外康普顿、杜邦、陶氏化学等公司都推出了自己的适用产品。

    目前生产抗冲击改性剂的公司,特别是ACR、MBS生产公司实行技术垄断,基本不转让技术,单独或联合在靠近市场地区的亚洲设厂,以便占领潜在市场。今后全球抗冲击改性剂的发展以ACR、MBS两大品种为主。抗冲击改性剂除用于PVC加工外,正扩展至PC、PBT、尼龙、ABS等树脂中,以改善加工性能,提高抗冲击强度。

    (4)阻燃剂。阻燃剂是为提高高分子材料难燃性的添加剂。阻燃剂是塑料助剂中消费量仅次于增塑剂而居于第二位的大类别。由于火灾给人类造成的损失,社会对阻燃剂及阻燃法规的呼声日益强烈,阻燃剂行业相对得到较快发展。目前,全球阻燃剂年消费量已达105万吨,其中北美、西欧、日本是阻燃剂最大的消费地区,分别占消费市场的30%、33%、18%,亚洲 (不包括日本)占19%。目前应用最广的是氯系、溴系、磷及卤化磷系、无机系等。

    Freedonia咨询公司的最新研究报告显示,2009年亚太地区将成为全球最大阻燃剂市场,需求量将达到220万吨/年。而市场价值则将以年均8.5%的速度快速增长,究其主要原因是高价值特种阻燃剂产品继续占据更大的市场份额。Freedonia公司同时指出,环境法规的日益严格已对欧洲和美国市场的含氯、含氟和含溴阻燃剂产品产生较大的负面影响。未来几年西欧阻燃剂市场需求的年均增长速度预计为3.0%,到2009年该市场需求量将达到50.5万吨,而北美阻燃剂市场需求的年均增长速度预计为3.4%,到2009年该市场需求量将达到71.5万吨。对发展中国家而言,其国内市场受环境法规限制较小几乎没有影响,影响较大的是其出口市场。其预测未来5年亚太地区的阻燃剂市场需求将以年均7.0%的速度快速增长,2009年该地区的市场需求量将达到81万吨/年,从而超过北美成为全球最大的阻燃剂消费地区。

    阻燃剂向低毒、低烟(或抑烟)、低腐蚀产品方向发展,无机阻燃剂的细化分级、表面活性处理、高流动性、易分散性更加严格。由于电子设备及电器元件的发展,阻燃剂的无卤化呼声强烈;磷系阻燃剂由于具有增塑、阻燃、耐磨等功能,前景看好。氮-磷基膨胀型阻燃剂、氮基型阻燃剂将备受青睐,研制将更为活跃。溴系阻燃剂由于其高效,市场将继续发展。

    (5)抗氧剂。抗氧剂是抑制或延缓高聚物受大气中氧或臭氧作用而降解的添加剂,聚烯烃是抗氧剂消费的重要领域。据美国Townsend聚合物咨询公司(TPSl)最新完成的报告称,全球用于塑料的抗氧剂需求仍将继续快速增长,虽然原料成本不断上涨而且价格居高位,预计2004-2009年世界抗氧剂平均增速可达5%。2004年世界抗氧剂消费量已超过31.8万吨,市值7.5亿美元。按地区分,亚太(不包括中国)成为世界最大消费区占30%,欧洲和北美各占25%,中国及其他地区占20%,据预测,今后几年中国塑料加工业将得到快速发展,未来5年中国抗氧剂需求将翻番,到2009年中国抗氧剂占世界比例将达到10%,2004年所占份额仅为6%。

    (6)成核/透明剂。透明剂是成核剂中的一个分支,约90%的透明剂用于透明聚丙烯(CPP)的生产。透明剂赋予原本不透明的PP良好的透明度,使得成本很低的CPP不但在许多方面可以替代较贵的聚酯(PET)、PS和PC等透明塑料,而且可改进PP的刚性、抗冲强度、热变形温度等机械性能。目前全球成核剂消费量约5000吨/年,其中80%为DBS(二苯亚甲基山梨醇)类成核剂。

    (7)抗静电剂。抗静电剂也是近年来发展较快的一类添加剂品种,被广泛地用于塑料的加工中。受电子和医疗等行业的带动,永久型抗静电剂发展尤为迅速,预计其增长率将是迁移型抗静电剂的两倍。2003年和2004年两年,北美地区的抗静电剂市场以4%左右的幅度增长,大多使用在电子家电产品以及食品包装材料上。从抗静电剂种类来看,乙胺类多使用在聚烯烃上,作为电子设备包装;而季胺化合物常使用在PVC,如工业传送带、磁片包装及瓶子等;脂肪酸酯类则多用于聚烯烃内部抗静电。未来几年我国抗静电剂需求将以年均10%-15%的速度增长,预计2006年我国抗静电剂需求量将达至4500-5000吨左右。目前国内生产能力不足,尤其是高性能新品种抗静电剂生产能力较小、品种较少,尚不能完全满足国内合成材料领域的需求。

    (8)抗菌剂。抗菌剂在塑料中应用日益广泛,年增长率为3.5%-4.0%。用抗菌材料制作的抗菌产品,可使材料表面的抗菌成分杀死病菌,或抑制材料表面的微生物繁殖,进而达到卫生、安全的目的。北美是使用抗菌剂(包括生物抑制剂)最多的地区,占全球总用量的40%:其次是日本占20%。而日本的人均抗菌剂使用量最大,远超过北美和欧洲。由于新的抗菌剂品种注册手续严格且费用高昂,许多厂商着重开发现有品种的新应用。

    (9)脱氧剂和紫外线阻隔剂。用于包装特别是食品包装的脱氧剂和紫外线阻隔剂是近年来新出现的添加剂类型,这两类添加剂可以去除残留在包装里的氧气,阻隔紫外线,延长食品存放时间,主要用于食品、药品、保健品及化妆品等领域。预计这类产品在今后几年内将以两位数的增长率。红外线阻隔剂是一种保温棚膜的功能性助剂,主要用于保持温室内的温度恒定,在夜间防止温室因红外线辐射而造成的热量损失,在午间可部分抑制直射在大棚上的红外线。除无机化合物作为红外线阻隔剂外,近年来日本、西欧已倾向于对有机保温剂的研究,因为它与树脂相容性好,吸收和阻隔红外线能力强,同时不会影响棚膜的透光性,因此,有机红外线阻隔剂将是未来的重要研究方向。

    随着人们对产品质量、性能要求的提高,开发高效、多功能的塑料助剂产品,已成为国外大公司和科研机构工作的重点。例如塑料抗氧剂,近年来国外硫类抗氧剂的开发速度相对放慢,许多公司把重点转移到主剂和辅剂复合使用的开发上,以实现产品分子量高、热稳定性好、不污染、不变色的特点。又如,塑料包装业特别是用于食品和医药包装的塑料生产厂商,对维生素E类抗氧剂表现出极大兴趣。另外,在欧洲,"一站"式包装巳受到广泛欢迎。此技术是指将各种助剂按适当比例与方法复合混配,组成具有某种特性的体系,使用户不必分类添加,简化了添加和计算过程,使制品具有优异的物理性能,是今后发展方向之一。
 
 
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