醋酸乙烯-乙烯共聚物的发展现状

吴忠元

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。
9 L, s9 b! c( o) q/ @
  B( L, ^. @1 X2 q0 o# oVAE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。
; |8 `! A# s( T* b0 s/ W
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。

1. 生产技术
( h9 \; W- F7 U
2 `; R% @4 F! S2 q+ h. C7 i# I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。

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。

2. 市场分析
) b8 Q. A5 D9 ~/ ^$ P
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。

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。
% i/ \# h' D2 S; p
/ m- h; e8 Q; Y+ o9 G9 K, s4 i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。

4 w+ ~! ^, L, N! c5 O# N9 a5 u2004、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。

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。
8 u1 F+ F% g# V/ |  H
  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。
$ X  g+ a, M3 z9 R! v- C4 X
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。

   表1.     近年我国醋酸乙烯-乙烯共聚物供需状况，万吨
( l5 _0 ]1 g1 N# z9 [( P

年份 ! I9 n# H# T% m	产量 - c' T! _1 M6 f# o+ v+ h6 ]	进口量 1 T5 o; J; J4 n* N- D# L+ D' d, `	出口量 8 D/ t0 A+ R  _  ?8 Y* {; w5 R! j	表观消费量 % ]0 j4 r8 {0 K' ~6 z. r
1998 1999 ' [$ K. {8 J" j& O 2000 & t6 D/ ^" \' g- f 2001 2 Z2 k- F7 p& d6 E% g; n" \ 2002 2003 1 h. I+ i3 o  C6 e; w; J2 W 2004 * B  Y7 ~) T; N5 s) S' X 2005 2006	2.61 3.81 4.10 3.84 6 E3 Y# g, X5 ~$ c9 {7 E 4.44 4.11 / j5 R( ?) f8 q; y" y! }) e 4.20 & n3 A& x$ L$ Q" {$ P0 i9 [ 4.82 . C. e4 W7 N2 ]; X 11.20   p9 K5 u7 @0 [1 `$ d; X" Z	15.22 18.77 0 l! x, L) `6 p  J8 d 21.98 23.96 29.31 ' d- e# h$ _1 w& ?9 w 35.50 45.00 * A7 G3 z$ X2 v# F1 h 47.20 ( T$ |/ }( z- e; {" e 44.10 3 S' a6 o1 n( e2 X1 e# p/ ^	0.26 & l$ j3 y  u7 N 0.07 0.15 0.04 0.06 $ P6 G; e6 [3 f, |/ y 0.10 0.10 0.10 0.10 8 [' h8 Y) z# M! `	17.57 ! ]( @; ^- l0 b0 o/ I& _, w 22.51 ! n9 ?/ b- j$ k( [9 h 25.93 27.76 + l! r+ p2 m' H/ E8 F 33.68 % J9 t: N2 \3 F. k9 B) r# j4 d/ M' H( d 39.51 ) p5 Q6 O& C: ]" X 49.10 51.92 & X# o+ ~, J6 i 55.20 + f% F* k. j% o9 e

  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。

  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
6 `! l* c" j* {+ F
; U; a6 d% s% \8 s; E  |/ ]    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。