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摘 要： 摘要:介紹了國內氯化高聚物如氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化橡膠等的生產技術現狀、應用及市場前景,分析了我國與國外先進水平的差距,并提出了發展建議。 關鍵詞:氯化高聚物;應用;生產現狀;市場預測 高聚物通過氯化改性后,它的一系列性能(包括工藝性能、物理
摘要:介紹了國內氯化高聚物如氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化橡膠等的生產技術現狀、應用及市場前景,分析了我國與國外先進水平的差距,并提出了發展建議。
關鍵詞:氯化高聚物;應用;生產現狀;市場預測
高聚物通過氯化改性后,它的一系列性能(包括工藝性能、物理機械性能、化學穩定性、耐燃性等)可以獲得顯著改善,成為新的、具有不同用途的高分子材料。我國氯堿工業近幾年發展迅速,為了平衡氯氣,各氯堿企業都在積極開發氯的下游產品。氯化高聚物是一種投資省、風險小、效益顯著的產品,近幾年其發展受到重視。本文簡要介紹國內主要氯化高聚物的應用及生產現狀。
1氯化高聚物品種介紹
1.1氯化聚乙烯
1.1.1產品應用及市場預測
氯化聚乙烯(簡稱CPE)是由高密度聚乙烯經氯化改性而制得的高分子合成材料,由于其分子中無不飽和鍵,呈線形無規則結構,使其具有一系列優點:耐熱、耐油、耐臭氧、耐老化、阻燃、耐化學藥品、耐電暈、絕緣性好等。CPE經加工后既可用于塑料制品,也可用于橡膠制品,用途十分廣泛。
CPE主要用作PVC的抗沖擊改性材料及ABS的抗沖擊、阻燃改性劑,近幾年在交聯橡膠中的應用,特別是作為電線、電纜的絕緣或護套材料得到了迅速推廣。我國PVC年產量近200萬t,其中26%為硬質材料,建筑業中PVC管材及異型材的推廣,需要大量的改性CPE,CPE在橡膠領域的應用也迅速擴大,因此CPE的市場仍有較大的空間。
1.1.2生產現狀
CPE主要有三種生產工藝:溶液法、水相法、固相法。水相法占主要地位;溶液法由于成本高,溶劑對環境有污染,后處理難度大等原因,其發展速度不如水相法和固相法;國外一些大公司對固相法進行了開發,至今未見大規模生產的報道。我國CPE的生產主要采用水相法,主要有兩種技術:一是安徽省化工研究院的技術;二是濰坊亞星集團引進德國赫斯特的酸相法技術,是水相法的變形。水相法工藝氯氣利用率高,產品含氯量穩定;但設備腐蝕嚴重,廢水排放量大,對環境有污染,且產品易變色。酸相法是目前世界上CPE最先進的生產工藝,與一般水相法相比,產品質量好,廢水排放量少,設備腐蝕低。湖北化學研究所和青島化工學院于20世紀80年代開始對固相法CPE生產技術開展了研究,先后在福建、湖北建廠生產,形成了自己的特點:工藝簡單,生產成本低,污染小;但由于傳熱等原因,規模放大難度較大。現在我國生產CPE的大小廠家有60家左右,總能力近10萬t。大多數廠家規模在1000～3000t/a,生產成本較高,只有濰坊亞星集團、東臺天騰化工集團、吉蘭泰鹽化集團等幾家企業生產能力在6000t/a以上。由于各廠壓價競爭,嚴重影響了我國CPE的發展,需要加以協調。
1.2氯化聚氯乙烯
1.2.1產品應用及市場預測
氯化聚氯乙烯(簡稱CPVC)又名過氯乙烯,以PVC樹脂為原料經氯氣氯化而成。CPVC能耐大多數的酸、堿、鹽,具有很好的耐化學腐蝕性,耐熱溫度比PVC高30～40℃,與其它高分子材料相比具有良好的耐熱性。CPVC廣泛用于管件、注塑成型;可用于氯化纖維的改性,制造復合材料、發泡材料、涂料及粘合劑等[1];還可用作塑料的改性劑,它與熱塑性或熱固性的塑料共混制造合金,可改善這些材料的性能,使之成為性能更為優越的工程塑料。
近年來CPVC材料在國內建材及其它行業應用發展很快,每年約需近萬噸,國內生產不足4000t,大部分依賴進口,因此很有必要加快國內的開發速度。
1.2.2生產現狀
CPVC的生產方法主要有三種:溶液法、水相法、固相法。現在國內企業采用溶液法生產CPVC,主要有錦化化工(集團)有限公司(2000t/a)和上海氯堿化工股份有限公司(1000t/a)。20世紀70年代安徽省化工研究院用水相法研制CPVC取得了成功;此外無錫化工集團股份有限公司研究液相懸浮法生產CPVC也獲得成功,于1987年建成了100t/aCPVC生產線;80年代湖北化學研究所和青島化工學院開展固相法生產CPVC也獲得成功。國內采用固相法生產CPVC的廠家有武漢葛店集團。
我國CPVC的生產廠家一般規模偏小,質量檔次不高,應用開發力度不夠,使我國應用于管材、硬制品方面的CPVC大量依賴進口,我國的CPVC質量與數量上均不能滿足國內需求。
1.3氯化橡膠
1.3.1產品應用及市場預測
氯化橡膠(簡稱CR)是由天然或合成橡膠經氯化改性后得到的橡膠衍生物。氯化橡膠是一種重要的成膜材料,具有優良的粘附性、耐化學腐蝕性、耐磨性、快干性、防透水性和難燃性,用途廣泛。氯化橡膠因分子量大小或粘度高低分為不同品種型號而應用于不同領域。低粘度的CR主要用于油墨添加劑、噴涂漆;中粘度產品主要用于配制涂料,如噴涂漆、耐化學腐蝕漆、建筑涂料、阻燃漆、船舶漆、集裝箱漆等;高粘度產品主要用于粘合劑,用于天然橡膠、合成橡膠,特別是極性橡膠與金屬的粘合。CR不僅可以作膠粘劑的主體,而且還可作輔助材料,用于氯丁橡膠和丁腈橡膠粘合劑,能顯著提高其性能。隨著CR應用領域不斷擴大及我國航運工業和海軍的發展,船舶、集裝箱及艦船用CR漆料的需求量不斷上升,建筑、公路等也需要大量的CR涂料。2000年我國CR需求量達1.5萬t以上,而我國CR的實際產量不足3000t,與市場需求有較大差距,國內氯化橡膠發展前景廣闊。
1.3.2生產現狀
CR主要有兩種生產方法:溶劑法和水相法。國內CR的生產大部分采用四氯化碳溶劑法。廣州化工廠采用溶劑法生產CR,生產能力1000t/a。四氯化碳分離和粘度分級是溶液法生產CR的關鍵和難點[2],江蘇石油化工學院對這兩個問題進行了長期研究,取得了突破性進展。
我國是世界上生產CR的少數國家之一,與國外先進水平存在很大的差距,主要表現在:規模小,四氯化碳消耗定額太高及在產品中的含量偏高,一些領域還需大量使用進口產品。
1.4其它氯化高聚物
高氯化聚乙烯(簡稱HCPE)指含氯量大于60%的CPE,具有優良的溶解性和成膜性,它的韌性和抗沖擊性能明顯優于氯化聚氯乙烯,是優良的防腐蝕涂料,具有防海水、耐酸堿、耐老化、粘結力好等特點,可用于船舶、火車、橋梁的防腐及馬路、機場的標志漆。我國HCPE的年產量約有500t,預計近幾年市場需求將有較大發展。HCPE的生產以水相懸浮法為主,生產設備和過程與CPE基本相同。安徽省化工研究院研究的水相法HCPE在中粘度樹脂領域取得突破性進展,產品在溶解速度、溶解度及透明性方面接近國外水平,并達到實用階段。安徽省化工研究院實驗廠、浙江裕達化工廠、山東成陽化工廠先后以水相法生產HCPE。固相法生產HCPE由湖北化學研究所于1992年開發成功,并在湖北、福建建廠生產,青島化工學院也對固相法生產HCPE進行了研究,并申請了專利。
相關期刊推薦：《中國氯堿》是由中國氯堿工業協會主辦的期刊。主要報道內容為國家有關改革動態、政策信息、行業活動，氯堿行業生產經營狀況，技經統計信息，國內外先進管理經驗、生產技術、發展動態、科技成果等;服務對象主要是氯堿企業的管理干部、工程技術人員、操作工人，也可供與氯堿行業有關的機械制造、原輔材料供應廠礦、科研院(所)大專院校的專業人員參考。
氯化聚丙烯(簡稱CPP)主要用于高級油墨、粘合劑、涂料等,國內CPP的年需求量超過1萬t,因國產CPP產量低,僅為2000t,牌號少,質量差,遠不能滿足市場需求,相關用戶需從國外高價進口。隨著上述行業的發展,對CPP的需求將會快速增長,CPP呈現很好發展前景。
除上面介紹的幾個品種外,氯化乙烯—醋酸乙烯共聚物(CEVA)、氯化丁基橡膠等氯化高聚物也都有良好發展前景。
2我國氯化高聚物工業與國外的差距
我國氯化聚乙烯的生產已達世界先進水平,主要以濰坊亞星集團為代表。但其它氯化高聚物與世界先進水平比較還存在較大差距,主要表現在:①裝置規模小。②技術水平低,四氯化碳法面臨嚴重的生存危機,替代技術開發緩慢,創新意識低。除CPE外,其它氯化聚合物大部分采用四氯化碳法生產,四氯化碳消耗定額很高,對人類環境及人體健康造成很大危害。根據《蒙特利爾議定書》,2005年我國就要禁止使用四氯化碳,開發替代技術已刻不容緩,但其它技術還不成熟。③品種牌號少,應用面窄。許多牌號還需從國外進口。
3結束語
氯化高聚物是一類耗氯精細化工產品,具有附加值高、應用范圍廣的特點,是氯堿企業平衡氯氣、走精細化工道路的一類具有市場前景的產品。我國的氯堿企業應吸取濰坊亞星CPE的成功經驗,先引進國外成熟技術,消化吸收后再擴大規模,占領我國氯化高聚物市場。——論文作者：李宗耀,張建設
