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增塑剂的现状及发展趋势与PVC中的增塑剂
摘要
增塑剂是指那些在塑料、橡胶工业中, 能增加加工成型时的可塑性和流动性能, 并使成品具有柔韧性的有机物质。通常是一种难挥发的粘稠液体或是容易熔化的固体。它是塑料和橡胶加工中最重要的助剂, 广泛用于多种工业部门, 并以产量高、消费量大而在化工产品中占有重要地位。而PVC 作为一种综合性能较好的通用型塑料, 自问世以来就得到了日益广泛的应用,并在世界各国的经济发展中发挥着重要作用。
本文着重介绍增塑剂的现状发展趋势及PVC增塑剂的使用。
关键词:增塑剂现状发展趋势  PVC
1.增塑剂的现状与发展趋势
1.1我国增塑剂行业的现状与差距
我国增塑剂行业从20 世纪50 年代起步, 经过半个世纪的发展, 目前已成为生产消费大国。生产技术由酸性简单工艺发展为非酸性较先进工艺, 生产厂家由几个小厂发展为上百家。套规模由不足千吨/ 年到目前的最大18 万t/ a, 品种由DOP、DBP 等少数品种发展为几十种, 产能由几千吨发展为近百万吨。可以说我们已经取得了很大进步, 但与世界先进国家相比, 我们也确实还存在着诸多的问题和差距, 主要表现为:
(1) 生产工艺相对老化, 有不少厂家仍然沿用50~ 60 年代的酸性法、全间歇、手动控制的生产工艺, 这种先天不足给增塑剂产业带来了产品质量差、成本高等一系列不足。
(2) 产品结构不合理, 老品种多, 新品种少, 特别是符合环保要求的理想品种更加欠缺。
(3) 生产设备规模小、材质差、功能单一、利用率低, 从而导致了成本高, 在国际市场上竞争力低。
(4) 因催化剂及工艺技术相对落后的原因, 产生的污水多, 且缺少有效的治理办法。其结果是因消耗高、收率低、污染环境, 不断受到自身效益、环保安全等各方面的限制, 影响了企业的快速健康发展。由于以上诸多不利因素的影响, 增塑剂产业在品种、质量、成本等各方面都缺乏竞争力, 造成了一方面国内企业开工率不足, 一方面却大量进口的矛盾[1]。
1.2 应采取的改进和发展措施
笔者认为: 为了适应WTO 规则的要求,尽快缩小存在的差距, 增塑剂行业应采取如下措施。
1.2.1对生产装置的流程、规模、功能和控制进行高效的选择
生产装置的功能、规模和控制手段, 直接影响到产品的质量、产量、成本及竞争力的强弱, 必须认真研究对待。
1.2.2 大力研发、生产性能优秀的新品种, 以适应国内外发展的需求
物质结构决定了物质的性质, 增塑剂也不例外。从物质结构与增塑剂的性能关系入手, 出二者的基本规律, 并进行研究分析,才有助于新产品的选择和开发。
从中外化学家们和增塑剂行业的专家们的理论分析、研究实验以及我们的应用实践
中, 可以发现如下一些大体的规律:相容性;增塑效率;耐水、耐化学性;阻燃性;耐热耐寒性;电绝缘性;挥发性、迁移性;毒性。
1.2.3 大力研发推广绿工艺技术, 全面提高增塑剂行业的整体水平
为实现这一点应从以下几点改进和提高:提高生产装置的综合利用水平、加大三废治理、降低污水量、寻新型催化剂法。
1.3 注重提高增塑剂的配合使用, 拓宽增塑剂的应用领域
应该从以下几个方面入手:
(1)根据需要, 提供多功能复配产品
(2)大力开拓增塑剂在其他领域的应用,如橡胶工业,涂料及粘合剂,密封材料。
除此之外,还要通过行业协会, 加强技术交流, 共同增强加入WTO 后的市场竞争能力。
2.PVC增塑剂
2.1 PVC无毒增塑剂
传统的PVC增塑剂存在潜在的致癌危险,因此各国都采取了相应的措施。鉴于传统增塑剂在很多应用领域中收到限制,因此,研究和开发新型无毒增塑剂已经成为当务之急。
2.1.1柠檬酸酯类增塑剂
柠檬酸酯作为食品包装用PVC膜的主要增塑剂,尤其适用于肉类等高脂肪含量食品的包装及菌类、新鲜蔬菜等得保鲜,因为用柠檬酸酯增塑剂的PVC膜具有很好的透气性、透水性。同时,它还具有很好的熔封性,可以克服PVC在肉类包装上难以熔封的缺点。柠檬酸酯类增塑剂也可以用于儿童玩具及儿童玩具用中[2]。
2.1.2 环氧增塑剂
环氧增塑剂毒性极小,在许多国家已被允许用于食品及医药的包装材料。同时还是良好的辅助稳定剂,与金属皂类、有机锡类稳定剂有良好的协同作用[3]。
2.1.3偏苯三酸酯类增塑剂
主要包括偏苯三酸三辛酯,偏苯三酸三甘油酯等[4]。其中偏苯三酸三甘油酯是此类增塑剂中的佼佼者,具有良好的低挥发性、阻燃性、耐高温和耐抽出性,已广泛应用于电线电缆、低烟雾、低挥发制品中,也广泛应用于食品与医药制品领域[5]。
2.2 PVC环保型增塑剂
2.2.1环氧油类增塑剂
环氧油类是以植物油作为原料,来源广泛,价格低廉,近些年开展了较多的研究。我国作为农业大国,植物油产品丰富,环氧植物油作为增塑剂也解决了农产品的深加工与增值问题。
环氧油类增塑剂可以由大豆油、葵花油、亚麻油、蓖麻油等植物油通过环氧化制得。特别是环氧大豆油(ESO),是国内外开发应用较早的一种环氧增塑剂,在塑料、涂料工业、新型高分子材料、橡胶等工业领域中已经有广泛的应用,近年来产量持续增长。ESO 与PVC 相容性好,挥发性低,迁移性小,是 PVC 的增塑剂兼稳定剂,具有良好的热稳定性和光稳定性。环氧大豆油无毒,可作为食品、
药物的包装材料、玩具及家庭装饰材料的助剂[6-7]。
2.2.2柠檬酸三丁酯类增塑剂
柠檬酸三丁酯(TBC)是另一类得到广泛发展的无毒绿增塑剂。生产原料为柠檬酸和丁醇。柠檬酸可以采用微生物发酵糖质如淀粉、玉米等原料制得,丁醇也可由再生作物如粮食谷物玉米、薯干、糖蜜发酵而成。“绿”柠檬酸三丁酯增塑剂可用于食品、医药及仪器包装、饮食、卫生品、玩具、人造皮革等较多的行业。美国食品与药物管理局认为它是最安全的增塑剂之一,已批准将其用于食品包装材料、医疗器具、儿童玩具和个人卫生用品等方面。该物质具有同聚氯乙烯相容性好和增塑效率高等优点,而且经其增塑后,塑料低温挠曲性能好,在熔封时对热稳定,不变[8-9]。
2.3. PVC增塑剂市场与生产技术现状
2.3.1生产现状
目前,我国增塑剂生产企业约有130 多家,2007年国内的生产能力约为2600kt/a;2006 年产量约为1250kt 左右,表观消费量约为1660kt。目前我国产能超过100kt/a 主要企业有:山东齐鲁石化增塑剂股份有限公司、河南庆安化工集团、江苏镇江联成化学工业有限公司、爱敬(宁波)化工有限公司、山东宏信化工股份有限公司、金陵石化化工一厂、上海联成石化有限公司等。
近年以来,国内增塑剂产能快速增长,许多合资企业进入该行业之中,促进国内增塑剂装置规模不断扩大。目前国内仍有多家企业正在新建或者扩建增塑剂装置,如台湾联成集团公司在江苏泰州建设120kt/a 增塑剂装置,预计2008 年底进成投产;江苏镇江联成新增80kt/a 增塑剂装置,2008 年建成投产;天津乐金渤海化学有限公司计划2009 前在现有50kt/a 基础上扩大到120kt/a;优顿(天津)化工有限公司计划利用废旧涤纶为原料建设100kt/a 对苯二甲酸二辛酯(DOTP)装置,预计2008-2009 年投产;另外还有多家企业正在新建或扩建规模大小不等的增塑剂生产装置。由于装置建设过
快,产能呈现出过剩态势,加上国际油价持续高位运行导致原料价格居高不下等多种因素影响,国内生产装置开工率不高,整个行业经济效益低下,许多中小型增塑剂装置未来将面临被淘汰的命运。
2.3.2市场分析
近年来我国PVC 产能和产量迅猛增长。由于国内增塑剂需求旺盛,产量不足,国内产品质量和品种也不能满足国内PVC 塑料行业的需求,加上国外主要增塑剂生产企业高度重视中国市场,我国每年需要进口大量的增塑剂满足国内市场需求,同时也有一定数量的出口,但是出口量相比进口量很小,进口品种主要是DOP、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和邻苯二甲酸异壬酯(DINP)等,随着国内产能不断扩大,生产品种不断丰富,进口量呈现不断下降的趋势,而出口量略有上升,国内产品自给率在不断提高。国内增塑剂进口主要来自德国、日本、韩国、荷兰、美国和等国家和地区,少量的产品出口到非洲和中区地区。
随着国内增塑剂上游原料装置建设的加快,国内生产企业装置规模、技术水平、产品质量和产品品种不断提高,预计今后国内增塑剂进口量将不断下降,最终能够基本满足国内市场的需求,甚至部分品种出现相当数量出口的局面,其市场的基本面向好的方向发展。
2.3.3技术进展
目前我国增塑剂生产以DOP 和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主,还能生产CINP、CIDP、对苯甲酸酯类、氯化石蜡、烷基磺酸酯、脂肪族二元酸酯、环氧脂类、偏苯酸酯类、磷酸酯类等50 多个产品,经过多年的技术开发,邻苯二甲酸酯类增塑剂已由酸性工艺发展到非酸性比较先进工艺,与国外先进水平差距正在逐步缩小;同时环保绿的环氧大豆油,偏苯二酸酯类、柠檬酸酯类产量大增,如环氧大豆油产量已经接近100kt 左右。
近年来国内生产企业和科研机构还开发出一些新工艺和新产品,如北京化工大学采用脂肪催化法合成棕榈酸异辛酯,与传统化学方法相比,具有能耗低、环境污染小等特点,目前已经建有工业化生产装置;山东齐鲁石化增塑剂股份公司选用氧化亚锡与QS-6 两种固体催化剂应用于邻苯二甲酸酯类产品合成,解决了传统方法产生大量废水难题;安徽芜湖产品质量研究所以粘胶基活性炭纤维为载体、制备了负载SuO 型催化剂,用于合成偏苯三酸三辛酯(TOTM),基本实现工艺过程清洁化;江苏南通工学院选用固体酸催化剂,直接酯化合成己二酸二正己酯耐寒增塑剂,生产过程基本上没有“三废”产生[10]。

本文发布于:2023-05-05 21:14:50,感谢您对本站的认可!

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