技术进步将推动CPVC快速发展
□ 上海氯碱化工股份有限公司 刘岭梅
氯化聚氯乙烯(CPVC)是聚氯乙烯进一步氯化的产物,含氯质量分数一般为63%~68%,是一种耐热耐腐蚀的聚氯乙烯改性品种。CPVC生产目前主要有溶剂法、水相法和固相法几种。溶剂法生产的CPVC一般称为过氯乙烯,主要用于涂料的制造;水相法和固相法一般直接称为CPVC,主要用于管材、型材、板材及片材制品的生产。本文主要阐述水相法和固相法CPVC的发展情况。
产品质量领先
国内CPVC生产技术的开发已有一段历史,20世纪70年代即进行水相法生产技术的开发并取得一定成果,并在东台市天腾化工有限责任公司和潍坊旭日塑胶有限公司等公司形成一定的生产能力。但与国外产品相比,在PVC氯化专用料方面、CPVC改性方面等领域的研究进展明显滞后,造成国内CPVC产品长期以低端产品形式出现在市场上,直到2010年上海氯碱化工股份有限公司自主开发PVC氯化专用料、水相法CPVC产品生产技术方面取得完全成功后才打破这一局面,CPVC产品质量已经达到世界一流水平。
目前,我国能生产高质量PVC氯化专用料的厂家,只有上海氯碱化工股份有限公司和山东齐鲁石油化工股份有限公司,所不同的是,上海氯碱化工股份有限公司PVC氯化专用料,只供自己使用,并不外销,山东齐鲁石油化工股份有限公司由于目前还不掌握水相法CPVC技术,所以其生产PVC氯化专用料全部外销。而现在,国内水相法CPVC生产厂家有10余家(包括气固相法),或自己开发,或引进技术,比如,杭电化引进法国阿科玛气1万吨固相法CPVC技术。河北盛华引进5000吨CPVC技术和6000吨CPVC混配料技术;青海盐湖引进6000 吨CPVC装置等。2012年我国主要CPVC生产企业及产能统计见表1,CPVC主要加工企业及产能统计见表2。
关键技术亟待突破
水相法CPVC产品作为一种耐腐蚀和较高温度的新材料,在我国拥有很好的发展前景。但是国内水相法CPVC产品应用受限的主要原因有三方面:①国内水相法CPVC产品生产厂家有10多家,产品性能达到国外先进水平的厂家只有上海氯碱化工股份有限公司少数几家,大多数水相法CPVC产品生产厂家技术存在问题;②国内对水相法CPVC产品加工存在技术缺陷,10家CPVC产品生产厂家,除上海氯碱化工股份有限公司掌握了CPVC管材加工混料配方技术外,其他基本不掌握,而CPVC板材等加工混料配方技术还没有一家掌握,这必然影响水相法CPVC产品在我国广泛应用的推广力度。③国内CPVC加工制品假冒产品猖獗,这也很大程度上影响了用户使用CPVC制品的信心。因此说,我国CPVC产品要大发展,必须多方面下功夫。
国内水相法CPVC市场的开发力度有限,特别是CPVC在型材和电缆料应用方面,在国内还处于初始阶段。特别值得注意的是,水相法CPVC树脂与PVC树脂相比加工难度更大,要解决后加工这个问题,必须解决CPVC树脂混配料的问题,事实上水相法CPVC树脂研究开发的核心技术就在于CPVC树脂混配料技术,即水相法CPVC树脂纯粉与加工助剂复合配方技术,它是加工高质量的CPVC树脂管材、板材和电缆料的关键技术,到目前为止,尽管国内已经有很多企业和科研单位进行了很多年的技术攻关,除上海氯碱化工股份有限公司等极个别企业能提供CPVC树脂管材混料配方外,其他企业均没有能力提供CPVC树脂,而对于CPVC树脂板材混料配方,国内企业均没有能力提供。因此,我国要真正实现水相法CPVC树脂的大规模推广应用,就必须尽快实现CPVC树脂混配料技术关键技术的突破。
等离子生产工艺研发速度加快
由于水相法CPVC生产存在大量废酸难以处理,且PVC氯化反应过程中存在PVC聚合度下降问题,国内外加快了等离子法生产CPVC技术开发步伐。等离子法生产CPVC技术是一种气固相生产方式,利用低温等离子体高效的引发氯化能力,生产氯化过程中PVC聚合度很少受到断裂影响,能达到高氯化高聚合度CPVC产品,且能克服目前水相法产品白度不高的问题,等离子法生产CPVC对PVC质量要求也没有水相法高等特点,不产生大量废酸水、干燥能耗小、生产成本很低,具有很好的市场和技术开发前景。
目前等离子法生产CPVC技术开发主要存在的问题是PVC氯化过程中,颗粒中心部分能否做到与颗粒表面氯化度一致的问题。
新疆天业万吨级等离子氯化法合成CPVC关键技术等3项课题已正式启动,3项目分别为国家“863”计划课题——面向氯碱化工的节能环保与安全管控MES开发与应用,以及国家科技支撑计划课题——万吨级等离子氯化法合成CPVC关键技术及装备工业化和等离子裂解煤产业化关键技术开发与示范。
万吨级等离子氯化法合成CPVC关键技术及装备工业化课题将采用拥有完全自主知识产权的新工艺,生产VPVC、氯化聚乙烯等具有更优越理化性能、更高市场附加值的耗氯高值产品,旨在实现西北地区氯元素本地消纳和利用,同时对过剩的PVC产能进行转化。该项目的成功研发,将实现能源节约和环境保护的协调发展,促进企业循环经济的发展,同时为该行业发展起到很好的示范作用。
等离子裂解煤产业化关键技术开发与示范课题立足于我国丰富的煤炭资源,采用热等离子体裂解方法直接将煤转化为乙炔等化工基础原料,具有低碳、低资源消耗、低污染、流程短、高效等特点,有望成为煤炭清洁利用的一条新的重要途径,也将成为替代石油和电石获取乙炔等化工基础原料的重要途径。该项目依靠我国相对丰富的煤炭资源来生产乙炔等工业原料,具有重要的现实意义和深远的战略意义。
制品以管道为主
CPVC产品在我国还处于起步阶段,是塑料加工业中的一个比较薄弱的项目,由于市场导向未到位,对这一具有强大市场活力的产品的认识还较幼稚,因此,目前我国CPVC制品还仅以一般CPVC管道为主。
CPVC/PVC管 国内批量生产CPVC/PVC管道的厂家有20家左右,其产品为电力输送服务,维卡软化点的目标值为93℃,颜色均为桔红色或桔黄色,国产树脂占70%~80%,年供货量在15000吨左右。应当指出,市场上CPVC/PVC管道的质量参差不齐,CPVC在树脂配比中也从0~80%不等,市场形象并不完美。
CPVC热水管及化工管 国内批量生产CPVC热水管及化工管的厂家不足10家,维卡软化点的目标值为110℃,颜色多为中灰或桔红色,国产树脂占30%~40%。选用进口CPVC树脂的产品质量明显优于使用国产树脂,特别是CPVC管件,国产CPVC树脂目前尚无注射专用料.。
CPVC/PVC玻纤包复增强管 国内专业生产CPVC/PVC玻纤包复增强管的厂家不足5家,其产品均为油田原油集输,维卡软化点的目标值为90℃,该产品使用压力高达20MPa,但由于CPVC加工技术缺乏,很难提高其耐热指标.应当指出,目前国内尚无CPVC型材,板材及片材制品的专业生产厂家。
因此,CPVC制品要在我国得到发展,必须克服加工技术问题,其中包括加工设备、模具及原辅料的质量、检测和标准等急需解决和澄清的问题。
表1 2012年我国主要CPVC生产企业及产能统计 万吨
企业 产能
上海氯碱化工股份有限公司 1.0
江苏天腾化工有限公司 0.5
东营旭业化工有限公司 0.5
陕西金泰氯碱化工有限公司 0.5
潍坊高信化工有限公司 1.0
河北沧州原贞新材料有限公司 0.3
威海金泓化工有限公司 0.4
潍坊市亚东化工有限公司 0.5
临朐县发达化工有限公司 0.5
内蒙古晨宏力化工有限公司 0.6
青海盐湖化工股份有限公司 0.6
杭电化 1.0
河北盛华 0.5
表2 2012年我国主要CPVC加工生产企业及产能统计 吨
企 业 产能
中国佑利控股集团 2000
环琪(太仓)塑料工业有限公司 2000
昆山协羽管道阀门有限公司 1000
上海佑利积水管道有限公司 1000
宁波北仓塑料防腐阀门厂 1000
上海汤臣塑料实业有限公司 500
天津鸿泰塑料管业有限公司 500
上海氯威有限责任公司 500