工程塑料: 市场前景广 国内当自强
□ 孙安垣 张锐
工程塑料以其优异的性能广泛应用于国民经济的各个领域,其中应用范围最广的5种通用工程塑料分别是聚酰
胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚酯(PBT、PET)及聚苯醚(PPO)。
PA用途广泛 神马当龙头
PA密度低、抗拉强度高、耐磨、润滑性好、抗冲击韧性优异,主要用于生产汽车零部件,其典型制品有进气
歧管、泵叶轮、风扇叶片、阀座、衬套、轴承、各种仪表板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀、空气滤清器、外壳、
车轮罩、导流板、车内装饰、发动机盖、发动机装饰盖,汽缸头盖、储水器材盖等,每辆汽车消耗PA制品达3.6~
4.0kg。其次是应用于电子/电气领域,可用于生产变压器骨架、接线座、固定夹、开关、保险盒、端子、导线夹、
各种电动工具外壳和内部构件等。
我国目前生产的主要品种有PA6、PA66、PA1010、PA110、PA11等。中国神马集团是我国PA产业的龙头企业,
其投资15亿元的20万t/a尼龙66盐成套项目于2005年12月开工建设,项目建成后将使该公司尼龙66盐的产能
扩大到30万t/a,生产规模升至世界第四位。
近年来我国改性PA发展很快,但整体生产水平低,产量少,高附加值、功能化、专用化PA品种少,难以满足
市场需求,每年需大量进口,2002~2004年PA的进口量分别为25.1万t、30.6万t、38.6万t。PA发展应立足
高起点、大规模,考虑技术引进或大规模生产装置引进。今后国内PA的消费热点依旧是汽车工业,因此要有针对
性地开发汽车用改性PA。
PC外资占主导 发展前景看好
PC具有突出的抗冲击性能、耐蠕变、尺寸稳定性好、耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,在五大工程塑
料中唯一具有良好透明性,也是近年来消费增长速度最快的通用工程塑料。PC广泛应用于汽车、电子/电气、建筑、
办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘
等高科技领域。
美国、西欧、日本的PC产能约占世界总产能的90%。拜耳与上海氯碱化工组建的合资企业投资5.6亿美元正
在上海化学工业园建设PC装置,一期工程10万t/a计划于2006年二季度完工;二期将扩建至20万t/a,2007~
2008年建成。帝人公司在嘉兴的5万t/a PC装置于2005年5月投产,目前已达到满负荷运转, 计划2007年形成
10 万t/a的生产规模。
我国PC消费量由2000年的20万t迅速增加到2004年69万t(含进口PC制品),年均增长率高达36.3%,远
远高于其他通用工程塑料的增长速度。预计未来几年我国PC需求将保持在15%~20%的年均增长率,2006年将达到
80万t, 2010年将达140万t。即使国内及合资企业拟建PC项目全部按计划投产,2006年和2010年国内PC产能
也仅分别为16万t/a和87万t/a,供需缺口依然很大。2002~2004年我国PC净进口量分别为41.5万t、53.5万
t、61.0万t。
随着PC合金材料的研究不断进展,将给PC在宽波透光的光学器械、阻燃环保的通信电器、表面金属化的汽车
部件、低残留有害物的食品容器、防开裂脆化的医疗器械等领域的应用带来良好的市场前景。
POM汽车应用看好 国内严重依赖进口
POM为乳白色不透明结晶型线性热塑性树脂,具有较高的弹性模量,很高的刚性和硬度,比强度和比刚性接近
于金属,且摩擦系数小、耐磨耗、尺寸稳定性好,主要用作各种精密度高的小模数齿轮、几何面复杂的仪表精密件、
自来水龙头及煤气管道阀门密封件。POM生产的汽车部件质轻、噪声低,成型装配简便,因此在汽车工业获得越来
越广泛的应用。POM在汽车工业中的应用比率约占40%,一般工业用途占15%,消费产品占15%,水管零件及灌溉系
统占10%,一般用具占8%,电气及电子用品占5%。POM适合制造汽车用输油管、动力阀、万向节轴承、马达齿轮、
曲柄、把手、仪表板、汽车窗升降机装置、电开关、安全带扣等部件。制造轴套、齿轮、拉杆、滑块等耐磨零件是
改性POM的强项,这些部件对金属磨耗小,减少了润滑油用量,增强了部件的使用寿命,因此可以在这些领域广泛
替代铜、锌等金属。
Ticona公司是世界第一大POM生产厂商,市场占有率为40%,美国杜邦则位居次席,这两大公司囊括了70%的
北美及西欧市场。全球 POM市场已供过于求,然而中国市场却供不应求。2002~2004年我国POM消费量分别为13.0
万t、15.9万t、18.7万t,同期进口量为13.5万t、15.1万t、18.8万t,同期出口量为0.9t、0.9t、1.5t。
日本旭化成 (Asahi)和美国杜邦公司各出资50%,在江苏张家港市建设POM生产厂,2004年6月一期工程2万
t/a正式投产,二期工程将扩大为6万t/a。日本宝理塑料(Polyplastics)、三菱化学公司(Mitsubishi Chemical)
和美国Ticona合资在江苏南通兴建的6万t/a的工厂,已于2005年10月投产,成为亚洲最大的POM厂。
PBT/PET性能优良 需求高速增长
PBT良好的耐热、阻燃、电绝缘性及成型加工性使其在电子工业中得到较广的应用。加入30%玻璃纤维,PBT
树脂可长期用于高温下尺寸稳定性要求高的电子电器零件。PBT因击穿电压高而适于用作耐高电压的零部件,因其
熔融流动性好,易于加工结构复杂的电子零件,如集成电路的插座、印制线路板,角形连接器、接线柱、电动机罩
盖等。在汽车制造领域,PBT广泛用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、
仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。GE公司的PBT/PC合金,商品名为Xenoy1731,耐热性好,耐
应力开裂,具有优良的耐磨、耐化学腐蚀性,低温冲击强度高,易加工和涂饰性好,主要应用于高档轿车保险杠、
车底板、面板和摩托车护板等。同时,由于PBT对汽油、发动机油的耐受性好,PBT也用于汽车发动机系统配件的
生产。
目前全球共有40多家公司生产PBT树脂,由于其具有综合性能优良、原料来源丰富、设备投资少、生产工艺
成熟、能耗较低等特点,近20年来的生产增长率一直保持较高水平。2004年全球PBT树脂的总消费超过60万t,
总产能约80万t/a。
我国是PBT消费大国,但工业化水平较低,难以满足市场需要,每年都要进口数万吨。2002~2004年我国PBT
消费量为5.6万t、7.3万t、9.4万t,同期进口量为3.3万t、2.1万t、3.2万t。预计2005年~2010年我国
PBT年均需求增长率高达10%~12%,高于世界平均增长率。
此外,PET作为一种质优价廉的电绝缘材料,广泛用于电动机、变压器等部件。PET膜广泛用于电线电缆的包
绕材料,制作录音磁带、录像磁带、电影胶片、X光片等的基材。 PET膜表面真空镀箔后是良好的电子零件的气密
性包装材料和电磁波屏蔽材料。
我国PET工程塑料的工业化水平很低,目前为止还没有大规模的工业化生产。
PPO供需缺口巨大 核心技术亟待突破
PPO具有优良的物理机械性能、耐热性能和绝缘性能,且吸湿率低、强度高、尺寸稳定性好,高温下耐蠕变性
是所有热塑性工程塑料中最优异的。在电子电气及家用电器、办公自动化机械、汽车等运输机械、建材、航空及军
工等领域具有广泛的用途,成为发达国家的核心材料垄断战略之一。
改性聚苯醚(MPPO)在电子电气领域主要用作电视机调谐片、微波绝缘件、线圈芯、变压器零件、屏蔽套、控制
轴、电视机偏转系统元件、高频印制电路基板、薄膜电容器等。还大量用于制作空调器、干燥机、视频录像机、磁
带录音机、电扇等电器上的零部件。
在汽车工业,MPPO主要用于制作一些薄壁的复杂硬质结构件,如仪表盘骨架等。GE公司推出的热固性PPO,
具有高强、高韧性和良好的电性能,吸湿率小,可用做汽车阀罩、燃油箱导电板、变压器和风力发动机叶片等。PPO/PS
合金加工性良好,可用作汽车机罩下部件和电子接插件。
与其他4种通用工程塑料相比,我国PPO及MPPO与世界发达国家的技术水平差距最大。从规模、产量与市场
占有情况来看,GE公司一直占主导地位,约占全世界的80%。PPO及MPPO在国外已进入成熟而稳定的发展阶段,
今后几年,全球MPPO的需求量将以7%~10%的年均增长速度发展。
目前国内有北京市化工研究院、上海合成树脂研究所等3~4家单位采用进口PPO开发与生产MPPO,但由于PPO
原料树脂的限制,各公司产量都不超过500 t。但是2002~2004年我国MPPO消费量为1.8万t、2.4万t、3.3万
t,估计2005年消费量达到4万t左右,供需之间缺口巨大。
国内发展PPO产业,应先解决“瓶颈”问题:①要结合有实力的投资主体解决PPO合成技术难题;②以市场需
求与技术创新为前提,开发MPPO关键共性技术;③重视MPPO的成型技术与应用,开发新一代功能化产品。
总体需求旺盛 发展趋势明朗
随着我国国民经济高速发展,对工程塑料的需求增长很快,特别是国内新兴行业和国家支柱产业及新的增长点
行业,如电子、汽车、交通运输、建筑材料、包装、医疗器械及人体器官等方面都需要大量性能优良的工程塑料,
使近年来我国工程塑料的需求量突飞猛进。
2004年工程塑料的消费结构主要为电子电气29.0%、机械12.0%、光盘11.9%、建材11.8%、汽车10.2%。国际
上PA的应用量和产量仍居五大塑料之首,而国内则PC的消耗量最大。专家预测,在今后几年内,国际工程塑料市
场需求量年均增长率将达到8%。根据历史上几种工程塑料表观需求的变化规律,结合全球产业环境和最新的市场
动向,预计2008年我国五大通用工程塑料需求量将超过200万t,2010年达到264万t。今后通用工程塑料的发
展趋势如下:
★通用塑料工程化、工程塑料高性能化和低成本化,将成为今后发展的主要趋势。改性工程塑料产品的发展,
仍然将占据很大的市场;共混合金成为改性工程塑料发展的主流;一些高性能工程塑料如耐高温、耐磨、导电、电
磁屏蔽功能的产品将有很大的发展。
★聚合物纳米复合材料的制造与应用是未来的一个重要课题。由于纳米材料的奇特功能,能赋于高分子材料很
多特殊的性能,聚合物纳米复合材料将得到迅速发展。
★绿色环保理念将引入改性工程塑料产业,各种废料的回收利用将成为业内普遍关注的问题。重复使用、保护
环境的观念将融入改性高分子设计与制造过程中。
今后我国工程塑料发展的主要任务是:①集中力量突破PC、POM树脂生产技术难关,建设大型生产装置;②开
发通用工程塑料及其复合材料的应用市场,发挥工程塑料的加工能力,提高加工质量;③加强科技开发力量,努力
解决MPPO等工程塑料的原料来源以及工业化生产中的关键问题,实现规模化生产,为我国化工新材料的进一步发
展打下良好的基础。
