特种丙烯酸酯/辐射固化新领域有待开发
□ 王莲芝
丙烯酸酯通常分为通用丙烯酸酯和特种丙烯酸酯。目前全球通用丙烯酸酯的生产和应用已相对成熟,增长趋于
平缓。随着涂料、电子、汽车、纺织、印刷、建筑等行业及信息、远程通讯等高新技术产业的发展,特别是辐射固
化技术在各个领域的应用,使得特种丙烯酸酯的增长尤为迅速。
美国、西欧及日本等科技发达的国家是特种丙烯酸酯生产开发的主要国家和地区,居世界领先地位。目前,特
种丙烯酸酯中生产规模最大、产品品种最多的当属辐射固化用多官能丙烯酸酯单体和齐聚物。美国的沙多玛、氰特
表面技术、德国的科宁、中国台湾的长兴化学,以及日本的触媒、化药、新中村化学等公司是辐射固化用特种丙烯
酸酯的重要生产商。涂料领域应用广泛的(甲基)丙烯酸羟烷基酯的生产量也很大,主要的生产商有美国的陶氏化
学、罗门哈斯以及德国的巴斯夫等。另外,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的产量也比较
大,日本大阪有机、法国阿托的生产能力都在5000t/a以上。
特种丙烯酸酯快速发展
国内特种丙烯酸酯主要生产企业有50多家,年生产能力在千吨以上的有22家,其中1000~2000t/a的8家、
2000~5000t/a的9家、5000t/a以上的5家。现在我国可以生产特种丙烯酸酯活性稀释剂和丙烯酸酯齐聚物品种
近50种。低皮肤刺激性的第二代特种丙烯酸酯活性稀释剂,例如三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、乙氧基或丙氧基化
新戊二醇二丙烯酸酯(EO/PO-NPGDA)、乙氧基化双酚A-二丙烯酸酯 (EO-BPDA)等产品都有大量生产,基本取代了低
挥发、高皮肤刺激性的乙二醇系列双丙烯酸酯稀释剂。特殊结构的(甲基)丙烯酸异冰片酯(IBOA/IBOMA)、双环戊
二烯丙烯酸酯(DCPA)、三环戊二烯丙烯酸酯(TCPA)、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(GA/GMA)等也投放市场。在涂料
工业和精细化工方面广泛应用的(甲基)丙烯酸羟基酯的产能和产量都增长迅速,具有特殊用途的氰基丙烯酸酯(制
造胶粘剂)、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯(制造水处理剂)、氟化丙烯酸酯(制造表面处理剂)、高烷基的丙烯酸月
桂酯和丙烯酸十六醇酯(制造石油降凝剂)等也已经能工业化生产。丙烯酸酯齐聚物中,常用的双酚A环氧丙烯酸
酯(EA)年产量过万吨,芳香族聚氨酯丙烯酸酯(芳-PUA)和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(酯PUA) 的年产量也都在3000t
以上,聚酯丙烯酸酯(PEA)、改性双酚A环氧丙烯酸酯(改性EA)、酚醛环氧丙烯酸树脂(FA)、氨基丙烯酸树脂、光
成像用碱溶性丙烯酸树脂的产量也迅速增长。2006年辐射固化用特种丙烯酸酯单体产量达到48034t,同比增长
31.5%。其中三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、TPGDA的产量都超过了12000t, 1,6-己二醇二丙烯酸酯、TPGDA、乙氧基化
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的产量也都在3000t以上。2006年丙烯酸齐聚物总产量为27420t,同比增长了38.3%。
辐射固化用特种丙烯酸酯活性稀释剂、齐聚物的产量不仅满足了国内市场需求,还有部分出口,2006年出口活性
稀释剂7336t、齐聚物2585t,共创汇3.2亿美元(见表1、2)。
辐射固化市场前景广阔
随着人类对环境保护的日益关注,各国政府加强了控制挥发性有机排放物含量方面的立法,辐射固化技术随之
迅速发展。过去5年中,全球辐射固化材料的产量年均增长率达8%左右。北美辐射固化产品从2000年的8.3万t
增加到2002年的8.6万t,欧洲从1999年的5.4万t增加到2002年的8.4万t,日本从1999年的3.7万t增加
到2005年的4.96万t,其中约90%为紫外光固化、10%为电子束固化。
2001~2006年,我国辐射固化产品生产量增加了一倍以上,年均增长率高达26%,产值年均增长52%。2006年
我国从事辐射固化产品生产的企业有95家,生产辐射固化产品42489t,均为紫外光固化产品(详见表3)。其中光
固化涂料中产量最大的是竹木地板和家具涂料,其次是纸张上光油、PVC扣板和塑料罩光清漆,其他还有摩托车、
家电、光盘、金属等表面用涂料,特别是汽车车灯、手机、真空镀膜等所需高档涂料的产量也大幅度增加;光固化
油墨中产量最大的是胶版印刷、丝网印刷油墨和印制线路板用阻焊、抗蚀油墨,高技术的光成像阻焊、抗蚀油墨及
柔版印刷油墨的产量也有很大提高;光固化粘合剂在我国开发较晚,2002年才开始有企业生产,2006年产量达到
488t,年均增长率高达180%,增长速度最快,产品除了应用于医疗器械、玻璃、渔具、工艺品和包装材料外,在
LCD和DVD及光学仪器制造中开始成为更新换代的产品。
我国辐射固化产业虽然取得了快速发展,但与发达国家相比尚有较大差距,目前国外已经产业化的水性UV固
化涂料、水性UV固化油墨、UV固化粉末涂料、电子束固化产品等我国还不能生产,有待继续开发;许多新的辐射
固化应用领域(诸如复合材料、喷墨打印、立体成型、汽车涂装及整修涂料等)还未及开拓。总之,我国辐射固化
技术还具有很大的应用潜力和市场机遇,特种丙烯酸酯产业的发展尚有更为广阔的空间。
表1 2001~2006年我国丙烯酸酯活性稀释剂生产量 t
品种 2001 2002 2003 2004 2005 2006
TMPTA 3681 4130 8780 9301 13650 13145
TPGDA 1769 4450 8121 6950 9320 12782
DPGDA 90 232 2007 1946 3330 4588
HDDA 1015 1934 3243 3570 1785 5696
NPGDA 357 370 447 790 1090 1949
PDDA 123 110 80 50 80 80
PETA 36 20 60 69 370 1250
EO-TMPTA 138 505 200 600 1595 3681
PO-TMPTA 20 — — 10 335 180
PO-NPGDA 90 160 — 465 350 973
PO-GTA — — 200 500 200 510
HEA/HPA 1800 2500 2500 2500 2500 1950
其他 140 335 2610 126 140 850
合计 8879 13862 26939 26560 36528 48034
总产值/万元 19195 30894 61576 73050 95020 159013
出口量/t — 2200 3396 6162 6000 7336
创汇/万美元 — 1202 1297 2331 2278 25160
表2 2001~2006年我国丙烯酸酯齐聚物生产量 t
品种 2001 2002 2003 2004 2005 2006
EA 1795 3320 3715 8470 11722 12880
改性EA 1035 1780 2546 1680 3500 2750
FA — — 270 320 324 500
芳族PUA 475 1010 1360 1745 1287 4920
脂族PUA 85 727 1039 570 1080 3180
PEA — — — 495 997 1960
氨基树脂 — — — 400 115 310
光成象树脂 — — — 560 800 920
活性氨 50 100 197 160 320 310
总产量 3440 7137 9127 14280 20145 27420
产值/万元 4005 15710 16461 23228 42270 78026
出口量 — — — 50 — 2585
创汇/万美元 — — — 120 — 6876
表3 2001~2006年我国辐射固化产品生产情况 t
产品 2001 2002 2003 2004 2005 2006
涂料
企业/家 34 34 39 44 51 43
产量 15245 16741 19007 23300 25024 29027
产值/万元 51707 50402 65634 88285 91407 106982
油墨
企业/家 29 22 32 35 36 36
产量 3416 3968 6514 9057 11039 12894
产值/万元 29620 28346 44131 59272 83128 93993
粘合剂
企业/家 / 3 9 10 14 13
产量 / 23 76 242 363 488
产值/万元 / 254 681 2341 3505 3672
版材
企业/家 / 3 3 4 4 3
产量/万㎡ / 1781 2239 2436 2503 3006
产值/万元 / 61504 80390 66017 71597 89050
合计
企业/家 65 59 80 89 101 95
产量 18663 20732 25597 32599 36426 42489
产值/万元 81395 140506 190836 215915 249637 293679
