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浅谈环氧树脂需求现状及发展趋势
发布时间: 2010-02-15

(作者:辽宁省医疗器械学校  宋连珍)

摘要:详细总结了国内外环氧树脂工业进展情况、我国环氧树脂需求现状和存在问题,并分析了环氧树脂在油漆、涂料、机电、胶粘剂、绝缘材料、玻璃钢等主要应用领域的发展趋势,对我国环氧树脂的发展也提出了建议。
    关键词:环氧树脂;市场、应用、建议
    中图分类号:TQ323.5     文献标识码:A   文章编号:1002-7432(2001)04-0034-04

    1、前  言
    近几年随着环氧树脂应用技术的发展,对环氧树脂的性能、关键指标等提出了更高的要求,环氧树脂的生产技术、产品质量及技术服务也在不断地提高,但是,由于种种原因,往往是生产厂家只顾生产,应用单位只管应用,两者很难形成默契,因而,存在着生产的环氧树脂在特殊用途、关键指标方面满足不了应用要求,用户急需的小批量、特殊用途环氧树脂又无供应的矛盾局面。

    2、我国环氧树脂主要应用行业和科研单位
    2.1 主要应用行业
    a.油漆、涂料行业,主要代表厂家:粉末涂料厂;油漆厂;涂料厂。
    b.机电行业,主要代表厂家:高、低压开关
    c.电子工业,电子工业部基础材料处;覆铜箔层压板生产厂;积层板生产厂。
    2.2 主要行业协会
    环氧树脂行业协会、环氧树脂应用技术学会、涂料工业学会、电工技术学会、胶粘剂行业协会、绝缘材料行业协会、玻璃钢工业协会。
    2.3 科研单位
    天津市合成材料工业研究所、岳阳树脂厂环氧树脂研究所、XG环氧树脂研究所、无锡树脂厂研究所。

    3、国内外发展概况
    3.1 国外环氧树脂上业进展情况
    目前世界上争夺环氧树脂市场的厂商约150多家,但主要品种的市场仍被世界三大厂商CibaDowShell垄断。其生产能力之和占世界总生产能力的75%。
    目前除Shell打算卖掉全部环氧树脂的生产厂和环氧树脂经销公司外,其他两家纷纷扩大自:生产能力,以适应市场竞争的需求。如美国陶氏化学在得克萨斯州扩建了环氧氯丙烷(ECH)和液体环氧树脂装置,扩建后ECH生产能力为114 k/a环氧树脂生产能力41kt/a。
    另外,汽巴特种化学品公司不仅瞄准了中国市场,在广东番禺石龙经济开发区,合资兴建了能力为23kt/a的环氧树脂生产厂,在印度也兴建了30kt/a环氧树脂厂。
    大日本油墨化学在马来西亚新建了生产能10kt/a的环氧树脂厂,主要为日本在东南亚造商们提供半导体灌封材料和覆铜板层压材料
    3.2 我国环氧树脂工业进展
    3.2.1 我国环氧树脂生产及应用观状
    a.无锡树脂厂先从德国引进3kt/a环氧树脂生产设备之后,又同大日本油墨化学进行合资建立8kt/a环氧树脂生产装置。
    b.岳阳石油化工总厂从日本东都化成引进的3kt/a环氧树脂生产设备,产品稳定性好,产品质量在我国具有权威性。
    c.广东顺德引进5kt/a溴化环氧树脂,可满足我国需求。
    d.同外环氧树脂用在涂料、油漆方面的比例占45%~50%,而中国只占25%以下。因此随着我国涂料、油漆生产技术的进步对环氧树脂的需求也越来越多。
    E.我国环氧树脂存在的质量问题是:产品稳定性差,即使是同一牌号产品,批次之间的稳定性也不一样。
    F.改性固化剂T-31的用量超过了低分子聚酰胺固化剂,T-31固化剂存在的问题是色泽深、易暴聚、固化时固化物的收缩率稳定性差。
    3.2.2 我国环氧树脂的进口情况
    进口环氧树脂主要分布在3大方面:
    a.环氧罐封料、环氧浇注料用高纯度环氧树脂。
    b.覆铜板用溴化环氧树脂及酚醛环氧树脂。
    c.高档粉末涂料、汽车电泳漆用环氧树脂。
    其中:环氧罐封料、环氧浇注料用高纯度环氧树脂,如台湾在大陆的四个惠利喝资公司(石家庄、无锡、广州、重庆)需进口环氧罐封料约为10kt/a。
    环氧浇注料:目前只有岳化生产0.3kt/a的浇注环氧树脂,其他的浇注料树脂全部依靠进口解决。
    汽巴公司的浇注环氧树脂最先打开中国市场是在大连变压器厂和大连互感场,汽巴公司为其无偿提供环氧树脂,进行变压器浇注试验。
    覆铜板用溴化环氧树脂急酚醛树脂;1998年全国总用量为25kt/a,大部分靠进口。
    高档粉末涂料、汽车电泳漆用环氧树脂:汽车用阴极电泳漆和粉末涂料等由于国产树脂达不到要求,大部分进口。
    3.3 环氧树脂在各行业中的应用情况
    3.3.1 油漆、涂料行业
    3.3.3.1 粉末涂料方面
    a.在80年代全国共引进30条生产线生产粉末涂料,1998年粉末涂料总产量为60kt。
    b.荷兰阿克苏公司在北京的粉末涂料生产线共三条。生产能力总计10kt/a。
    c.德国的贺柏兹华佳在黄山和廊坊的两个合资企业中粉末涂料总能力为10kt/a。
    d.粉末涂料主要用二步法工艺生产的环氧树脂e-12,大部分靠进口。
    e.国产e-12主要存在以下问题:一是产品质量不稳定;另一是低分子质量成分过多,产品软化点偏低。
    f.1998年中国涂料行业所用的环氧数值总量为70kt。
    g.预计机粉末涂料今后几年将会以10%的发展速度递增。
    3.3.1.2 油漆、涂料行业
    a.1998年中国涂料总产量为1.7Mt;世界排名第四位。美国第一位,为5.44Mt。其中环氧树脂系涂料占涂料总量的6%,环氧树脂在涂料中含量为40%-70%。
                         表1 涂料用环氧树脂需求预测(kt) 

 

1998年

2000年

2020年

涂 料

1700

2000

6000

环氧树脂

41-72

48-84

144-252

                         表2 2000年中国各种涂料的需求比率 

应用领域

所占比率%

应用领域

所占比率%

建筑涂料

45

机械涂料

5

防腐涂料

11

家具涂料

6.5

汽车涂料

7

铁路车辆涂料

4

海洋涂料

6

交通标志涂料

4

家电涂料

5

其它涂料

6.5

    b.世界涂料工业正日益趋向集中,一些大涂料公司以全球市场为目标,进行最佳组合,从而达到全球化、合理化经营的目的。其中最引人注目的是荷兰阿克苏与瑞典Nobel公司合并组建的Kzo-Mobel公司成为世界上最大的涂料公司;日前该公司正在集中力量发展其优势产品卷钢涂料和木器涂料。
    c.1995年工业普查统计,我国涂料生产企业已达4544家。其中乡及乡以上独立核算企业3118家。全员劳动生产率13.7t/人,仅为美国的13.7%,由于涂料生产企业多,规模小、技术水平低,影响了我国涂料整体水平的提高。
    d.国外大公司对中国涂料市场的主攻目标是市场需求大、技术含量高、附加值高的建筑涂料,汽车涂料和海洋涂料等。如日本关西涂料;世界船舶涂料生产巨头-丹麦的HemPel与深圳海虹组建我国最早的船舶涂料。
    e.重视环保,发展“绿色涂料”如高固体含量涂料、水性涂料、粉末涂料等是未来的发展趋势。传统的含50%有机溶剂的低固含量涂料将被淘汰。
    f.目前我国涂料生产厂所用环氧树脂为普通型E-12或E-20,国产树脂即可满足其要求。即“树脂低档次、涂料低档次、不能与国际接轨”,而且国产涂料也不能出口。
    3.3.2 机电行业
    3.3.2.1 变压器、开关、互感器行业
    变压器、互感器、高低压开关等行业所用环氧树脂属于电工级环氧树脂。
    由沈阳、北京、西安、平顶山等5家电工行业联合岳阳树脂厂共同开发的高压开关浇注专用树脂SF6及FR-4覆铜板用溴化环氧树脂通过了技术鉴定,中试规模为200-300t/a。机械工业局、电子局在武汉地区召开了应用评价会,要求在变压器、开关、互感器行业中推广。
    从电工浇铸行业的发展趋势来看,APG注射成型环氧树脂和户外环氧树脂的开发是今后的主要研究课题。
    3.3.2.2 电子元件
    a.电子器件主要是用环氧罐封料、塑封料和塑止了料。由于电子元件一般都很小,绝缘等级要求高,因此要求所用的环氧树脂必须是高纯度或超高纯度。主要是邻甲酚醛环氧树脂或分子蒸馏树脂等。
    b.电子材料-塑封料主要是用邻甲酚酚醛环氧树脂,广州惠利正在积极筹建20kt/a塑封料等电子材料塑封线。
    c.中科院、天津合成材料工业研究所、连云港共同负责国家“八五”攻关项目-塑封料的开发,连云港华丰电子公司引进了1.5kt/a的生产线。
    d.覆铜箔板行业用高溴含量的溴化环氧树脂如EX-48,占环氧树脂总量的20%。全国需求量约40kt,大部分靠进口。
    3.3.3 胶粘剂行业
    a.我国胶粘剂工业起步较晚,但发展迅速,1996年全国合成胶粘剂产量已达到1200kt,进口约170kt,出口20kt,消费量达到1350 kt。其中环氧树脂产量为7 kt。
    b.环氧树脂胶粘剂是一类重要的工程胶粘剂,俗称“万能胶”。我国目前产量超过10 kt,由于现在环氧树脂和固化剂品种远不能适应配方技术要求。许多专用固化剂需进口,国产聚酰胺固化剂成本高,质量差。
    c.建筑结构胶的主要胶种是环氧胶,主要用与建筑结构件的粘接,如用于钢筋混凝土外部修补的修补胶,用于水下工程的水下结构胶和金属结构加固的金属结构胶等。
    d.电子用胶粘剂主要是环氧胶,如集成电路和电子元件的封装用胶,电视机显像管防爆胶粘带、组合云母用胶、混频器、扬声器中磁性材料的粘接用胶等。
    e.高性能环氧胶粘剂——电子工业用环氧胶粘剂,建筑用环氧结构胶,技术难度大,我国产品质量差,需大量进口。
    f.预计2000年全国合成胶粘剂消费量将达到2Mt,年均增长率为10%。
    3.3.4 绝缘材料行业
    a.电子产品的高密度、多功能化的发展对印制电路板、在高密度布线、线条微细化及基板高功能化方面提出了更高的要求。特别是所用的绝缘树脂必须满足较高的耐热性;高的绝缘可靠性、耐湿性及优异的机械强度;低介电常数性;高的粘接性和在热冲击下的耐裂纹性及良好的加工性。
    b.印制电路板绝缘层所用树脂主要有环氧树脂和聚酰亚胺树脂两种。每层绝缘层的厚度一般在50um。
    c.积成法中的涂覆树脂胶粘剂的铜箔层压法,它的绝缘层是由热固性树脂组成。一般采用环氧树脂和聚二苯醚树脂(PPE),树脂层厚度一般为50-80um。
    d.21世纪中国将成为世界上最大的印制电路板生产国。1997年全国覆铜板总量已超过80kt,环氧树脂用量10kt多。1998年覆铜板行业的环氧玻璃纤维布基覆铜板的生产能力超过100kt,环氧树脂用量约20kt。
    e.我国政府已把电子工业列为国民经济的支柱产业,并提出了集成电路产业2000年芯片产量达10-15亿块,封装能力为15-20亿块。
    3.3.5 中国玻璃钢行业
    a.普通玻璃钢制品主要用不饱和聚酯约几十万吨,占树脂总用量的90,而环氧树脂和酚醛树脂仅几万吨,占10%。象高压容器、高尔夫球杆、自行车、硬塑线路板等碳纤维玻璃钢制品主要用环氧树脂,但是碳纤维玻璃钢制品只占总量的2%。
    b.军工用黏合剂等高新技术产品用环氧树脂,但其发展规模小。
    c.环氧树脂在玻璃钢等制品中用量最少的主要原因是:价格高、不能用于出成型和手工操作困难。

    4、环氧树脂的科研
    4.1 天津市合成材料工业研究所
    该所是原化工部设立的环氧树脂科研单位,是沟通电子工业和石化工业的桥梁。曾经研制过塑封料、罐封料、催化剂等。基本上能了解、掌握我国环氧树脂的生产能力、企业状况及发展方向。
    4.2 中国科学院化学研究所
    中国科学院化学研究所用自己开发的技术,台湾的资金在昆山建有3条2.5kt/a塑封料生产线。全国塑封料需求7-8kt/a,生产量只有1kt/a。
    4.3 XG环氧树脂综合研究所
    该所是在沈阳刚刚组建的集环氧树脂工艺技术开发、环氧树脂应用技术开发、环氧树脂市场咨询于一体的环氧树脂综合研究所。

    5、结语
    5.1 在世界环氧树脂需求市场的竞争中,除Shell打算卖掉全部环氧树脂的生产厂和树脂经销外,其他厂家纷纷扩大自己的生产能力,以适应市场竞争的需求。
    5.2 我国大量进口的环氧树脂主要应用在机电行业的环氧罐封料、环氧浇铸料、覆铜板和高档粉末涂料、汽车电泳漆行业。
    以上两个行业正是国家近几年来鼓励和发展的行业,也是外商所愿意涉足,且投资少 见效快的行业。
    5.3 目前国产环氧树脂满足不了机电行业、高档粉末涂料、汽车电泳漆行业的需求。
    5.4 环氧树脂质量稳定性差是我国环氧树脂的主要质量问题,要解决这一问题的关键是:提高生产技术和自动化控制手段;严格把好原料的质量关;重视清洁生产;开发环抱型环氧树脂。
    5.5 随着国际一体化进程的深入,随着各应用行业应用技术的发展,高质量、稳定性的环氧树脂将会倍受广大用户的关注。
    5.6 2000-2005年中国环氧树脂的用量将会突破200kt/a。

 

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