中国热点化工产品市场分析464
国内外塑料助剂产业发展状况（上）
□ 中国化工信息中心 颜庆宁
塑料助剂是用于塑料成型加工品的一大类助剂，包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、冲击改性剂与加工改良剂等。其中着色剂属于塑料专用化学品。随着塑料合成树脂行业的发展，我国的塑料助剂行业应用领域不断拓宽，产品品种有了较大幅度的增加，目前已成为门类比较齐全、产品品种繁多的重要行业，在技术水平、产品结构、生产规模和科技人员的素质等方面均有长足的发展，基本满足了下游行业对塑料助剂产品的需求。
2013年，全球塑料助剂产量和消费量近1300万吨，其中增塑剂占全球塑料助剂总量的近60%；第二是阻燃剂占全球塑料助剂总量的15%以上；第三是热稳定剂占全球塑料助剂总量的8%；其他依次为抗冲击改性剂与加工改良剂、润滑剂、抗氧剂、发泡剂、抗静电剂和光稳定剂。
北美塑料助剂消费量占全球塑料助剂总消费量的15%，西欧塑料助剂消费量占总消费量的17%，我国塑料助剂消费量占总消费量的32%，其他国家和地区塑料助剂消费量占总消费量的36%。我国为全球塑料助剂的最大消费国。
伴随我国炼化一体化和煤制烯烃的装置快速发展，国内合成树脂产销量将保持快速增长的态势，尽管产量不断增加但目前每年进口量超过1600万吨。根据中国石化联合会统计数据和海关数据显示，2013年我国5大合成树脂消费量接近5800万吨左右。2009～2013年的年均增长率在4.8%，近年来我国主要合成树脂及塑料制品产量统计见表1。合成树脂产销量的增长加大了对塑料助剂的需求量。
我国塑料加工产品结构特点使聚氯乙烯增塑剂成为塑料用助剂中产销量最大的品种，其消费量约占塑料助剂消费总量的60%左右；热稳定剂、阻燃剂、着色剂各占近10%；其他助剂品种共占不足20%。按照助剂品种消费量的年平均增长率依次排序应为光稳定剂约60%、抗氧剂约30%，发泡剂、润滑剂、冲击改性剂与加工改良剂、抗静电剂、增塑剂、阻燃剂10%，热稳定剂5%。
按照助剂品种年消费量的年均增长率来看，增幅最大的光稳定剂年均增长率超过50%，其次是抗氧剂年均增长率超过30%、偶联剂年均增长率超过20%。
表1 2009~2013年我国合成树脂及塑料制品产量 万吨
年份 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 ABS 塑料制品
2009 813 821 916 247 128 4479
2010 985 917 1130 250 134 4813
2011 1015 981 1295 283 159 5474
2012 1030 1122 1318 210 106 5782
2013 1174 1239 1530 225 130 6188
年均增长率/% 7.6 8.6 10.8 -1.8 0.3 6.7
* 注：ABS——丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
1增塑剂
聚氯乙烯(PVC)属于硬质高聚物，要使其变为软质塑料, 可加入增塑剂。增塑剂插入到PVC分子链中,可减弱分子链间的次价键,使其容易滑动,并降低PVC与增塑剂间的界面能,从而降低玻璃化温度、软化温度、熔融温度等,提高PVC的柔软性和流动性，达到增塑目的。
我国是世界上最大的PVC产销国，2013年PVC产量达到1530万吨，同时我国也具有世界最大的增塑剂市场，增塑剂约占全球总消费量的38%，并且今后5年仍将保持较快的增长速度。目前增塑剂消费仍以邻苯二甲酸类为主，我国邻苯二甲酸类增塑剂约占总消费量的80%，美国占61.9%，西欧占67%。
我国与欧美国家邻苯二甲酸类增塑剂的产销结构相差很大。我国邻苯二甲酸类增塑剂消费量中邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DOP）占71%，邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）占22%；美国邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二癸酯（DIDP）、邻苯二甲酸二（2-丙基庚）酯（DPHP）的消费量之和占到66%，邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DOP）消费量占不到14%；西欧邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二癸酯（DIDP）、邻苯二甲酸二（2-丙基庚）酯（DPHP）消费量之和占到78%，邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DOP）消费量占不到11%。由于我国缺少异壬醇、癸醇、2-丙基庚醇等原料来源，使得国产增塑剂中DINP、DPHP、DIDP在邻苯二甲酸类增塑剂中的比例一直不高。
其他的增塑剂品种还有：脂肪族、对苯二酸类、环氧酯类、苯甲酸盐类、磷酸盐类、偏苯三酸酯类和聚合物类增塑剂。这些品种目前美国占增塑剂总消费量的40%，我国占增塑剂总消费量的20%。我国这些品种2013～2018年将以每年4.5%的速度增长。
美国增塑剂主要生产企业有14家，西欧有20家，日本有11家，中国有45家。
近年来，添加增塑剂DOP的PVC塑料因在使用过程中存在DOP部分迁移的问题，欧、美、日、韩等国已限制或禁止其用于医用输注器械和塑料玩具等领域，并将环氧酯类、柠檬酸酯类等环保增塑剂作为其替代品用于食品包装、医疗用品、儿童玩具等领域。
增塑剂新品种今后的研发创新方向是研制开发环保性更强、能效更高、功能更优越、价格更低廉、生产过程更低碳产品，包括高碳醇酯类、柠檬酸酯类、环氧类、聚酯类、生物降解类5大类在内的环保型增塑剂。目前国内的主要研究单位有浙江大学、江南大学、华东理工大学和天津大学等。
2 抗氧剂
塑料作为日常生活中的重要材料，其应用领域不断拓宽，但高分子材料无论是天然的还是合成的，都易发生氧化反应，使材料褪色、泛黄、硬化、龟裂、丧失光泽或透明度等，进而导致抗冲击强度、抗挠曲强度、抗张强度和伸长率等物理性能大幅降低，影响塑料制品的正常使用。目前延缓高聚物氧化作用的措施较为适宜的有改进高聚物的化学结构、对活泼端基进行消活稳定处理和添加抗氧剂等。其中，添加抗氧剂是高聚物稳定化处理最简单通用的方法，抗氧剂是抑制或延缓高聚物受大气中氧或臭氧作用而降解的添加剂，是塑料中应用最广泛的助剂。
抗氧剂是能有效降低塑料材料自氧化反应速度、延缓塑料材料老化降解的塑料助剂，其应用几乎涉及所有的聚合物制品。塑料用抗氧剂通常包括酚类抗氧剂、磷类和硫类辅助抗氧剂以及金属离子钝化剂等，抗氧剂品种以受阻酚类为主。
2013年，全球抗氧剂的总产量和消费量在40万吨左右，抗氧剂的需求和生产从欧、美、日向新兴的亚洲市场，特别是向我国和印度转移，目前我国成为全球主要抗氧剂生产国和消费国，抗氧剂产能超过15万吨，产量超过10万吨，消费量近10万吨，产量和消费量都位于全球第一。
抗氧剂主要包括酚类、亚磷酸酯类、含硫类化合物。北美市场酚类抗氧剂占抗氧剂总消费量的50%以上，主要包括高级烷基化酚类和少量2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；有机亚磷酸酯类抗氧剂占抗氧剂总量的30%以上，主要包括有机固体亚磷酸酯和有机液体亚磷酸酯、三（壬苯基）亚磷酸盐；含硫类占5%。西欧市场受阻酚类抗氧剂占抗氧剂总消费量的近50%；有机亚磷酸酯类抗氧剂占抗氧剂总消费量的近40%。日本市场受阻酚类抗氧剂占抗氧剂总消费量的50%以上；有机亚磷酸酯类抗氧剂占抗氧剂总消费量的30%以上。我国市场受阻酚类抗氧剂占抗氧剂总消费量的近70%；有机亚磷酸酯类抗氧剂占抗氧剂总消费量的近20%。
北美抗氧剂主要生产企业有10家，其中生产酚类、有机亚磷酸酯、硫代酯类等种类齐全的公司有巴斯夫（BASF）和科聚亚(Chemtura)两家公司；西欧抗氧剂主要生产企业有6家，其中生产酚类、有机亚磷酸酯、硫代酯类等种类齐全的公司有BASF（德国）和科聚亚（欧洲）两家公司；日本抗氧剂主要生产企业有12家，其中生产酚类、有机亚磷酸酯、硫代酯类等种类齐全的公司有旭电化和住友化学有限公司两家公司。目前我国还没有生产酚类、有机亚磷酸酯、硫代酯类等种类齐全的规模化企业。
未来几年，预计北美、西欧和日本抗氧剂消费年均增长率为1%～2%，我国抗氧剂消费年均增长率为6%～7%，预计2016年消费量达到11万吨，增长最快的是受阻酚类抗氧剂，其次是亚磷酸酯类抗氧剂。
随着塑料工业的快速发展，尤其各种新型功能性塑料的不断开发与应用，今后我国抗氧剂总体发展趋势为向专业化、系列化、复合化、高效化、绿色环保化等方向发展；在抗氧剂性能方面向高分子量、挥发性能低、耐析出性高、耐水解性、耐高温性、多功能化等方向发展；在生产方面向连续化、自动化、大吨位化技术改进方向发展；在环保方面向无毒或低毒，对人安全方向发展。重点研发高分子量受阻酚品种；耐水解稳定高、挥发性低、耐析出性高、耐久性高的亚磷酸酯品种；效果好、综合性能佳、多种助剂复合型产品；以维生素E为基础的绿色天然抗氧剂等。
3光稳定剂
光稳定剂是抑制或减缓由光氧化作用引起的高分子材料发生降解的助剂。随着高分子合成材料的快速发展，尤其是合成材料在户外应用的日益增加，光稳定剂已成为塑料助剂的重要类别。
光稳定剂按其作用机理可分为4类:①自由基捕获剂，主要是受阻胺类光稳定剂（HALS）；②紫外线吸收剂（UVA），按化学结构分主要有二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类和水杨酸酯类；③猝灭剂，主要是二价镍螯合物和取代酚或硫代二酚等；④光屏蔽剂，主要有炭黑、氧化锌、氧化钛等。
三嗪类是近年才发展起来的高端产品，热稳定性和光稳定性最好，由于价格较高，主要用于工程塑料中；苯并三唑类紫外线吸收剂安全性好，因性价比较高，目前消费量最大，广泛用于各种塑料；二苯甲酮类紫外线吸收剂耐光性差，属于低端产品，主要用于塑料。
2013年，全球光稳定剂的总产量和消费量在5.5万吨。美国、西欧、中国、日本为主要消费国，其中美国光稳定剂消费量占全球总消费量的20%，西欧占25%，中国占15%，日本占8%，其他国家约为32%。
北美HALS占光稳定剂总消费量的50%以上，苯并三唑类占20%以上，二苯甲酮类占20%以下。西欧HALS占光稳定剂总消费量的近70%，苯并三唑类占20%以下，二苯甲酮类占10%以下。目前我国大量应用的主要是HALS占光稳定剂总消费量的近55%、二苯甲酮类占23%，苯并三唑类占17%。
未来几年北美、西欧和日本光稳定剂消费预计年均增长率为0.5%～3%，我国光稳定剂消费年均增长率为8.5%～9.5%，预计2016年消费量将达到1.1万吨。
北美光稳定剂主要生产企业有3家，为BASF、氰特工业公司和菲柔公司；西欧光稳定剂主要生产企业有8家，其中有3家企业属于BASF公司；日本光稳定剂主要生产企业有6家，目前我国光稳定剂主要生产企业有12家。
国内受阻胺类光稳定剂的研究始于20世纪70年代，80年代开始生产GW540（亚磷酸三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)酯）主要用于农用聚乙烯（PE）膜，但由于性能和毒性的原因，从1997年产量逐年减少。随后国内单位又在国外开发出产品的基础上，推出第二代光稳定剂光稳定剂770（癸二酸二(2,2,6,6四甲基-4-哌啶基)酯）、光稳定剂622（聚1-(2-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯）。目前已研究出第三代光稳定剂944(叔辛胺三嗪与乙二胺哌啶的聚合物)，并开发出光稳定剂783，光稳定剂783是光稳定剂622与光稳定剂944按一定比例在溶剂中溶解后，再将溶剂脱出后而得到的复合产品。目前光稳定剂770、622、944、783国内已经工业化生产。
目前国内生产和应用的二苯甲酮类光稳定剂主要有UV-531和UV-9；苯并三唑类光稳定剂主要有UV-326和UV-327。（未完待续）