国外加工化学品发展新动向（上）
朱曾惠
加工化学品(Process Chemicals)是指制造工业为了提高产品的性能
和品质、改善加工工艺而使用的各种化学品,包括各种助剂和添加剂。
随着需求和技术的发展,不少加工化学品已经进入高性能专用化学品
领域。本文对国外混凝土添加剂、造纸化学品、皮革化学品以及染料
等行业的最新发展情况做了简要介绍,希望国内同行有所借鉴。
合成化学品
进驻混凝土行业
混凝土是现代建筑的基础材料,但使用过程中常常出现发泡和龟
裂现象。为了减少缺陷、改进混凝土的性能,经过数十年的努力人们
找到了多种新材料。这些材料的功能各不相同,可以用于提高混凝土
的强度、调整固化时间及防止多种不利因素的影响。
在混凝土外加剂中,聚羧酸盐被广泛用作分散剂,以调整混凝土的
流动速率、干燥时间等参数,从而满足特殊建筑任务的要求。外加剂
生产商表示,与β-萘磺酸盐和木质磺酸盐等传统分散剂相比,聚羧酸
盐不仅用量低,而且可用于高强度、耐久性混凝土结构。
20世纪90年代早期,日本触媒株式会社首次将聚羧酸盐外加剂
用于地震多发区建筑。随后,欧美领先外加剂供应商如德固赛、
W.R.Grace和Sika等公司也相继推出了含聚羧酸盐外加剂。此后,该
类产品开始风靡全球。
德固赛 外加剂事业部CEO L.Machael Shydlowski表示,使用β
-萘磺酸盐、木质磺酸盐及玉米浆等天然外加剂时,配方设计师不得不
同时加入促进剂和抑制剂来调整产品的性能。而使用聚羧酸盐则可以
完全避免这种问题。通过适当的合成手段,可以设计出特定用途的聚
羧酸盐,从而对混凝土配方进行更精确的控制。
聚羧酸盐的主要优点是能够更好的控制凝固时间,从而减少对施
工技巧的依赖性。这一点对建筑商来说非常具有吸引力。
德固赛在2000年推出了Glenium系列节水外加剂。此外,该公司
还推出了高速公路修补用聚羧酸盐添加剂产品线,修补区域固化4h后
即可承受2.7MPa的压力。最近德固赛又推出了新型4×4 Concrete
快速固化公路用混凝土外加剂。
德固赛在全球的外加剂销售额为9亿美元,年增长率为6%～8%。
美国混凝土市场的年增长率约为3%。
W.R.Grace公司 聚羧酸盐化学品业务也出现了类似的增长。20
世纪90年代中期,该公司推出了基于聚羧酸盐的Adva
Superplasticizer系列外加剂。2004年,公司建筑化学品事业部的全
球销售额为4.5亿美元,年均增长速率为10%。公司的专用建筑化学
品市场总监James Gado表示,当前混凝土和外加剂方面的创新已经达
到历史新高。创新的动力主要来自与Cr4+释放量以及混凝土的CO2
排放量相关的法规,还有就是工厂提高效率的需要。
Sika公司 也是混凝土外加剂主要供应商之一。20世纪90年代
开始从事聚合物外加剂研发工作。公司美国区建筑化学品销售总监
Philippe Jost说,聚合物外加剂的发展非常迅速,1997年使用的产品
现已被淘汰。随着化学工程师对该领域了解的逐步深入,现已开发出
针对性更强、更有效的产品。
Sika推出的ViscoCrete系列聚羧酸盐外加剂的主要特点是可以
为建筑商带来很大的灵活性,建筑商可以根据需要进行定制。
外加剂配方工程师正在对碱性二氧化硅反应活性(ASR)展开研
究。所谓ASR即当水泥中的碱与二氧化硅基骨料接触时,会发生反应，
产生吸水性凝胶,凝胶吸水后会导致混凝土开裂。防止此类问题发生
的主要手段是使用非反应性骨料,不过可以提供这种骨料的采石场基
本已经耗尽。目前采用的方法是使用锂盐中和二氧化硅。
FMC公司 从事建筑化学品业务已经有10多年了。公司锂事业
部建筑业务销售经理Claudio Manissero希望美国政府资助的桥梁、
机场、高速公路等公共设施的维修有助于推动锂化合物在建筑领域应
用的步伐。2004年美国的交通预算为3180亿美元。
锂化合物具有的中和作用可以给建筑物带来永久的抗ASR效果。
粉煤灰等也是常用的抗ASR添加剂,不过它们只在浇注时发挥作用,且
存在与碱反应的二氧化硅成分。
含锂化合物的添加剂带来的成本增加约为6%～8%。目前,锂化合
物的主要应用领域是机场跑道和滑行道,以减少跑道吸水“起泡”现
象。起泡破裂产生的碎片被吸入飞机引擎将会引发事故。
尽管近年来高技术混凝土添加剂的性能有了很大进步,但建筑商
仍不愿意使用这些产品。建筑商往往看到成本的增加,却忽视了日后
维护的便利,也是问题的根本所在。
造纸化学品
方兴未艾
几千年前,中国人和埃及人发明了造纸术,此后纸张便成为人们生
活不可或缺的部分。尽管目前仍有少量手工作坊生产特殊纸张,不过
如今的造纸业已经成为一个大行业,且越来越多依赖化学品来改进纸
浆和纤维的性能。
汽巴精化 造纸化学品事业部Stephan Boken指出,造纸业是资
本密集型产业而非劳动力密集型产业,这与纺织业不同。1套现代化
造纸装置的投资约10亿美元,需要使用化学品来保证设备有效运转,
同时不影响纸张质量。
造纸业化学品主要分为2类:加工化学品和功能化学品。前者用
于将纸浆或其他纤维转化为纸张,包括脱墨剂、杀菌剂、沉降控制剂
及脱泡剂等;后者则赋予纸张各种性能,包括染料、荧光增白剂、涂层、
呈色剂以及耐油脂氟聚合物等。
欧洲、北美以及其他地区各占全球造纸化学品市场的1/3。其中
芬兰是造纸业的技术引领者。2004年初,汽巴精化收购了Raisio化
学品公司。Bocken称,“Raisio采用的是典型的芬兰技术,而且在市
场高速发展的纸品方面增长迅速。不久前,Raisio在中国上海的工厂
投产。”此前不久,汽巴精化还收购了Quebec公司的造纸化学品业务
LPM,该公司的主要业务为加工化学品。
凯米拉 于2004年9月收购了Quebec公司的另一家造纸化学品
子公司Equip International。
造纸化学品供应商正以各种方式加强与客户的联系和合作。尽管
造纸业遍布全球,但却不是全球性的,这一点与石化业不同。不同地区
的纸浆不同，甚至夏天和冬天的纸浆也不尽相同。供应商需要针对这
些差异,为每个造纸厂商提供综合的解决方案和系统。
2004年9月,凯米拉造纸化学品和解决方案的欧洲大本营在奥地
利Krems落成,包括新技术中心和生产工厂。凯米拉最近还计划建设
1家采用自有技术的聚氯化铝工厂。聚合氯化铝主要用于造纸污水处
理。
朗盛 在德国Leverkusen也建有中试规模的造纸工厂,用以优化
生产过程及新技术开发。
由于来自聚合物薄膜和金属箔片的竞争越来越激烈,造纸商需要
各方面的帮助。有时,造纸商不仅需要可以保持纸张性能、纸浆消耗
量少的添加剂,还需要添加各种化学品和填料以获得更好的性能。(未
完待续)