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拓展上下游 关注生物质 聚焦我国PA发展方向
2011年50期 发行日期:2011-12-27
作者:宋超
中国热点化工产品市场分析356

拓展上下游 关注生物质   聚焦我国PA发展方向
□  中石化聚酰胺技术开发中心   宋超

亚洲生产快速发展
  1.生产
  聚酰胺(PA)是五大通用工程塑料之一。目前全球PA工程塑料占工程塑料总消费量的30%,比聚碳酸酯(PC)33%
的占比低一些,高于聚甲醛的10%和PBT的9%。2000年以前,美国、日本、西欧等发达国家和地区的PA工程塑
料生产能力一直占世界总生产能力的90%左右,但经过10年的发展,亚洲(除日本外,下同)PA生产取得了飞
速的发展,已超过日本、欧洲,与美国也相差不远(见表1)。2003~2010年全球PA工程塑料年均消费增长率在
5%以上,快于PA纤维,成为推动PA行业发展的动力。据巴斯夫公司预计,2015年前全球PA工程塑料消费年均
增长率为5%,增长潜力主要来自于替代金属材料,特别在汽车工业方面还将会向结构部件材料方向发展,前景十
分看好。
  2.消费
  PA的品种繁多,其主要品种是PA6和PA66,占绝对主导地位,约占PA总消费量的90%;其次是PA11、PA12、
PA610、PA612,另外还有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13等,新品种有PA6I、PA9T和特殊尼龙MXD6(阻隔性树
脂)等,但其性能特点和消费领域又各有不同。PA6的最大消费市场是汽车,也有部分PA6用于包装薄膜的生产,
玻璃纤维增强尼龙还可用于生产液体贮存器;PA66主要用于汽车、轨道交通、电子电气工业等,广泛用于散热器、
引擎、绝缘件、轨道挡板座等部件的生产;PA12和PA11因吸水性低,粘结性能好,多用于软管、绝缘包覆材料。
PA46和半芳香族PA具有优异的耐高温性,在高端领域有着其他材料无可替代的绝对优势,随着电子电气行业日
益提高的技术要求,耐高温尼龙的需求量会有一个较大的增长。
    由于各国开发研究及发展情况不同,消费比例也有差异:美国以PA66为主,占消费量的50%以上;日本以
PA6为主,约占PA总消费量的54%;欧洲PA6和PA66的消费几乎平分秋色。
  3.应用
  PA工程塑料的应用领域见图1,其中汽车是PA工程塑料最大终端用户。近年来,随着汽车工业的高速发展,
推动和促进了PA配混料升级换代和高性能、易加工的新牌号开发,在改进耐热性、加工性(熔体流动性、激光焊
接性等)、无卤阻燃等方面都取得了实质性的进展。塑料占汽车用材料比例呈上升趋势,PA约占现代汽车工业用
塑料的10%左右,且以年均5%的速率递增。目前全球每年汽车用PA配混料消费为80万t左右。
  电子电器工业对PA工程塑料需求增速较快。目前全球每年电子电器用PA配混料消费量约为50万t,其中西
欧为20万t。PA 66和半芳香族PA(PA 6T和PA 9T)作为电子电器领域的耐热高性能材料,应用稳步增长。为适
应欧盟RoHS指令要求,PA生产厂都在加强研发并纷纷推出无卤阻燃新产品。
  PA在包装方面的应用主要是做包装膜,包括单层膜和多层膜中的阻隔层膜。PA膜具有良好的阻隔性,阻止
氧气进入包装,防止水分和香气逸失,可延长食品和饮料保质期。PA膜也能提高多层膜的力学性能和稳定性。作
为多层膜的芯膜,可满足包装的各种要求,薄膜总厚度减薄,塑料用量减少,性价比高。
     表1   2003~2010世界PA工程塑料生产统计    万t
年份                日本    亚洲      欧洲+美国      合计
2003                19.0    27.0        129.0        175.0
2005                22.0    23.0        145.0        190.0
2007                23.5    56.5        157.0        237.0
2010                24.7    63.4        164.9        253.0
2003~2010增长率/%     3.8    16.9         3.5          5.6
注:亚洲不包括日本

发展方向:上下游一体化  开拓生物来源
  随着经济全球化和石油价格持续攀升,原料和能源成本增加,已成为制约PA发展的主要因素,因此规模化
生产降低成本和开发生物来源成为PA的发展方向。
  1.向上下游拓展,形成一体化产业链
  面对产品成本不断提高的压力,PA生产厂正在向单体原料和专用配混料两个方向延伸发展业务,以降低产品
成本。跨国公司杜邦、巴斯夫、罗地亚、帝斯迈、朗盛、Radici、EMS-Chemie、宇部兴产、东丽、旭化成、三菱
等工程塑料公司利用自产树脂成本低的优势,使其产品进入以前由独立PA配混料厂(指没有PA树脂生产厂的配
混料厂)供应的客户市场,包括在终端市场当地建设和扩容PA配混料厂,扩大产品服务范围,向上下游产品一体
化方向发展。例如,巴斯夫2003年收购美国霍尼韦尔的Capron系列尼龙产品业务,2005年又收购德国PA 配混
料厂Miramid Leuna公司(现名为BASF Leuna公司)。2010年荷兰化学公司帝斯曼收购了美国Shaw工业集团的
PA6聚合工厂。2009年6月美国SK Capital Partners公司完成了对美国首诺公司一体化尼龙业务的收购。2009
年美国化工中间体、聚合物和纤维全球生产厂Invista公司宣布进军PA工程塑料市场,利用其原有PA上游产品
生产能力和现有销售体系,采用一体化联合战略,试图快速、灵活地应对PA工程塑料市场需求。
  2.提升产品档次,开辟应用领域
  近年来,PA生产厂在提升产品档次和开辟新的应用领域方面取得了明显进展:玻纤增强PA在汽车发动机进
气歧管(AIM)方面的需求急剧增加,替代铸铝AIM 后,不仅质轻,而且提高了发动机性能和燃料利用率;为满足
欧盟RoHS和WEEE两个指令要求,PA生产厂都加强开发和推出无卤阻燃牌号,争取更多客户和市场份额;高流动
性牌号能缩短成型时间,降低生产成本;高性能高玻纤填充(60%)PA牌号与30%玻纤填充牌号加工性相当,为下
游用户工业化推广应用和降低成本提供坚实的基础。
  另外,一些大型PA生产厂纷纷布局开设新厂,加大销售力度,并特别注重亚洲市场。2006年朗盛在无锡建
立了PA6、PA66和聚酯配混料厂,2011年扩能至6万t/a;巴斯夫在马来西亚和韩国建配混装置和技术中心后,
2007年在上海浦东建配混料厂;帝斯曼在江苏江阴建配混料厂,目前产能6万t/a;杜邦继在深圳建全球第8个
和中国第1个工程塑料技术中心后,2011年又建成了上海研发中心的杜邦汽车中心,在深圳的合成工厂产能达4
万t/a,并将在新加坡新建2万t/a Zytel HTN聚合物工厂,计划2013年建成;另杜邦还将韩国PA6/66改性厂
扩能,新增加产能2万t/a;罗地亚在韩国新建4万t/a的PA66工厂等。
  3.生物基PA日益得到重视
  随着石油资源的枯竭和环保意识的增强,生物基PA的开发和应用越来越受到重视。以生物质为原料的PA基
础树脂越来越受人关注,国际各大PA公司近年来纷纷推出生物质来源的PA产品,如荷兰帝斯迈的PA410、赢创
的PA1010、阿科玛的PA11和杜邦的PA610和PA1010等,这些产品均以蓖麻油为原料。蓖麻是一种可再生草本植
物,属于非食用农产品,既不消耗石油也不影响粮食生产,特别是PA11、PA1010是以蓖麻油为原料的全生物基
产品,更加体现了生态环保和低碳型,是近年研究开发最多最广的PA品种。另外,日本还以淀粉为原料,经水
解成糖,经工业发酵法生成谷氨酸,然后在微生物作用下,转换为γ-氨基丁酸,环化成2-吡咯烷酮缩聚而成PA4。
目前,这些生物质PA工程塑料已经在汽车、电子工业和日用消费品等领域应用。如2009年日本电装与杜邦共同
开发PA610用于生产散热器箱,同年被丰田汽车采用,获“塑料技术协会汽车分会”的奖励。赢创德固赛在上海
的工厂从2008年开始用蓖麻油为原料生产癸二酸和癸二胺制造PA610和PA1010,其中PA610具有吸水性低、尺
寸稳定性好和耐金属氯化物等性能,可用于单丝、快速链接器等。

国内市场发展空间广阔
  随着我国经济的持续快速发展,特别是汽车、电子、轨道交通、机械等行业的发展,带动了PA工程塑料的
快速增长,消费量从2002年的13.8万t左右增长至2010年的43.8万t,年均增长率保持两位数,见表2。
  国内生产PA工程塑料基础树脂的厂家并不多,但从事改性PA品种的厂家却大大超过了基础树脂生产厂,主
要生产改性PA中三个需求量较大的品种,即增强PA、阻燃PA、增韧PA。国内从事改性PA生产的厂家见表3。
  2010年我国PA基础树脂生产量约为6万t,改性树脂生产量约为10万t,其中用于改性的低粘PA6用量约
2.2万t,中粘PA6树脂约2.8万t,PA66树脂约3.3万t。而需求量超过43万t,进口约27万t,自给率仅为
40%左右。
  除了PA6和PA66,我国在其他PA产品生产方面也取得了很大进展,至2010年,我国PA610生产能力约为
2500t/a,PA1010生产能力约为7万t/a。2009年山东翰霖公司与郑州大学共同投资建设3000t/a PA1212和2000t/a
PA12T项目,目前该项目处于工程设计阶段,预计建成后将能部分替代PA11和PA12进口,目前国内尚无企业生
产PA11和PA12树脂,主要依赖进口。
  国内PA工程塑料消费量预计在今后5年内仍将以15%左右的速度增长,给PA企业提供了广阔的发展空间。
表2  2006~2010年我国PA工程塑料消费量统计  万t
年份        2006    2007    2008    2009    2010   2011E
消费量        25.6    29.4    33.7    38.1    43.8    50.0
同比增长/%       -    14.7    14.6    13.1    15.0    15.0

  表3  2010年我国主要PA改性工程塑料厂家消费  t
单位                      月用量                  主要用途
               低粘PA6    中粘PA6     PA66      
潍坊四通           -          20        -        增强、合金
浙江博尔           -          -           100        增强、合金、阻燃
山东道恩           -          50        50        增强、合金、阻燃
金轮塑业         100         200        -        增强、合金、阻燃
意普万               -         300         -        增强、阻燃
中山纳普           -         100        -        增强、合金、阻燃
横店得邦           -         300       300        增强、合金、阻燃
南京聚龙         300         300        -        增强、阻燃、合金
俊尔塑料         100         200        -        阻燃、增强、合金
晋伦塑料          40          60       300        增强、阻燃、合金
上海耐特           -         100       400        增强、阻燃、合金
上海孔阳        1000           -        -        增强、阻燃、合金、制件
杰士杰               -          20        -        增强、阻燃、合金
金发科技         330        1200      1600        增强、阻燃、合金、制件
涛浦斯               -         100        30        增强、阻燃、合金
合计            1870        2350      2780    

发展重点关注
  1.加强聚合工艺研究,开发优质产品,并使之形成系列化、规模化
  加强PA聚合工艺研究,重点应放在PA6和PA66两大类上。开发以PA6为主的高质量工程塑料级产品,形成
相对粘度为2.0~4.0的PA系列产品。强化与塑料制品生产商的主动合作,了解市场动态,改进产品性能,形成
原料、中间品、制品厂家之间全方位的合作。
  2.加大基础树脂开发力度,重点关注生物质树脂
  近十多年,尽管我国PA树脂发展较快,但仍以PA6和PA66为主,占总产量的95%以上,其他基础树脂如PA11、
PA12、PA1010、PA46等依然停留在中试阶段,产品质量与国外产品有很大差距,要加快研究步伐,实现产业化。
  在以蓖麻油为原料的生物制PA产品开发方面,虽然我国早在上世纪就有开发研究,但因资源、产量等因素
中止,国家应大力支持该类PA产品的研究开发及产业化,提供政策、资金等扶持。
  3.加大改性产品品种,提高产品质量
  虽然近年来我国在PA改性产品研究方面取得了一定成绩,如金发科技的PA10T、PA6T系列,四川大学的阻
燃增强PA等,但产品品种仍较少,大多以增强、增韧、阻燃为主,合金、抗静电等产品牌号不多,产品质量也
不是很稳定,难以满足用户要求,未来改性企业应加强合金、超支化等改性研究,力求实现产业化。
  4.加大专用料开发力度,满足不同用户需求
  汽车工业、电子电器依然是PA工程塑料最大的应用领域,国内PA企业应打破国外垄断,积极围绕改进树脂
流动性、耐热性、无卤阻燃和功能性新配混料进行开发,如进气歧管专用PA、PA纳米复合材料等的开发。
  今后,PA树脂在合成材料领域将继续发挥重要的作用,尽管在某些方面还有待改进,但随着合成、改性、加
工、应用、回收循环等技术的创新提高以及新的生物质原料的开发应用,PA产业仍将保持较快的发展。品种多样、
性能优异、绿色环保的PA材料将助推社会经济各个领域的发展,满足人们日益增长的生活需求。
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