环 氧 树 脂 发 展 趋 势
 

查文海

(星辰化工新材料股份有限公司无锡树脂厂    214011)



     环氧树脂在我国自1958年投入工业生产以来,发展至今已有40多年了。我们在环氧树脂的生产、应用、科研方面,虽然取得了很多成绩,但发展的速度始终跟不上国民经济日新月异的变化。特别是改革开放以后能源、电器、电子、汽车、建筑、石化等工业部门,以及高新科技领域的迅速发展,人民生活水平的不断提高,对环氧树脂的质与量、品种与性能都提出了新的要求。虽然无锡石化总厂、岳阳环氧树脂厂不失时机地先后引进了国外先进的环氧生产技术,以及近年来全国各地雨后春笋般地涌现出一百多家环氧树脂生产厂,国产环氧树脂量1998年达到4.5万吨左右,但还是解决不了供求的矛盾。因而国外的环氧树脂乘机而入,源源不断地进口到我国,进口环氧树脂市场份额逐年飞速上升,自1995年起进口环氧树脂量开始超过国产树脂量,1998年进口量已达7.5万吨,大大超过国产树脂的市场占有率.
    随着人类社会即将进入21世纪。知识经济、信息时代将是新世纪的特点。个人电脑的应用、网上教育的兴起、信息高速公路的建设、办公自动化和生产自控化水平的提高、生活现代化的逐步实现将使人类的生活发生质的变化。而这些高新科技的发展,将大量使用电脑、计算机、机器人、自控设备及仪表、信息家电、智能建筑、现代化交通工具。这就带动一大批现代工业的发展,要求环氧树脂能跟上这个发展速度。
    由环氧树脂制备成的涂料、层压料、浇注料、塑封料、包封料、灌封料、粘接剂等,目前已大量应用在这些重要工业部门。随着高新科技工业的发展,它们的用量必然增加,生产量必须增加,否则就严重跟不上相关行业的发展。如何来发展我国环氧树脂生产、应用、科研体系?全国环氧树脂应用技术学会的每次技术交流会都很关心这个问题。由於环氧树脂的应用面很广,涉及到机电、能源、交通、石化、信息、轻工、农业、国防等各个部门,而且环氧树脂生产厂又分布在各个不同的企业集团或工业部门,因而无论是生产量还是应用量都没有一个完整的统计数字,这对规划环氧树脂的发展带来一定的困难。为此,我们根据市场经济的特点,收集了有关市场的一些商品数据的资料,对它们进行专题分析,以此初步估算出环氧树脂市场状况,以便为制订规划作参考。[专题信息分析(一 ~七)]
    从专题信息分析可知,我国环氧树脂的发展极大地落后于发达国家的水平。正由於此大家都看好这个很大的潜在市场。无锡、岳阳、安徽、广东等地的有关厂都有相应的技术改造计划,山东、浙江、天津、哈尔滨等地也有新建规模较大的环氧树脂厂的信息发布。这些厂如果在2~3年内实施各自的计划,那么在2005年前全国环氧树脂生产能力将达到30万吨左右。
    环氧树脂量的发展,可能引起了企业家的注意。但是它的质的提高,也不容忽视。特别是作为高科技产品的材料、信息家电的材料、高压电器用的材料、它们都要求高纯度环氧树脂及功能性环氧树脂,而这方面恰恰是现有国产环氧树脂所欠缺的。如果质的方面不加以提高,量再大市场占有率仍然提不高。为此希望在提高环氧树脂质量方面要加大投入。
    国产环氧树脂要取得发展另一个重要因素就是配套材料的供应问题。如原料双酚A、四溴双酚A、环氧氯丙烷等,其中国产双酚A供应问题较大,因为目前的产量太小了,只有一万吨/年。还有固化剂配套的问题,目前国内可供选择的固化剂种类太少,大部分需要进口。
    现在我国有大大小小环氧树脂生产厂数以百计,数量之多可谓世界第一。其中大多数的厂生产污水没能很有效的处理,这不符合可持续发展的产业政策。为此,必须进行整顿,否则也会影响我国环氧树脂市场的健康发展。当然还有资金、管理、机制等问题造成的价格因素对竞争力的影响。
    由上分析可知,环氧树脂体系在我国大有发展前途。但要有长足的进步存在的问题不少,困难也多。在市场经济的今天,如何在十五规划中体现它的发展,值得有关领导或企业家的关心。

专题信息分析(一)
     干式变压器用环氧树脂浇注料
    我国自改革开放以来,能源工业的发展速度极快。电能已从火力发电为主,转化为水力、风力、核电多种形式发电。长江、黄河大型水电工程的兴建,大亚湾、秦山、连云港核电站的建造,全国城乡电网的改造等,将会极大地改变供电状况。由以下用电情况可以看出其发展趋势:
年份 859095 9697 98 
用电量(亿KWH)33144925 81109800 1134213000 
年增长率(%) 8.09.7 12.9 20.8 15.7 14.6

           根据有关资料报道,按国家启动重点工程建设,拉动其他工业发展的策略,“九五”后期和“十五”期间的电能发展状况如下表所示: 
年份19992000 2010
用电量(亿KWH)1600020000 50000 
 增长率(%)23.0  25.0 15.0 

    由此可见这个速度的按排也是极为惊人的。大家知道,环氧树脂是极好的绝缘材料,在电能工业如此大好的发展形势下,不仅电能工业本身需要绝缘材料,而且由於其拉动作用带起的其他工业:机电、电讯、建筑、石化工业……等等国民经济各部门的发展,也需要大量的绝缘材料。为此,环氧树脂的前景将十分看好。按上述数据可以计算出最小的装机容量:
 年份98 99 2000  2010 
装机容量(亿KW)计算值1.82.2 2.854.5
装机容量(亿KW)计划值 2.53.0 5.4 7.8

    按电器专家提供的经验数据,变压器的需求量为装机容量的15倍,也就是说计划中变压器量99年约为37.5亿KVA,2010年约为81亿KVA。其中目前干式变压器占到总量的3%,而每万KVA变压器平均耗环氧浇注料1吨。由此可以计算出99年干变中的环氧浇注料约为11250吨,2010年由於干变所占的比例将达到10%左右,用的浇注料将达81000吨。目前国产干变占40%左右,到2010年这比例增到80%由上分析可知今后几年内在变压器行业中环氧树脂用量将会极大增加,应注重该方面的发展。1997年绝缘行业在岳阳开会,对岳化研制的浇注料进行鉴定时指出要提高国产环氧树脂的质量水平,开发户外用变压器浇注料的环氧树脂。
    由上述数据分析知99年需国产环氧浇注料约4000吨,即需环氧树脂2000吨。2010年约需环氧浇注料5万吨,即需环氧树脂2.5万吨。 

专题信息分析(二) 
    高压开关、互感器专用环氧树脂浇注料
    由专题信息分析(一)了解到电力工业的发展状况,在发展过程中用环氧浇注的开关、互感器也是量大面广的重要电器部件。近年它们的用量增长很大(见下表):
年份909192939495969798
高压开关(吨)25  55 80 150 250400 580  800 1200
互感器 (吨)100320  500 11001500  2300 3400 40005600

    由上增长速度及今后几年的电力工业发展速度可预测这方面环氧浇注料用量如下:
年份 99 2000 2010
高压开关(吨)160020005000
互感器 (吨)75001000025000

由上表可计算出这方面今后几年环氧树脂的用量:
年份992000 2010
环氧树脂用量(吨)3000 400010000

    这部份浇注料用的环氧树脂绝大多数是汽巴的Araldite B, F等,它们的技术指标见下表:
牌号粘度  25℃厘泊环氧值  eq/100g环氧当量  g/eq
Araldite B固态0.22--0.28 357--455
CY207125000--3000000.41--0.47213--244
F9000--130000.48--0.53189--208
D1500--20000.41--0.47 212--244
E400--600 0.52--0.56178--192
H400--600 0.43--0.48190--263
M1400--18000.38--0.44 227--263
N400--600 0.43--0.48190-263

   近来也使用英国的双组份浇注料CPR-670/CPH670、CPR-680/CPH-680、CPR-690/CPH-690。 国产的这部份用的环氧树脂为E-51、E-42、E-39D。差距在於:
(1)国产的质量不稳定,水解氯值高,使用时固化体系变化大,常出现质量问题。(2)国内选用的树脂体系与国外的有较大区别。如要推出国产树脂体系应在配套及应用技术上下功夫。
(3)应开发研制与国外此类树脂技术指标相当的新型树脂,以取代进口产品。 

专题信息分析(三) 
    汽车工业用环氧树脂
    汽车工业是我国目前四大主柱产业之一,是现代化过程中必须发展的工业部门,是交通运输的重要工具,是人们日常生活所不能少的。为此该工业的发展引起人们的重视。近年来它的发展如下:

年份

939495969798
产量(万辆)30 80 143149 158 160

    据专家预测今后几年发展状况如下:

年份 

99 2000 2005
产量(万辆)180 200 400

    此外近年来农用运输车每年的产量保持在250万辆左右。汽车工业的发展,将会促使环氧树脂生产的发展。因为汽车结构中需要环氧树脂预以配套,例如:汽车模具需要环氧树脂浇注、汽车底架需要环氧树脂防腐涂料、汽车卷边结构需要卷边胶粘剂、汽车紧固件需要紧固胶、汽车电器线路及电子元器件也要环氧树脂制备。可见环氧树脂在汽车工业中是个重要材料。据专家测算每辆汽车平均耗环氧树脂约5Kg.由上数据分析可知今后几年汽车工业用环氧树脂量为:

年份

99 2000 2005
环氧用量(万吨)2.25  3.75 6.25

    根据国外资料介绍,国外汽车用电泳漆大多以相当于我国的618、601、604环氧树脂作基础原料。为此此类树脂的用量将会随我国汽车工业的发展而壮大。

专题信息分析(四)
    玻纤增强制品
    玻纤增强制品是环氧树脂大用户之一,由於环氧玻纤增强材料有好的综合性能,广泛用于加工印刷线路板,绝缘板、管、棒,玻纤增强贮罐、槽、头盔或安全帽,以及玻纤增强结构器件或部件,近年来在以塑料代木的用途上也取得极大进展。
从现有收集到的用量数据:

年份

91 9295  98
环氧用量(万吨) 1.0 1.23.0 6.0

    可见其发展速度也极快,年增长率在25%以上。以此发展速度为依据,可预测知:

年份

 99 2000 2005
环氧用量(万吨) 7.510 20

    据资料报导,该用途使用的树脂国外大部份为相当于618的环氧树脂,国内用户特别是防腐用的大多采用6101树脂。为了增加玻纤制品强度还常混用相当于601、604环氧树脂。近年来对制品的阻燃性能有所要求。为此阻燃环氧树脂在本用途方面发展极快。据报导,这方面用途中1998年阻燃环氧的用量占到50%,以后这个比例还会有所提高。为此发展阻燃环氧树脂应引起高度重视。

专题信息分析(五) 
    粘接剂
    环氧树脂是种性能极好的高档粘接剂,常用作结构胶、密封胶、汽车卷边胶、热熔胶使用。在世界上该类粘接剂占总胶粘剂量的比例约为3%,而我国只占到0.75%左右,为此差距极大。原因是环氧胶粘剂价格较贵。
据资料报导我国近年来粘接剂的需求量逐年上升:

年份 

85 90 95 96 97 98
总用量(万吨)2045  116 130150 170

 
其中环氧胶(吨)1000 2500 6500 10000 12000 14000
折算环氧量(吨)250 650 1500 25003000 3500

    根据国外、国内各类型粘接剂比例关系:(%)

类型 

世界 我国
水基型 45 45.3
热熔型20 1.0
溶剂型、(橡胶型)159.3
反应型10 3.8
三醛型及其它10 40.6

    可见我国粘接剂工业的结构明显不合理,低档粘接剂多、高档粘接剂少。而国内汽车、电子、信息家电、建筑等工业的现代化步伐加快,高档粘接剂的需求增加,为此必须对粘接剂的结构加以调整。如将高档粘接剂比例调整到5%左右,环氧粘接剂占到总量的1%左右,1999-2005年粘接剂工业中需要环氧树脂的量如下:

年份

 99 20002005
总粘接剂量(万吨) 185 200 400
环氧树脂量(万吨) 0.4 0.45 1.0 

    这类用途使用的环氧树脂是普通型号环氧树脂,大部份为618、6101或由它们改性的橡胶型树脂。

专题信息分析(六) 
    涂 料
    中国制漆工业有优久的历史,它的发展与人民生活水平的提高有着密切的联系。近年来随着改革开放的不断深入,人民生活的不断改善,合成树脂涂料的生产有了长足的发展:

年份

 80909596 97 98
总涂料产量(万吨)40 80166120 135  120
其中环氧涂料(万吨)0.91.65.0 5.7 7.0 7.2
环氧用量(万吨)0.25 0.52.02.83.5 4.0

    由于环氧涂料性能优良,能制成水溶涂料、无溶剂涂料、高固体含量涂料,例如汽车底架防腐用电泳涂料,冰箱、洗衣机等壳体用的粉末涂料,输油气管道、石化装置用的重防腐涂料或环氧沥清涂料,建筑用的自流平涂料,电机用的滴浸漆、无溶剂绝缘漆等,为此其发展速度较快。
随着21世纪的到来,汽车、信息家电、建筑、石油化工的发展,环氧涂料的用量将会更大。按相关行业的发展数据今后几年的环氧涂料用量如下:

年份

992000 2005
总涂料量(万吨)150 160300
其中环氧涂料量(万吨)911 30
环氧用量(万吨) 5.5 20

主要品种除了现行的双酚A型环氧树脂以外,急需发展光固环氧涂料、脂环族环氧涂料、水性环氧涂料以满足户外应用的要求。为此应加强该方面用途的环氧树脂新品的研究和开发。

专题信息分析(七) 环氧树脂发展趋势
环氧树脂制备的涂料、层压料、浇注料、塑封料、粘接剂广泛应用在国民经济各部门,起着很大的作用。由以上各方面专题信息分析可知,在目前某些产品处于滞销、过剩、市场前景不乐观的情况下,而环氧树脂的发展速度却保持较高水平在发展,这主要是因为它和现代化建设有着密切的联系。由下表可知自从进入市场经济以后环氧树脂用量增长很快,而国产环氧树脂无论在质还是量上都难以满足用户要求,因而进口树脂以极快的速度占领了国内市场:

年份

70809095969798
用量(万吨)0.35 0.6 2.35 6.2 7.8  8.9 12
国产量(万吨) 0.350.45 1.8  3.0 3.2 3.5 4.5
进品量(万吨) 0.15 0.55 3.2 4.6 5.4 7.5 

  大家知道,21世纪人们将进入知识经济时代,人们的生活水平将比现在有很大程度的提高.人们将会对住宅建筑、汽车、家用电器、信息家电、电子办公用品、生产自动化仪表及仪器等提出更高的要求。而这些方面又恰恰是环氧树脂的大用户。它们的发展将更进一步促使环氧树脂生产的发展。今后几年内环氧树脂生产量与需求量的预测如下:

年份

99 20002005
用量(万吨)15 18 40
国产量(万吨)5620
进口量(万吨)101220


    即使达到上述水平,我国人均消耗环氧树脂量也只是从现有的0.1kg增加到0.3kg,还是远远低于目前发达国家人均消耗环氧树脂1kg以上的水平.由此可见环氧树脂用量的多少与一个国家的电器化、电子化、自动化、现代化水平有关。我国现代化建设的发展,需要我们加强对环氧树脂的开发、研究。要不断提高质量、开发新品,特别在如何生产高纯度环氧树脂,开发脂环族环氧树脂,增产阻燃、光固、耐热等功能性环氧树脂及配套固化剂上下功夫。




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