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醋酸乙烯-乙烯共聚物的发展现状 醋酸乙烯最具发展潜力的消费方向就是生产共聚物,而醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE乳液或EVA树脂)是生产与应用较多的品种。 4 s' Z# A- h; f+ q* D7 w
" F" Y ^# }/ Q/ _- MVAE是由无极性、结晶体的乙烯和强极性、非结晶体的醋酸乙烯酯单体聚合而成的乳液。VAE乳液是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的水分散体,是经高压乳液聚合得到乳液粘合剂,广泛用于涂料领域中的成膜物质和水泥砂浆抗裂增强改性剂等,以及粘合剂领域中塑料粘合剂、印刷品用复膜粘合剂、PVC静电植绒粘合剂、压敏粘合剂、木材粘合剂等诸多领域。EVA树脂具有良好的柔软性和橡胶般的弹性,在-50℃下仍可保持良好的可挠性,其透明度、表面光泽度和化学稳定性良好,抗老化和耐臭氧强度高,与填料的掺混性好,易于着色和成型加工,因此用途十分广泛。 . l( R, X4 T' j# X
+ Q) d- X& [ m4 K- I$ r2 N2 G依据制备工艺条件及乙烯、醋酸乙烯配方比例的不同,该类共聚物分成:醋酸乙烯-乙烯乳液、醋酸乙烯-乙烯树脂和醋酸乙烯-乙烯橡胶三大类产品。醋酸乙烯-乙烯共聚物(EVA)是继HDPE、LDPE、LLDPE之后的第4大乙烯系列共聚物,随着醋酸乙烯(VA)含量的增加,EVA的弹性、柔软性、粘合性、相容性、透明性和溶解性也相应改善。按其中醋酸乙烯(VA)的含量可分为3大类:VA含量在5%~40%的,一般称为EVA树脂,主要用来对聚乙烯改性、制造电线电缆料、薄膜以及其他成型制品和混合料等;VA含量在40%~70%的,一般称为EVA弹性体,主要用作橡胶弹性体、PVC改性剂及汽车工业部件等;VA含量在70%~95%的,通常制成乳液状态,称为VAE乳液,主要用作粘合剂及涂层、涂料。 : |, _ Y& o3 g1 ?3 }! x ]* ^" e
: Y* \/ I# ?+ X, i- u( m. \1. 生产技术 6 U% E; R9 Z: O
& }) x! ~% T, W/ ?0 x$ p国际上VAE生产多采用高压连续本体聚合法,在LDPE的高压聚合工艺装置中只要增加一些辅助设备,稍加改造即可生产EVA。国外高压法LDPE生产装置中,绝大部分都生产乙烯同其他极性单体(如醋酸乙烯)的共聚物,而在这些共聚物中,主要是VAE。美国LDPE装置生产的共聚物中80%为VAE。 7 k; g2 t, O6 |* v: F' J9 ]
, d. p d& \2 n: r' ]& Z& U一种新型热塑性弹性体EVA相比别的EVA来说大块凝胶更少,适用于要求苛刻的电线电缆绝缘,朗盛公司的Levapren EVA含有40%~80%的VA,可生产无卤、低烟的电线电缆,LevaprenEVA采用新的聚合工艺,提高了加工性能和成品质量,该工艺是凝胶量最小化,而凝胶会损坏表面,并可能在挤出中撕破绝缘层。新型EVA具有极低的压缩形变,易加工,不添加增塑剂。 " Y$ o) m% ]& D# I. u2 L
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2. 市场分析 ) ]& A* d9 Y L* L
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国外醋酸乙烯-乙烯共聚物主要的生产商为杜邦、陶氏化学、朗盛、USI、埃克森美孚、三井聚合化学、德山曹达、住友化学、尤尼卡等公司。2006年全球VAE年产量超过150万吨,美国居首位,约70万吨/年,日本约25万吨/年,德国约24万吨/年。
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朗盛公司2007年9月中旬宣布,投资1000万欧元(1387.5亿美元)扩增其在德国Dormagen的醋酸乙烯-乙烯共聚物装置。将使当地的最大生产量达到1.5万吨/年,扩能预计2009年完成。扩能是为了满足这种橡胶特种产品持续增长的需求。这种合成弹性体以Levapren和Levamelt产品名称销售,适用于汽车工业耐油和耐热部件,尤其用于密封件和软管。工程橡胶产品业务是该公司功能橡胶部的一部分,功能橡胶部2006年的销售额为177.6万欧元。 " u7 r& Z9 ~, ]9 U" o N3 [
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我国醋酸乙烯-乙烯共聚物主要的生产厂有北京东方石油化工公司(原北京有机化工厂)、燕山石化公司、大庆石化总厂、上海石化公司、北京化工厂、四川维尼纶厂等。其中北京东方石油化工公司4万吨/年VAE生产装置引进意大利埃尼化学公司技术,1994年建成投产,产品中VA含量为3%~28%,可生产14个品种。扬子石化-巴斯夫有限责任公司新建20万吨年的EVA生产装置于2006年建成投产。 3 o& ^, `0 r$ r" ~8 }
/ p4 L. r/ v$ B2004、2005和2006年我国醋酸乙烯-乙烯共聚物产量分别为约4.2万吨、4.8万吨和11.2万吨。
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. L9 o7 y9 f1 X2 i+ n2 `我国VAE乳液发展迅速,年产能力(包括中国台湾省地区)已近20万吨。上海石化公司在其LDPE装置上切换生产VAE,年产能力约6000吨。此外,国内还有2套高VA含量的VAE生产装置,在北京东方石油化工公司和四川维尼纶厂,均引进美国雷华德公司技术,原规模为2.5万吨/年。现大陆年产能力已达12万吨。
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) O5 ^& b( c. L 醋酸乙烯-乙烯共聚物是我国紧缺的合成材料,近几年来,我国醋酸乙烯-乙烯共聚物消费增长速度发展十分迅速。随着我国醋酸乙烯-乙烯共聚物下游工业的发展,1995~2006年表观消费量以年均22%的增长率上升,国内表观消费量已由1993年3.19万吨、1995年8.19万吨、1999年22.51万吨增加到2001年27.76万吨、2002年33.68万吨、2003年35.24万吨,2004年、2005年和2006年分别达到49万吨、52万吨和55万吨。表1列出近年我国醋酸乙烯-乙烯共聚物供需状况。 * Q3 v5 u. Z" H
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国内自给率一直较低,需求主要依靠进口解决,据统计,2001年和2002年进口量分别为23.9万吨和29.3万吨,2003年进口35.5万吨,2004年进口45万吨,2005和2006年分别进口约47万吨和44万吨。扬子石化-巴斯夫有限责任公司20万吨/年VAE产能达产后,预计短期内国内市场缺口会略有减少。目前我国VAE进口主要来源于周边国家和地区,中国台湾占VAE进口量的35%以上,韩国占20%,日本占5%,其他如新加坡、美国进口量也较大。 + A* W, ^' y4 d' X, Z
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表1. 近年我国醋酸乙烯-乙烯共聚物供需状况,万吨
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年份
; ]+ p' Z$ ], Q1 b | 产量 a, G: X W% C' g/ R
| 进口量 Z6 S9 H6 w+ ?( q
| 出口量 ! C& Z) K/ s9 u, F: ]$ |4 h* b; r
| 表观消费量 4 t! l* V5 L4 t! G, m0 ?
| 1998 " d; Z5 |) B! m0 m+ d9 `
1999
( s- p* K; N1 L. X2000
! ^, I9 o4 r. Q2001
# V% u) B7 ^2 P4 j) }2002
0 Z8 B( L) c2 t8 R2003
4 u* ^8 v1 c: S2 S9 x+ c: e2004
. y) n$ w& k' C. y4 j# y: L) E! o2005
. X3 K4 P; e% z4 P( [7 I2006
# q* f9 f' F9 G7 w+ Z8 q | 2.61 $ \1 z; g4 A c" W0 I
3.81 , C U/ X1 J7 [' J$ h
4.10 % o$ {" [5 _7 f$ ^" ^
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4.11 0 c* p/ B4 s, e7 _$ e
4.20
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| 15.22
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21.98
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35.50
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44.10
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# o! A1 m" ?3 _2 ?$ j ~/ s 南京扬-巴公司20万吨/年EVA生产装置投产后打破我国EVA生产严重产不足需的局面,不过即便如此,我国EVA产能与需求之间仍存在约20万吨的市场缺口,且随着消费的增速,未来市场缺口将会加大。因此,国内应加快再建设一套规模为10万吨/年左右的EVA装置,以尽快扭转当前国内市场供应不足和依赖进口的局面。
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北京化工大学通过对北京有机化工厂引进的美国雷华德公司VAE乳液技术进行研发改进,使产品技术指标达到或超过雷华德产品水平,目前科研人员正致力于叔碳乙烯酯—乙烯共聚物乳液的开发。这种新乳液的耐碱性、耐水性比现有的VAE乳液更优。该产品已在兰州石化研究院1000升中试装置试车,产品性能基本达到国外同类产品水平。VAE乳液1965年由美国空气产品化学公司首创并推向市场。在随后的几年中,该公司的其他EVA乳液品种以及杜邦公司、加利福尼亚联合石油公司的VAE乳液产品相继问世。1969年日本也开始VAE乳液的生产。我国是VAE乳液的使用大国,1988年,北京有机化工厂开始引进美国雷华德公司技术。1990年,四川维尼纶厂也从雷华德公司引进了同样技术,主要生产VAE707和VAE705两个牌号的乳液产品。2005年,北京有机化工厂经过扩能和扩建,年生产能力达到6万吨,四川维尼纶厂年生产能力4万吨,而我国VAE用量达20万吨,产品供不应求,每年均依赖进口来满足市场需求的持续增长 2 d# p, W; t* B; R/ M2 p7 N9 `
/ t" [* Y! i6 I2 x% D 今后几年我国醋酸乙烯-乙烯共聚物需求量将以年均8.8%的速度增长,预计到2010年我国醋酸乙烯-乙烯共聚物年需求量将达到70万~80万吨。其中,农膜需求年均增长率将达到12%,将成为拉动国内EVA需求快速增长的最主要动力。因此,我国加快发展醋酸乙烯-乙烯共聚物产业是当务之急。 |
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