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技术创新、规模集约、绿色环保 主导未来塑料助剂产业发展——“2010年(第四届)塑料助剂产业市场及应用技术研讨会”专题报道
2010年35期 发行日期:2010-09-07
技术创新、规模集约、绿色环保   主导未来塑料助剂产业发展
——“2010年(第四届)塑料助剂产业市场及应用技术研讨会”专题报道
  日前,“2010年(第四届)塑料助剂产业市场及应用技术研讨会”在青岛成功召开。来自光稳定剂、抗氧剂、
热稳定剂、阻燃剂以及塑料改性与产品安全等方面的专家、学者全方位解读了我国塑料助剂行业未来的发展方向,
以及国内外生产与应用技术的最新进展;雅保、科聚亚等跨国公司详细介绍了相关产品研发的最新动向……本次会
议内容引起了与会代表的强烈反响和热烈讨论。为更好地引导行业发展,本刊特精选部分发言嘉宾的精彩观点呈现
给读者……本刊记者 吴军

重视生产工艺强化  实现可持续发展
广东华南精细化工研究院院长 陈宇
  目前,我国塑料助剂生产依然没有摆脱品种少、规模小、作坊式现场、粗放式管理的特点。与国外规模化助剂
企业相比,扣除低劳动力成本、低污染排放成本、低规范成本等因素,国内企业的工艺成本远高于国外,规模积聚
效益则更低。国内助剂企业更关注如何提升产品在应用市场的附加值,较少考虑采用强化生产过程技术来降低工艺
消耗成本和排放成本、提升利润空间,也少有企业通过规模集约提高竞争力、降低成本。
  助剂生产过程强化技术应从缩短制程、提高工艺转换效率、减少或循环利用副产物和溶剂、降低排放物总量、
间歇工艺连续化、规模扩大化生产等方面入手:
  ●缩短制程  目前,国内相同品种的助剂生产,无论规模大小,采用的都是雷同的传统合成工艺。而近十年成
功应用的合成新技术,如催化剂固载技术、离子液体技术、微型反应器技术等却很少被引入到助剂生产工艺中。减
少合成反应步骤和产物后处理环节是最直观的制程缩短。利用新技术将传统的酯交换工艺变为直接酯化工艺就是典
型的制程缩短,制程缩短必然减少副产物和产品精制的工艺步骤。
  ●提高原子经济效率  即使合成反应转换率很高,如果存在副产物,原子经济效率也难以提升。高原子经济效
率的合成工艺技术开发势必成为助剂生产技术升级的必然选择。如果以黄磷、磷化氢、次磷酸来代替三氯化磷或三
氯氧磷来合成磷酸酯(盐)和亚磷酸(酯)盐,便免去了HCl的处理之苦,原子经济效率也大幅提升,产品精制环
节大为简化。
  ●污染排放集中治理  近年,很多国外同行关闭或转移了原有的塑料助剂生产装置,表面上看,是中国同类产
品出口量劲增导致其产品不能与国内产品竞争而退出,实际上是国外同行因排放治理成本极高或技术指标难以满足
环保要求,而转向中国委托加工和贴牌生产,其实质是转嫁污染。因此,排放物的污染集中治理技术将成为我国塑
料助剂生产所面临的共性问题。
  ●规模化生产  副产物和废弃物的产生不可彻底避免。因大多数助剂企业规模较小、品种单一、溶剂循环套用、
副产物精制回收、废弃物污染治理的技术实施成本占助剂制造成本的比例过大,难以为继,因此助剂生产规模化是
实施上述技术的前提。不计环境成本,盲目生产的小型助剂企业终将被淘汰。

抗氧剂&光稳定剂“十二五”目标——向国际水平迈进
北京加成助剂研究所所长 李杰
    ●未来5年产能、产量有望翻番  2011~2015年,随着国内合成树脂、塑料加工行业的发展,以及国外厂
家和商家需求的不断增长,预计将拉动塑料抗氧剂产能、产量实现翻番,光稳定剂产量则有望实现200%的增幅。
到2015年,预计主要抗氧剂品种:受阻酚类、亚磷酸酯类以及含硫类的总产能将达到21万t/a,产量达到18.9
万t;主要光稳定剂品种:受阻胺类、苯并三唑以及二苯甲酮类的总产能预计将达到5.05万t/a,产量将达到4.6
万t。
   ●行业发展以技术创新为根本  2011~2015年,国内塑料抗氧剂、光稳定剂企业应以增强企业的技术实力和
人才实力为根本,适应人民币升值、企业人工成本增加、环境保护严格等趋势,把握国际、国内石油化工行业、塑
料加工行业及相关行业快速发展的良好契机,积极参与国际市场竞争,大幅度提高企业或行业的科研开发水平、生
产工艺水平、产品质量水平、应用技术水平和企业管理水平,使国内企业或行业整体水平在2015年末接近国际同
行业企业的一般水平。
    未来5年,我国的抗氧剂和光稳定剂行业在新产品开发方面,要拥有自主知识产权、年产量及消费量500t以
上的新产品达到5个;在推广新工艺、新技术方面,要重点推广无锡催化剂合成酚类抗氧剂和部分受阻胺类光稳定
剂工艺、非硫化钠法合成硫代酯抗氧剂工艺、苯并三唑类紫外线吸收剂加氢还原工艺等;在标准化工作方面,要制
定并实施抗氧剂1135、245、3114、1098、626等产品的国家标准,制定并实施主要光稳定剂(产量及国内消费量
1000t以上),如受阻胺622、944、770,复合产品783,紫外线吸收剂326、531等产品的国家标准;在技术创新
和进步方面,力争在新分子结构、新合成工艺、新应用技术方面获得国家发明或实用新型专利20项。

光稳定剂合成技术发展追求高效、绿色、低成本
南京理工大学化工学院  李斌栋
    随着塑料工业的快速发展,光稳定剂工业正向多功能化、高分子量化、复合化、环境无害化等方向发展。高
效、低成本、绿色工艺将成为我国光稳定剂满足国内塑料工业迅猛发展的必然趋势。目前工业上广泛应用的主要是
二苯甲酮、苯并三唑和受阻胺类光稳定剂。
    ●苯并三唑类紫外线吸收剂  是紫外线吸收剂中产量最大、品种最多的一类产品。目前工业上主要采取的路线
是芳胺经重氮化反应后与烷基酚偶合,生成中间体偶氮产物,再经还原环化得产物。溶液反应法是目前实验室和工
业上广泛采用的偶氮中间体制备方法。由于偶合重氮盐反应产生大量的含酸废水,含酸废水的循环利用以及合成技
术的无溶剂化将是未来研究的热点和方向。
    还原技术也一直是工业界研究的热点。大量研究表明,催化加氢一步还原法和采用葡萄糖-锌粉还原两步法合
成苯并三唑类紫外吸收剂,得到产品的收率达90%以上,是降低环境污染,适合工业化生产的好方法。
   ●二苯甲酮类紫外线吸收剂  其产量和品种仅次于苯并三唑。合成路线基本上为两步反应,即2,4-二羟基二
苯酮(UV-0,UV-214)的合成和烷氧基二苯酮的合成。目前,UV-214的合成工艺中可以使用草酸和磷酸的混合酸作
为催化剂,但是此方法产生大量含酸废水。而以水作为反应介质,在相转移剂作用下,通过间苯二酚和三氯甲苯反
应合成UV-214,收率可达95.7%。该法节省投资,采用的相转移剂无毒、无味、无刺激、无腐蚀,在环保方面具
有很大优势,具有广阔的应用前景。
    ●受阻胺类光稳定剂  酯交换反应在受阻胺类光稳定剂的合成中占有重要的作用,如Tinuvin770、Tintivin744
等都是通过酯交换反应制得的。Tinuvin292是由1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯与Tinuvin770组成的混
合物,其中以四异丙基钛酸酯的催化效果最佳,最适宜工业化。而944是目前世界受阻胺类光稳定剂中应用性能最
好的品种之一,两步法最适宜工业化生产944。

助剂发展面临的国内外法规与标准壁垒
巴斯夫特性产品有限公司产品安全监管经理  吴福仁
   ●化学品的基本要求法规  目前,我国对化学品的基本要求是遵循国务院344号令和相应的化学品标识和安全
说明书(MSDS),此外我国新化学品的评价和注册要基于2003年环保部第17号令。新化学品注册制度在保障化学
品安全的同时也提高了新产品开发的门槛。在我国塑料助剂的主要出口对象如韩国、日本、中国台湾地区等都有各
自的新化学品物质注册制度,如果开发的新产品要出口到以上国家,需要重新在当地进行注册,这无疑将对出口产
生一定的影响。
    ●食品接触和食品包装塑料用添加剂相关法规  目前,我国涉及食品接触和食品包装塑料添加剂法规
GB9685-2008,相比此前的GB9685-2003有了划时代的变革。GB9685-2008第一次完整地实现了可用列表,划定了
958种可用于塑料、橡胶、纸、涂料、粘合剂以及油墨领域的添加剂、助剂、颜料等。今年2~6月,我国卫生部重
开窗口,允许提交相关资料,并考虑将部分物质重新加入新的GB9685标准体系。预计最早今年年底会有GB9685增
补版出台,物质数可能增加到2000种。美国FDA 21CFR划定了3200种应用于塑料、橡胶、纸、涂料和粘合剂中的
物质,其中包括添加剂、助剂、颜料。此外,FDA体系还有另外的辅助制度——FCN列表,有的物质虽然列入了21CFR,
但可能应用较窄,如果出现新的应用,则企业可以递交产品的研究报告,通过FCN制度纳入到FDA审查体系。欧盟
2002/72/EC划定了3000种物质在聚合物中的应用,不包括颜料,绝大部分情况下,需要企业自己做实验判定SML
是否超过规定值。日本食品卫生法则授权JHOSPA和JHPVCA两个协会,对被认证的产品出具证明,颁发证书。
    ●玩具法规  玩具法规不亚于对食品接触的要求。我国GB6675-2003、欧盟EN71-3、F963都对8种重金属
(铅、镉、汞、铬、砷、锑、硒、钡)的迁移量提出了要求。最近,美国除了设定迁移条件外,还把铅的总含量列
入了限制。欧盟于2009年发表了新法令——2009/48/EC,将于2011年7月生效,对19种元素的迁移量依据不同
的玩具材料作了严格规定,主要涉及偶氮染料、溶剂、聚合物的单体、添加剂,并禁止使用55种致敏物质。此外,
EN71-9作为欧盟玩具安全体系的一部分,针对玩具自身所含的有机化学物质做了严格的规定。

热稳定剂应调整产品结构,顺应环保潮流
杭州三叶新材料股份有限公司总工  施珣若
    我国新型热稳定剂的开发层出不穷,今后应着重调整产品结构、顺应环保潮流,扩大生产规模,提高产业的集
中度,增加钙/锌复合品种和有机锡及其复合产品的生产,尤其是研发和生产多功能、复合化、高效、无毒、无味
的热稳定剂。    
    ●铅盐类热稳定剂  正在向无尘复合铅方面发展。虽然复合铅盐在一定程度上缓和了高铅带来的毒性问题,但
本质上还是与环保法规相悖。在钙/锌等环保稳定剂的使用性能、价格瓶颈突破的今天,铅盐类生产企业应当尽早
发展无铅环保产品,才能保持住市场的竞争力。
   ●钙/锌复合稳定剂  其为国内外普遍认为较为安全的产品,以固体和液体等状态存在。为了使钙/锌体系保
持很小的初期着色,抑制锌烧,往往通过高锌配合和低锌配合等手段来实现。传统钙/锌稳定剂在塑化过程中,容
易诱发干混料过度塑化,且后期达不到理想的黏度和弹性,无法满足硬质PVC生产的需要,这是钙/锌稳定剂必须
解决的问题。
    ●有机锡类热稳定剂  其综合性能更接近理想中高效无毒、多功能、非重金属化、高分子量化、复配型、低成
本的稳定剂,但其制造成本比铅类稳定剂或金属皂类复合物高得多。在替代铅盐方面,若直接转换成硫醇有机锡配
方体系,无论是在原有铅盐配方体系设备的沿用还是着色方面都存在一定的问题。
    ●有机化合物热稳定剂  辅助稳定剂的开发应用是热稳定剂的研究热点之一,这类有机化合物包括亚磷酸酯、
多元醇、环氧化合物、β-二酮、有机稳定物质等,这类物质具有低迁移性、低气味、良好前期色相和极佳的透明
性。在加工PVC制品时,有机稳定剂在高温和高剪切作用下的加工时间明显优于铅类和钙/锌皂类稳定剂体系。
    ●有机锑类热稳定剂  近年来发展较快,其热稳定性效果和透明性都不如有机锡,但价格要低得多。目前国
内研制的锑稳定剂以三锑和复合锑稳定剂为主。我国锑资源丰富,发展有机锑稳定剂前景广阔。
   ●水滑石类热稳定剂  其为新型无机PVC辅助稳定剂,热稳定效果比钡皂、钙皂及其混合物好,能与锌皂及有
机锡等热稳定剂起协同作用,是极有开发前景的一类无毒辅助热稳定剂。目前,我国已有多家企业开始工业化生产,
对于水滑石类热稳定剂及其复配技术的研究正在国内外兴起。

看好锌基热稳定剂前景
广东工业大学轻工化工学院 吴茂英
   以有机化合物作为主效稳定剂而完全不含任何重金属的有机化合物基热稳定剂,代表着PVC热稳定剂的未来发
展方向。但由于现有有机化合物基热稳定剂的综合应用性能尚难与有机锡基和锌基热稳定剂相比,因此,有机锡基
和锌基无毒热稳定剂仍将是近期最具发展空间的PVC热稳定剂体系。相比之下,锌基无毒热稳定剂可规避异味问题、
具有广谱的适用性,并且由于便于进行专用化开发,其性价比也可达到较高水平,因此更具潜力。
   ●锌基无毒热稳定剂主效稳定剂 传统锌基热稳定剂主要采用硬脂酸、月桂酸、异辛酸、油酸、环烷酸、取代
苯甲酸等有机弱酸和苯酚及取代苯酚的锌盐作为主效稳定剂。锌基热稳定剂的核心技术问题是“锌烧”及其抑制。
直到目前为止,锌基热稳定剂仍然主要以硬脂酸、月桂酸等高级脂肪酸的锌盐(固体产品)和异辛酸、取代苯甲酸
锌(液体产品)为主。
    ●锌基无毒热稳定剂协效稳定剂 由于锌基稳定剂存在“锌烧”现象,因此,实用产品必须并用多种协效稳定
剂。其中,稀土有机酸盐、β-二酮、β-氨基巴豆酸酯和二氢吡啶衍生物等含氮有机化合物、水滑石和沸石等无机
化合物是近30年引进的新品种。
   我国具有得天独厚的稀土资源优势。就应用性能而言,作为协效热稳定剂的稀土皂与传统的钙皂相比具有一定
的优势,但根据国务院新近批复的新一轮《全国矿产资源规划》,我国将对稀土资源实行保护与限制开采,这必将
导致稀土价格上涨,从而可能使稀土热稳定剂失去市场竞争优势。
   水滑石只有经适当处理使BET比表面积不大于30m2/g时,才对PVC具有热稳定作用。目前,国产合成水滑石
的性能已达到进口产品水平,但由于现用生产工艺效率偏低而能耗、水耗偏高,导致价格偏贵,使其作为PVC协效
稳定剂在国内还未能得到广泛推广应用。
    目前,高性能锌基无毒热稳定剂的热稳定效能已接近或达到传统品种的水平。尽管总体上国产锌基无毒热稳定
剂的性能还有待提高,但已出现一些水平较高的高性能产品,如杭州三叶的KGF、深圳志海AIMSTA和衡水精信的
JX-W系列产品。
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