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環(huán)氧乙烯基酯樹脂是一種由環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸反應(yīng),并加入苯乙烯單體而制得的高性能熱固性樹脂。這類樹脂既結(jié)合環(huán)氧樹脂優(yōu)良的耐熱、機(jī)械及化學(xué)性能,又兼有不飽和聚酯樹脂良好的加工工藝性能;此外,其酯鍵邊的甲基屏蔽效應(yīng)對(duì)酯基起到了保護(hù)作用,提高了樹脂的耐水性能。這類樹脂與通用型不飽和聚酯樹脂相比較,具有較高的化學(xué)性能和物理性能,被廣泛用于高要求的復(fù)合材料領(lǐng)域中,如電解槽、電除霧器、高溫冷卻塔、煙囪、 煙道、除塵器、高壓管道、高壓氣瓶、閥門、酸鹼庫(kù)、儲(chǔ)罐、脫硫裝置、洗滌塔、吸收塔、污水處理工程、防腐地坪、模塑格柵、酸洗滾筒、抽油桿;精密電器部件、光纜纖維拉伸桿、風(fēng)機(jī)葉片、高壓開關(guān)盒、電熨斗、燃料電池雙極板、印刷電路板、電器絕緣體、電器薄片復(fù)合物;頭盔、高爾夫桿、保齡球、高速快艇、海洋游艇、運(yùn)動(dòng)艇;拖車底盤、汽車部件等,全國(guó)市場(chǎng)總需求量在二萬(wàn)噸左右,今年預(yù)計(jì)全國(guó)產(chǎn)量達(dá)二萬(wàn)五千噸。
(一)中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的起源
中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的開發(fā)與應(yīng)用的開創(chuàng)者,華東理工大學(xué)及其后來建立的華昌聚合物公司立下了卓著的功勛。六十年代初期,華東理工大學(xué)前身華東化工學(xué)院以周潤(rùn)培教授為首的當(dāng)時(shí)一批中、青年專家教授開始涉足了這一樹脂的開發(fā)。周潤(rùn)培教授從國(guó)外文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)環(huán)氧乙烯基酯樹脂在防腐蝕領(lǐng)域中應(yīng)用研究十分活躍,1963年開始有實(shí)用階段的報(bào)導(dǎo)。對(duì)此,周教授等一批技術(shù)人員選擇了具有廣闊前景的環(huán)氧乙烯基酯樹脂作為研究方向,開展了一系列的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。
表一:六十年代國(guó)外研發(fā)VER的代表企業(yè)
研發(fā)單位 產(chǎn)品牌號(hào) 報(bào)導(dǎo)年月
美國(guó)SHELL化學(xué)公司 ICY雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂 1964年
美國(guó)DOW化學(xué)公司 DERAKANE雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂 1966年
日本昭和高分子株式會(huì)社 RIPOXY雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂 1968年
當(dāng)時(shí),籌建的上海石化總廠為了實(shí)現(xiàn)維綸廠醛化液防腐材料的國(guó)產(chǎn)化,資助了5000元經(jīng)費(fèi)給周教授的課題組。這樣課題組的開發(fā)有了明確的方向后,經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)于一九八零年拿出了第一批產(chǎn)品,用于制作防醛液玻璃鋼地坪獲得成功。環(huán)氧乙烯基酯樹脂開發(fā)成功,獲得當(dāng)年上海市重大科技成果,給課題組繼續(xù)深入研究帶來了巨大的動(dòng)力。從八十年代到九十年代中期,周教授等一批專家教授以MFE為命名的商品牌號(hào)開發(fā)的成果不斷(附表二),先后完成了標(biāo)準(zhǔn)型及改性型環(huán)氧乙烯基酯樹脂,并投放到當(dāng)時(shí)學(xué)院附屬化工廠擴(kuò)產(chǎn)。產(chǎn)品出來后,周教授帶領(lǐng)學(xué)院化工廠的一批科技人員積極與江蘇省玻璃鋼企業(yè)取得了密切聯(lián)系和合作。當(dāng)時(shí)宜興地區(qū)的一些企業(yè)接到大量高要求的防腐工程和地坪,通用型不飽和聚酯樹脂滿足不了要求,對(duì)此,院廠開展了密切合作,使MFE環(huán)氧乙烯基酯樹脂成功采用在國(guó)內(nèi)大型石化企業(yè)的引進(jìn)工程上。周教授他們以此為發(fā)展契機(jī),把應(yīng)用成果推向了全國(guó)的化工防腐行業(yè)和冶煉行業(yè),并不斷根據(jù)市場(chǎng)反饋信息,深化研究課題。到九十年代末,周教授和華昌公司相繼完成推出了標(biāo)準(zhǔn)型、阻燃型、酚醛改性型、高交聯(lián)密度型、 柔性型、PU改性型等成果。2000年,華昌公司環(huán)氧乙烯基酯樹脂產(chǎn)銷量達(dá)到了800噸,占了當(dāng)時(shí)全國(guó)需求量的一半以上。2002年,華昌公司突破了千噸。在此同時(shí),上海新華樹脂廠也研究開發(fā)了3200#系列環(huán)氧乙烯基酯樹脂。從而,上海地區(qū)華昌和新華兩廠成為中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的發(fā)源地。華東理工大學(xué)和華昌聚合物公司以產(chǎn)學(xué)研的組合形式完成了中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂從無到有、從有到系列,從系列到品牌的完善過程,靠自主創(chuàng)新走進(jìn)了全球環(huán)氧乙烯基酯樹脂六強(qiáng)企業(yè)的行列。(美國(guó)DOW、日本昭和、ASHLAND、華昌聚合物、臺(tái)灣上緯、荷蘭DSM)
表二:華東理工大學(xué)華昌公司逐年推出的VER樹脂牌號(hào)
年份 商品牌號(hào)
1980年 MFE
1981年 MFE-2,MFE-2(A)
1984年 MFE-3
1998年-2000年 MFE-4,-5,-6
(二)中外品牌企業(yè)大舉進(jìn)入市場(chǎng),激發(fā)中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的增長(zhǎng)
二十世紀(jì),中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)引入國(guó)際現(xiàn)代化裝備和技術(shù)后,取得了快速發(fā)展,高性能復(fù)合材料的需求帶動(dòng)了環(huán)氧乙烯基酯樹脂增長(zhǎng)。在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,顯示了該樹脂獨(dú)特的優(yōu)越性,成為高性能復(fù)合材料中重要的基體材料,突顯在冶煉化工行業(yè)、精密高能電器電子行業(yè)、海陸空交通行業(yè)、傳統(tǒng)能源的節(jié)能減排和可再生能源開發(fā)的領(lǐng)域。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明,從2002年到2006年,中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的需求量平均以65%的速度增長(zhǎng)。
表三:2001-2006年中國(guó)VER需求量統(tǒng)計(jì)
年代 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
萬(wàn)噸 0.2 0.35 0.55 0.8 1.2 2.1 2.5(預(yù)測(cè))
增長(zhǎng)率% 75 57 70 50 75 33
這五年,環(huán)氧乙烯基酯樹脂在國(guó)內(nèi)的擴(kuò)大應(yīng)用,源于一批海外環(huán)氧乙烯基酯樹脂開發(fā)應(yīng)用的先導(dǎo)型企業(yè),于九十年代末進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的結(jié)果。美國(guó)DOW化學(xué)公司于九十年代中期將其產(chǎn)品引入中國(guó)市場(chǎng),DOW樹脂和其經(jīng)典應(yīng)用案例對(duì)中國(guó)客戶一體化服務(wù)的形式,助推了中國(guó)玻璃鋼行業(yè)對(duì)這一樹脂采用的高度認(rèn)識(shí)。據(jù)國(guó)內(nèi)最早代理DOW的環(huán)氧乙烯基酯樹脂的無錫格林達(dá)國(guó)際貿(mào)易有限公司提供資料說明,DOW化學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)轿坏姆?wù)精神,使其樹脂一步步進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),到2003年突破了600噸。這年,中國(guó)市場(chǎng)對(duì)該樹脂的實(shí)際消費(fèi)量達(dá)到了5500噸。可以這樣認(rèn)為,華昌和DOW是推進(jìn)中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂深入運(yùn)用的兩支勁旅和里程碑。2000年以后,臺(tái)灣上緯公司在上海松江投資200萬(wàn)美元建立上緯(上海)精細(xì)化工有限公司,日本昭和在上海青浦投資建廠,金陵DSM公司于2003年宣布將荷蘭DSM公司Atlac產(chǎn)品牌號(hào)環(huán)氧乙烯基酯樹脂引進(jìn)中國(guó)市場(chǎng),2005年ASHLAND公司在整合DOW化學(xué)環(huán)氧乙烯基酯樹脂市場(chǎng)和技術(shù)的股權(quán)后,也向中國(guó)市場(chǎng)推出了HETRON和DERAKANE商品牌號(hào)。如今,在中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂市場(chǎng)上,形成了五強(qiáng)領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)格局。到2005年 底,全國(guó)已有十六家企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)環(huán)氧乙烯基酯樹脂。產(chǎn)區(qū)集中在上海、江蘇。按2006年統(tǒng)計(jì)資料顯示,上海和江蘇囊刮了全國(guó)產(chǎn)量的97.1%,企業(yè)數(shù)達(dá)到了十三家,占總數(shù)的 81%,上海和江蘇成為亞太地區(qū)環(huán)氧乙烯基酯樹脂最密集的制造和創(chuàng)新基地。今年,ASHLAND宣布將投資8000萬(wàn)美元擴(kuò)能,據(jù)透露,到2009年會(huì)將環(huán)氧乙烯基酯樹脂轉(zhuǎn)移中國(guó)生產(chǎn)。此外,上緯公司于2006年在天津設(shè)廠,以滿足河北、天津等中國(guó)風(fēng)電業(yè)對(duì)玻璃鋼配套產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求。中外環(huán)氧乙烯基酯樹脂企業(yè)云集滬、蘇、津,使中國(guó)玻璃鋼企業(yè)在采用這類高性能樹脂中既滿足了“對(duì)號(hào)入座”,又起到了“點(diǎn)菜論價(jià)”的效果。
推進(jìn)中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的快速增長(zhǎng),還來自玻璃鋼企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,以材料和工程的結(jié)合形式大舉進(jìn)入市場(chǎng)。多少年來,華昌聚合物公司面向企業(yè),面向客戶,面向市場(chǎng),在全國(guó)防腐工程密集的地區(qū)和企業(yè),組織數(shù)十期防腐蝕材料與工程技術(shù)交流研討會(huì),培訓(xùn)班,為市場(chǎng)和企業(yè)培訓(xùn)技術(shù)骨干,推進(jìn)環(huán)氧乙烯基酯樹脂的應(yīng)用。該公司專門設(shè)立了工程公司,開展工程服務(wù),納入國(guó)家規(guī)范,以技術(shù)促銷推進(jìn)材料的大量采用。十多年來,華昌公司先后承接全國(guó)數(shù)十項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目的防腐工程,取得了巨大業(yè)績(jī)。江蘇宜興化工成套設(shè)備有限公司于90年代與貴溪冶煉廠合作開發(fā)具有國(guó)外先進(jìn)水平的玻璃鋼電除霧器后,十多年來為全國(guó)冶煉行業(yè)引進(jìn)項(xiàng)目和技術(shù)改造作出卓越貢獻(xiàn)。該企業(yè)一年采用環(huán)氧乙烯基酯樹脂達(dá)一千噸,其高性能防腐玻璃鋼產(chǎn)品選材嚴(yán)格、制作精良,譽(yù)滿國(guó)內(nèi)化工冶煉防腐行業(yè), 部分產(chǎn)品還配套國(guó)家外建工程出口國(guó)外。
(三)培育市場(chǎng)、創(chuàng)新市場(chǎng)、開拓中國(guó)VER應(yīng)用新領(lǐng)域
中國(guó)環(huán)氧乙烯基酯樹脂市場(chǎng)是一個(gè)穩(wěn)步發(fā)展的市場(chǎng),由于其性能優(yōu)于不飽和
聚酯樹脂,但價(jià)格要高于不飽和聚酯樹脂,所以市場(chǎng)和企業(yè)在接受這一樹脂的應(yīng)用中是十分嚴(yán)格和謹(jǐn)慎,常常是“材料、工程、 案例、設(shè)計(jì) ”的四結(jié)合,“只能成功”“不能失敗”,它的應(yīng)用過程是知識(shí)和技術(shù)密集的深化推進(jìn)過程,所以,許多玻璃鋼企業(yè)十分看重品牌效應(yīng)。未來幾年,五大品牌在市場(chǎng)上繼續(xù)占有優(yōu)先地位,總量始終保持市場(chǎng)占有率70%以上。但不可避免的是一些大的民營(yíng)企業(yè)也會(huì)根據(jù)自身市場(chǎng)的需要,為降低成本去開發(fā)環(huán)氧乙烯基酯樹脂。一些自身生產(chǎn)環(huán)氧樹脂的企業(yè)也有可能再生產(chǎn)環(huán)氧乙烯基酯樹脂,這對(duì)市場(chǎng)有很大的沖擊力。沖擊的結(jié)果,會(huì)使市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大,競(jìng)爭(zhēng)激烈。
中國(guó)國(guó)內(nèi)乙烯基酯樹脂的品種開發(fā),目前還局限于手糊積層成型工藝、纏繞
成型工藝和少量的拉擠成型工藝,SMC/BMC成型工藝因市場(chǎng)不對(duì)稱,還沒有大
量推廣應(yīng)用。隨著歐美技術(shù)和應(yīng)用在中國(guó)的滲入,該樹脂會(huì)深入應(yīng)用到環(huán)氧基復(fù)
合材料的領(lǐng)域中。當(dāng)前,突出的兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)葉片材料選用已受“環(huán)氧”價(jià)高和脫
銷的兩大瓶頸制約。 據(jù)了解,一些企業(yè)正在研發(fā)用于兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)葉片的環(huán)氧乙
烯基酯樹脂,如這一樹脂投放風(fēng)葉市場(chǎng),全年需求量就要近二萬(wàn)噸。其次是燃料
電池雙極板,由于傳統(tǒng)石墨雙極板成本高,占燃料電池成本的40% ,影響了該
電池的推廣應(yīng)用。歐美日本和我國(guó)臺(tái)灣已研究開發(fā)成功燃料電池用BMC導(dǎo)電雙
極板薄片,其BMC材料基體為環(huán)氧乙烯基酯樹脂。此外,燃料電池的貯氫罐,
也是鋁合金內(nèi)膽外纏S纖維環(huán)氧乙烯基酯樹脂材料。燃料電池作為新能源、清潔
能源進(jìn)入市場(chǎng),將帶來環(huán)氧乙烯基酯樹脂的新用途。再如一些高技術(shù)產(chǎn)品:光纜
纖維拉伸桿、油井抽油桿、地效飛行器 、高速快艇、海上游艇等潛在的市場(chǎng)非
常活躍,它將吸引一批具有高技術(shù)平臺(tái)的復(fù)合材料企業(yè)去探索開發(fā)。
環(huán)氧乙烯基酯樹脂的價(jià)格、性能介于環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂之間,它吸收了兩種樹脂的優(yōu)點(diǎn)于一身,所以富有極強(qiáng)的市場(chǎng)生命力。此外,這種樹脂的制造過程沒有廢氣廢水的排放、其主要原材料,環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸、苯乙烯等在國(guó)內(nèi)采購(gòu)十分方便。近幾年,美國(guó)DOW化學(xué)公司在中國(guó)投資建廠生產(chǎn)環(huán)氧樹脂,國(guó)內(nèi)無錫、岳化環(huán)氧樹脂的擴(kuò)產(chǎn)將提供了豐富的原料。國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸和丙烯酸基本滿足中國(guó)市場(chǎng)需要,苯乙烯在今后幾年內(nèi)趨于供銷平衡。另外,國(guó)內(nèi)制作環(huán)氧乙烯基酯樹脂的裝備企業(yè)無錫恒達(dá)公司已能提供生產(chǎn)十噸反應(yīng)釜,所以,“萬(wàn)事俱備,只欠東風(fēng)” 。這個(gè)“東風(fēng)”就是廣大從事環(huán)氧乙烯基酯樹脂研發(fā)的企業(yè)和玻璃鋼復(fù)合材料界一起努力去培育市場(chǎng),探索市場(chǎng),開拓環(huán)氧乙烯基酯樹脂新的應(yīng)用領(lǐng)域。
表四:近兩年國(guó)內(nèi)VER企業(yè)年產(chǎn)量
序號(hào) 單位名稱 能力 2006市場(chǎng) 2007年預(yù)測(cè) 備注
1 華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司 3800 4500 自產(chǎn)EP
2 上緯(上海)精細(xì)化工有限公司 4000 4500 自產(chǎn)EP
3 上海昭和高分子有限公司 3000 3500
4 上海新華樹脂廠 400 400 自產(chǎn)EP
5 上海富晨化工有限公司 1000 1200
6 上海霓而笙復(fù)合材料科技有限公司 300 300
7 上海舜勝高分子有限公司 800 800
8 南京金陵DSM樹脂有限公司 2000 2000
9 亞什蘭聚酯公司 2500 2500
10 常州天馬集團(tuán)有限公司 1000 1300
11 江蘇富菱化工有限公司 600 700
12 南通明佳聚合物科技有限公司 500 800 自產(chǎn)EP
13 丹陽(yáng)市星火精細(xì)化工廠 800 1200 自產(chǎn)EP
14 山東蘭盾科技公司 200 200
15 濟(jì)南綠洲復(fù)合材料有限公司 400 600
16 廣東佛山順鴻化工有限公司
總計(jì) 5萬(wàn)噸 2.1萬(wàn)噸 2.5萬(wàn)噸
*國(guó)內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的雙酚A型UPR產(chǎn)量不統(tǒng)計(jì)在內(nèi),預(yù)計(jì)這種樹脂全年在3000噸左右,主要生產(chǎn)企業(yè)為華日,江蘇亞邦,天馬瑞盛,富菱,華昌,天津合材,濟(jì)南456公司,山東蘭盾,濟(jì)南綠洲等企業(yè)。
表五:國(guó)內(nèi)外主要VER企業(yè)牌號(hào)一覽
公司 陶氏化學(xué) 亞仕蘭化學(xué) 昭和聚合物 DSM公司 上緯企業(yè) 上海華昌聚合物
國(guó)度 美國(guó) 美國(guó) 日本 荷蘭 中國(guó)臺(tái)灣 中國(guó)
品牌 Derakane Hetron Ripoxy Atlac Swancor MFE
標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基酯 411 922 806 430 901 -2,-3
阻燃型環(huán)氧乙烯基酯 510 992 550 750 905 W2-2
酚醛環(huán)氧乙烯基酯 470 980 630 590 907 W2-1
高交聯(lián)密度型環(huán)氧乙烯基酯 - 970 600 - 977 -9
柔性環(huán)氧乙烯基酯 8084 - - - 980 -
PU改性型環(huán)氧乙烯基酯 - - - 580 - -5 |
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