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五大工程塑料之-聚甲醛行業(yè)淺析

發(fā)布時間:2019-11-14發(fā)布人:

  工藝「聚甲醛是世界通用五大工程塑料(聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚甲醛POM、熱塑性聚酯PBT、聚苯醚PPO)之一。本文將帶您全面了解聚甲醛技術(shù)和市場情況?!?/p>


  1.概述


  聚甲醛是一種不透明乳白色的結(jié)晶性線型聚合物,是具有良好的綜合性和差色性的高熔點(diǎn)、高結(jié)晶性的熱塑性工程塑料,是塑料中力學(xué)性能與金屬較為接近的品種之一,有“超鋼”或“賽鋼”之稱。其優(yōu)缺點(diǎn)如下:


  POM的優(yōu)點(diǎn):


  1.抗拉強(qiáng)度較一般尼龍高,耐疲勞,耐蠕變


  2.尺寸穩(wěn)定性好;


  3.吸水性比尼龍??;


  4.介電性好;


  5.可在120℃正常使用;


  6.摩擦系數(shù)?。?/p>


  7.彈性極好,類似彈簧作用。


  POM的缺點(diǎn):


  1.沒有自熄性


  2.成型收縮率大。


  POM成本低于許多其他工程塑料,正在替代一些傳統(tǒng)上被金屬所占領(lǐng)的市場,如替代鋅、黃銅、鋁和鋼等。


  POM被大量用于制造各種齒輪、滾輪、軸承、軸送帶、彈簧、螺栓及各種泵體、殼體、葉輪摩擦軸承等機(jī)械設(shè)備的零部件。POM已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電子電器、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。


  在醫(yī)療技術(shù)和運(yùn)動器械等方面也表現(xiàn)出良好的增長勢頭。如杜邦生產(chǎn)的聚甲醛醫(yī)療級塑料型號繁多。


  2.聚甲醛的制備


  聚甲醛主要分為均聚甲醛和共聚甲醛。


  均聚工藝生產(chǎn)POM介紹:


  代表企業(yè):杜邦;


  均聚工藝POM特點(diǎn):有優(yōu)異的剛性,單位質(zhì)量的拉伸強(qiáng)度高于鋅和黃銅,而且耐磨性好,摩擦系數(shù)小,但是熱穩(wěn)定性差,不耐酸。


  均聚工藝流程:先用50%的甲醛溶液與異辛醇反應(yīng),生成乙基己基半水甲醛溶液,經(jīng)脫水、熱裂解得到精制甲醛,然后在反應(yīng)器中進(jìn)行液相聚合。聚合產(chǎn)物經(jīng)過濾、分離及干燥后,再用醋酐酯封端。


  工藝特點(diǎn):該工藝甲醛提純精制過程復(fù)雜,后處理封端技術(shù)有一定難度,工藝流程過長,設(shè)備多且腐蝕嚴(yán)重,合成釜需用昂貴的合金材料。


  共聚工藝生產(chǎn)POM介紹:


  代表企業(yè):以赫斯特-塞拉尼斯公司的技術(shù)為典型代表,巴斯夫、三菱瓦斯化學(xué)公司、宇部興產(chǎn)公司、旭化成公司也都有各自的技術(shù)。


  生產(chǎn)工藝:采用本體聚合法,將50%的甲醛溶液濃縮至65%,在硫酸存在下合成三聚甲醛溶液,經(jīng)溶劑(苯或二氯乙烷)萃取和精制得到聚合級三聚甲醛,然后以聚合級三聚甲醛為聚合體,以環(huán)氧乙烷(或二氧戊環(huán))為共聚單體,用雙螺桿反應(yīng)器進(jìn)行本體連續(xù)共聚合,完成聚合反應(yīng)后經(jīng)氨水后處理,即得粒狀共聚甲醛。


  工藝特點(diǎn):該方法工藝簡單,操作簡便,而且聚合不使用溶劑,轉(zhuǎn)化率高,產(chǎn)品分子量分布均勻。


  均聚甲醛和共聚甲醛主要區(qū)別


  均聚甲醛密度、結(jié)晶度較高,熔點(diǎn)與HDT(熱變形溫度)較共聚甲醛高10℃,強(qiáng)度、耐蠕變性能和耐摩擦性能更優(yōu)越,但熱穩(wěn)定性差,加工溫度范圍窄(約10℃),對酸堿的穩(wěn)定性較低;共聚甲醛密度、結(jié)晶度、熔點(diǎn)、強(qiáng)度都較低,但熱穩(wěn)定性相對較好,不容易分解,加工溫度范圍寬(30~50℃),對酸堿穩(wěn)定性較好。


  世界上共聚甲醛產(chǎn)品產(chǎn)量的增長速度明顯高于均聚甲醛。


  3.聚甲醛生產(chǎn)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀


  1960年杜邦公司實(shí)現(xiàn)了均聚甲醛的工業(yè)化生產(chǎn)。


  1962年塞拉尼斯公司共聚甲醛投入工業(yè)化生產(chǎn)。


  目前,主要是杜邦、泰科納和巴斯夫公司占領(lǐng)整個美洲和歐洲的POM市場。


  日本的市場主要是寶理、旭化成工業(yè)和三菱瓦斯化工占領(lǐng)。


  我國聚甲醛研發(fā)工作始于1959年,中科院化學(xué)所等單位參與研制,由于在氣態(tài)甲醛精制等方面遇到了困難,均聚甲醛的研究工作相繼與1962-1963年停止,此后國內(nèi)聚甲醛生產(chǎn)和科研都是走共聚路線。


  經(jīng)過多年研究開發(fā),我國已經(jīng)掌握了單體制備聚合工藝,但是后處理和造粒工藝有待完善,這制約了我國聚甲醛生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。


  以三聚甲醛為聚合單體的共聚工藝占世界POM生產(chǎn)能力的80%,在三聚甲醇制造技術(shù)上,目前硫酸催化法和固體酸催化法處于并存狀態(tài)。


  國內(nèi)主要引進(jìn)波蘭ZAT和香港富藝POM技術(shù),其中香港富藝POM技術(shù)所占比例很大。香港富藝集團(tuán)的技術(shù)主要在臺灣POM工廠技術(shù)上發(fā)展起來,在國內(nèi)只與化四院(五環(huán))合作,國內(nèi)合作生產(chǎn)業(yè)績已經(jīng)達(dá)到20萬噸/年。但是與國際先進(jìn)技術(shù)相比,仍存在原料單耗高、裝置規(guī)模小,質(zhì)量不穩(wěn)定,品種牌號少等問題。國際上主要跨國公司有30-40個牌號可以選擇,而我國廠家只有十幾個牌號,尚不能抵抗國外集團(tuán)的打壓。


  目前,國內(nèi)聚甲醛樹脂價(jià)格基本由進(jìn)口價(jià)決定。


  POM是一種高科技、高投入、高附加值的“三高”產(chǎn)品。杜邦公司標(biāo)準(zhǔn)級POM約30000元/噸,一些耐沖擊增韌耐寒的牌號售價(jià)高達(dá)110000元/噸。日本寶理、韓國工程、巴斯夫等公司標(biāo)準(zhǔn)級POM不同牌號售價(jià)在10000-30000元/噸之間,而我國云天化集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)級POM不同牌號售價(jià)在8000-16000元/噸之間,存在一定價(jià)格差。


  總之,我國聚甲醛生產(chǎn)研究開始很早,但是經(jīng)過幾十年發(fā)展,技術(shù)水平?jīng)]有重大突破,與國外公司差距較大。主要表現(xiàn)為:裝置規(guī)模小,物耗能耗高,品級牌號少、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。


  4.供應(yīng)情況


  世界POM的生產(chǎn)主要集中在西歐、美國、日本、我國和韓國。


  世界上發(fā)達(dá)國家POM的生產(chǎn)高度集中,主要生產(chǎn)商分別為泰科納、杜邦、大賽璐、三菱瓦斯。其中泰科納是賽拉尼斯的全資子公司。


  這幾大生產(chǎn)商通過合資在亞洲建立了新公司,主要包括寶理、韓國工程和寶泰菱。泰科納公司的產(chǎn)量世界第一,占有40%的市場,杜邦緊隨其后。這兩家公司囊括了北美及西歐大部分的POM市場。


  世界聚甲醛工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)兩大特點(diǎn):


  一是生產(chǎn)更集中和壟斷;


  二是亞洲迅速發(fā)展,消費(fèi)加快。


  未來世界POM供應(yīng)增長主要集中在亞太地區(qū)。


  我國POM生產(chǎn)能力將保持較快增速,2015年新增約54萬t/a產(chǎn)能,2015年世界POM總產(chǎn)能約為200萬t/a。


  據(jù)美國BRC咨詢公司估計(jì),聚甲醛今后會有高速增長,并且可能供大于求。我國POM產(chǎn)能有51萬噸/年,云天化有9萬噸/年的通用級共聚甲醛和1萬噸/年特殊級聚甲醛的生產(chǎn)能力,具全國第一。


  5.需求情況


  目前,國外汽車工業(yè)約占POM產(chǎn)品消費(fèi)市場的40%;


  日韓和歐洲的汽車工業(yè)與電子電器行業(yè)的消費(fèi)比例較大,位居第一和第二。


  美國位居前兩位的則是工業(yè)器械及管件和噴灌,其電子電器行業(yè)的消費(fèi)比例較小,僅占國內(nèi)消費(fèi)總量的7%。


  我國聚甲醛主要用在電子/電器行業(yè),占比約55%,另外也用于消費(fèi)品、汽車、工業(yè)機(jī)械等;來料加工出口制品所消費(fèi)的聚甲醛占比較大。


  我國汽車行業(yè)正在快速發(fā)展,聚甲醛需求量正在快速增加。


  我國近幾年消費(fèi)增長速度加快,主要因?yàn)椋?/p>


  一是聚甲醛材質(zhì)的零部件出口,帶動國內(nèi)消費(fèi)量增加;


  二是因?yàn)榫奂兹┫M(fèi)領(lǐng)域逐漸與國際相同,加速了國內(nèi)消費(fèi)量增加。


  國內(nèi)生產(chǎn)的聚甲醛產(chǎn)品90%以上為通用型號產(chǎn)品,大多應(yīng)用于民生用品、工業(yè)配件以及中低端電子產(chǎn)品市場。


  隨著國內(nèi)聚甲醛項(xiàng)目的陸續(xù)上馬,國內(nèi)普通牌號產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩、低價(jià)競爭的局面。


  目前,高附加值的改性聚甲醛是利潤較豐厚的產(chǎn)品,聚甲醛改性成為提升產(chǎn)品附加值的有效途徑。國內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新方面投入相對較弱,改性產(chǎn)品并不多。國外改性產(chǎn)品系列和品種眾多,改性高端聚甲醛產(chǎn)品的應(yīng)用量已達(dá)到30%以上。


  6.總結(jié)


  一直以來,國內(nèi)POM市場主要被進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù),且部分出口國家嚴(yán)格限制向我國轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)工藝技術(shù),造成國內(nèi)POM產(chǎn)品消費(fèi)嚴(yán)重依賴進(jìn)口。


  同時,我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主,POM的起始原料甲醇是目前國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)的煤化工產(chǎn)品之一,具有進(jìn)行POM工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢,因此我國大力發(fā)展POM產(chǎn)業(yè)具有一定的戰(zhàn)略意義,屬于國家鼓勵發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。


  我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速,未來將是POM消費(fèi)增長最快的領(lǐng)域之一,這在一定程度上促進(jìn)我國POM工業(yè)的發(fā)展。