聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根據酯基的結構可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。由於聚碳酸酯(PC)結構上的特殊性,現已經成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。PC主要應用於光學、電子電氣、汽車等領域,還可與其他樹脂製成塑料合金,以滿足特定應用領域對成本和性能的要求。
雖然我國PC需求較大,但自給率較低,2015年僅為27%。為提高自給率,國內企業加緊技術研發,紛紛上馬、擴產PC項目。11月4日,PC技術與市場應用會議在餘姚召開。與會專家認為,隨著國產企業PC裝置投產,再過兩年PC市場將會變成紅海。屆時,除了PC質量外,企業還應該重視改性和下游應用開發。
需求量大 自給率低
我國是PC需求增長最快的國家,以每年8%到12%的速度增長。但一直以來PC生產技術卻被美、日、德等國家的國際化工巨頭壟斷。
中國化工經濟技術發展中心常敏表示,我國是PC的淨進口國,自給率低。2015年國內PC的表觀消費量約165.5萬噸,進口量為142.7萬噸,出口量為21.1萬噸。
她介紹,截至2016年10月底,我國PC產能共89.3萬噸/年。中國PC產能主要集中在外資企業,其產能占中國總產能的72.8%,中外合資企業占8.7%,國內企業占18.5%。按地區統計,中國PC主要集中在上海、浙江、北京和山東等省市。其中,上海市產能占總產能的56.0%,浙江省占28.0%,北京市占8.7%,山東省占7.3%。從消費結構來看,電子電器、汽車、板材以及水桶行業是主要的消費領域,這些領域全年的PC消費總量占國內總消費量的87%。
她說,PC的工業生產技術主要為光氣法和酯交換法,光氣法主要包括溶液光氣法(工藝經濟性較差,存在環保問題,已淘汰)、光氣界面縮聚法(原料雙酚A;仍占據主要產能),酯交換法包括傳統熔融酯交換法(簡稱酯交換法,原料雙酚A和DPC;其中DPC由光氣製備)、非光氣熔融酯交換法(簡稱非光氣法,原料為雙酚A和DPC;其中DPC由酯交換製備)。
KBR技術(北京)有限公司化工和烯烴技術轉讓經理陸娜介紹,目前全球約40%以上的PC是使用光氣界面技術生產的,其投資成本約為酯交換法投資成本的70%。基於目前情況,中國新建PC項目選址必須要將光氣許可、氯鹼裝置、廢水處理等因素考慮在內。
常敏介紹,目前全球PC發展呈現新特點。各國紛紛開發非光氣法環保工藝,預計今後新建裝置以非光氣為主。
國內PC項目紛紛上馬
目前,工信部組織開展了化工新材料進口替代工作,而且已經將自給率只有27%的PC列入其中。國內PC企業近年來呈現出較良好的發展勢頭。
浙鐵大風化工有限公司的PC裝置一直以來備受業界關注,作為國內首套擁有自主智慧財產權的非光氣法聚碳酸酯裝置,歷經三年多建設,於2015年4月20日成功投產,改寫了國內無萬噸級以上自主工業化裝置的歷史。
2011年6月,投資18億元創立的浙鐵大風化工有限公司啟動了10萬噸/年非光氣法聚碳酸酯首期工程。該項目2011年12月底開工建設,主要包括4萬噸/年碳酸二甲酯裝置、10萬噸/年碳酸二苯酯裝置、10萬噸/年聚碳酸酯裝置。2015年1月正式出產品。
據了解,該裝置PC生產工藝採用獨創的非光氣法工藝技術路線,可實現物料全過程循環利用。相對於過去的光氣法,不會產生大量含酚廢水,不會因劇毒的光氣無組織排放危害健康,每年能夠消耗3.6萬噸二氧化碳。
常敏表示,2016~2018年是中國PC產能的集中釋放期。據2016-2021年中國聚碳酸酯PC行業市場供需前景預測深度研究報告不完全統計,2016年之後,將有超過100萬噸/年的PC裝置投建,擬建成或處於調研階段。其中,7家主要企業的產能就達到125萬噸/年。
萬華化學集團股份有限公司的PC裝置預計於2017年第二季度投產。萬華化學新材料事業部上海中心主任張雷介紹,萬華化學PC製備使用界面光氣法,全套工藝技術都是自主研發,規模產能40萬噸/年。目前實驗室研發的產品相較於市面產品,提高了產品的耐熱性能、耐環境影響水平和透過率並減少雜質與晶點。因此其製品可應用於耐熱要求高、長期戶外使用、高透過率、薄壁等不同工況或領域。
未來將在高端市場競爭
業界認為,隨著國產企業PC裝置的投產,再過兩年PC市場將競爭激烈。除了PC質量外,企業還應該重視PC改性和下游應用開發。
沙特基礎工業公司高級經理李明峰表示,公司在PC改性與合金方面進行了大量研究,並開發出多種性能優異的產品。2年後,隨著中國PC企業產品的投入市場,PC將面臨和聚乙烯等行業一樣的情況——低端產品過剩、高端產品缺乏,只有在高端牌號產品的開發和改性上保持優勢才能在激烈的市場中增加競爭力。
科思創生產的PC已經在下游3D列印中有所應用。科思創聚合物(中國)有限公司屈航說:「目前使用PC3D列印的車用千斤頂已經可以提重超過250公斤。另外,用PC列印EspressoMugs咖啡杯可以進行個性化製造,並能在洗碗機里安全清洗。」
相較外企,國內企業也不斷進行改性研發。大風化工生產的PC已推廣到注塑、中高端改性、吹塑、擠出等應用領域。2016年8月,浙鐵大風對其第一個正式牌號的PC01-10產品進行了升級。此外,公司又針對現有牌號PC02-10R添加了穩定劑、抗氧化劑、脫模劑、藍底,使其更適用於注塑、擠出、吹塑等行業。
常敏表示,2016年我國PC進口量將會有所減少,出口量會稍微增長。預計2016年表觀消費量將達到168.4萬噸,較2015年增長空間有限。由於國內目前技術水平與國外相比仍有較大差距,現有的中小型生產裝備應加快技術引進,同時配套生產PC複合材料,建立自己的銷售網絡,形成具有特色的PC加工應用企業。
PC和環氧樹脂是雙酚A的主要消費領域,PC通過這兩部分的消費量約占雙酚A消費總量的90%以上。2015年環氧樹脂對雙酚A的消費占比為65%,PC消費占比為31%;預計2016年消費占比分別為59%和37%。
她提醒,國內生產企業應避開盲目引進和建設PC裝置,加快PC的原料如雙酚A等生產。因為未來國內雙酚A缺口較大,從PC生產轉向雙酚A生產,不僅可以促進我國PC產業發展,同時也可有效規避市場風險。