一、改性塑料基本情况
改性塑料是在基材树脂中加入合适的助剂,改善原基材树脂的某些性能或者使其获得某些特殊性能后获得的新材料。与原基材树脂相比,改性塑料一般能获得更加优越的性能,比如阻燃、耐高温或低温、抗冲击、高韧性、绝缘、易加工等。基材树脂有很多种,主要可以分为三类:一是五大通用塑料基材树脂,包括PE、PP、PS、PVC、ABS;二是五大通用工程塑料基材树脂,包括PA、PC、POM、PBT、PET、PPO;三是特种工程塑料基材树脂,主要包括PPS、LCP、PSU、PEEK等。助剂是可以改善基材树脂性能的添加剂,可以是阻燃剂、增韧剂、增塑剂、安定剂等,也可以是另外一种树脂。
改性塑料属于石油化工产品供应链中的一环,处于材料供应中的最末端, 目前改性塑料定义的不明确,对整个行业的统计、发展和规划都是不利的。到目前为止,尚没有对改性塑料的行业整体情况进行全面描述的文献。但总结起来,改性塑料的范畴,似乎应有以下三个特点:
1、改性塑料是指对树脂进行再次加工的过程。这个过程是使用螺杆挤出机来完成的。比如:各石化厂在聚合后期还是要在树脂中加入一些抗氧、抗紫外、防滴等助剂以及在注塑、挤出等行业的直接用户,在其加工过程中加入一些母粒或其他加工助剂,也不算在改性范围内。
2、改性塑料的下游应用似乎仅局限于注塑、挤出、滚塑等几种加工模式,在吹塑和吸塑方面有的用改性塑料,有的用石化厂的树脂产品。在挤出行业中人们也存在分歧,如,PA、PC 等改性过的材料通过挤出成型的棒材、板材、异型材等产品通常情况下不属于改性塑料(改性塑料本身不是有形状的制品,一般是直径2~4mm、长2~3mm的圆柱颗粒状产品。PA、PC经过改性后用于生产挤出制品的粒子,仍然可以叫做改性塑料。)
3、改性塑料的基材树脂似乎仅局限于热塑性树脂,热固性树脂的改性并没有纳入改性塑料的范畴。
根据上述三个特点,2008年,国内改性塑料表观消费量超过400万吨,其产品构成如下:
塑料的分类
|
表观消费量
(万吨)
|
改性率
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改性塑料表观消费量
(万吨)
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通用塑料
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聚乙烯(PE)
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1139.9
|
5.50%
|
62.69
|
聚丙烯(PP)
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1016.6
|
18.50%
|
188.07
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丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)
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368.3
|
9.80%
|
36.09
|
聚苯乙烯(PS)
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406.1
|
5.50%
|
22.34
|
通用工程塑料
|
聚碳酸酯(PC)
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106.2
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25.00%
|
26.55
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聚酰胺(PA)
|
33.7
|
68.00%
|
22.9
|
聚酯(PBT和PET)
|
24.9
|
100.00%
|
24.9
|
聚苯醚(mPPO)
|
7.4
|
87.00%
|
6.44
|
聚甲醛(POM)
|
27.8
|
10.00%
|
2.78
|
二、改性塑料发展现状
“以塑代钢”、“以塑代木”的发展趋势给了改性塑料行业广阔的发展空间。同时,较高的性价比和对环境的友好更使得改性塑料获得各行业一致认同,需求呈快速增长之势。
1、改性塑料发展迅速
根据塑料加工行业协会统计,我国塑料及改性塑料行业自2000年以来的产量、表观消费量的情况如下:
年份
|
塑料的产量
(万吨)
|
塑料的表观消费量
(万吨)
|
改性塑料的产量
(万吨)
|
改性塑料的表观消费量
(万吨)
|
2000
|
1,079.50
|
2,590.20
|
32.00
|
72.00
|
2001
|
1,203.80
|
2,809.60
|
41.00
|
98.00
|
2002
|
1,366.50
|
3,131.50
|
57.00
|
147.00
|
2003
|
1,593.80
|
3,409.30
|
73.00
|
186.90
|
2004
|
1,791.00
|
3,813.30
|
143.00
|
213.00
|
2005
|
2,141.90
|
4,266.40
|
175.00
|
230.00
|
2006
|
2,528.70
|
4,635.00
|
220.00
|
260.00
|
2007
|
3,083.30
|
5,381.00
|
280.00
|
340.00
|
2008
|
3,129.60
|
5,401.00
|
340.00
|
392.00
|
我国改性塑料的生产量在最近几年内一直保持着较高的增长率,平均都在20%以上,一方面是由于塑料需求量的扩张,另外一方面也是由于改性塑料高性价比促进改性塑料行业的发展。[-page-]
2、改性塑料生产区域比较集中
由于区域性经济的特点,改性塑料的生产也呈现较强的区域性。目前,改性塑料的生产区域分别为广东省、江苏省、浙江省、上海。最近3年有关情况如下:
年份
|
广东省(万吨)
|
浙江(万吨)
|
江苏(万吨)
|
上海(万吨)
|
合计(万吨)
|
2006
|
85.00
|
63.00
|
41.00
|
22.00
|
211
|
2007
|
102.00
|
80.00
|
60.00
|
25.00
|
267
|
2008
|
97.00
|
93.00
|
88.00
|
34.00
|
312
|
广东省、浙江省、江苏省是经济比较活跃的地区,其所在所生产的改性塑料占国内生产量的绝大部分。
3、改性塑料市场发展空间广阔
技术进步和消费升级是中国当前最主要的投资逻辑之一,而特殊化学品制造业是化工行业中最能代表这两大主题的子行业,改性塑料恰属于这一类型的特殊化学品制造业。
改性塑料是典型的技术进步和消费升级受益行业,得益于全球家电、汽车、OA设备、电动工具和玩具等产能加速向中国转移。凭借在劳动力以及其他生产要素方面的成本优势,我国已成为这些领域的制造业大国,并籍此推动了国内改性塑料行业的发展;消费升级使中国的汽车、建筑等产业进入高速增长期,随着人们对材料性能要求的不断提高,我国正成为全球改性塑料最大的潜在市场和主要需求增长动力,而专业改性塑料生产商通过技术进步来满足日益增长的需求,发展空间广阔。
2005 年,美国、德国等欧美发达国家的人均塑料消费量已超过150 千克,日本也已达到90 千克;而我国2008 年的塑料表观消费量5401.00万吨,人均消费量在40左右。近年来,我国合成树脂的消费保持与GDP 同步增长的态势,2008年我国塑料用树脂的产量已经超过3000万吨,但改性塑料产量仅为340 万吨左右,经过改性的塑料已超过10%,但距世界平均水平20%仍有较大差距。
我国塑料加工协会改性塑料委员会对“十一五”的规划要求:形成以广州金发科技有限公司为代表的第一梯队,生产能力1万~5万t/a的企业为第二梯队,生产能力在1000t以上的企业为第三梯队的金字塔形产业队伍,基本形成500万t/a的产业规模。预计未来改性塑料仍将以10%以上的速度快速增长。
三、改性塑料市场容量情况
改性塑料应用领域非常广泛,下游产业主要有家用电器、汽车、电子电气、办公设备等。2008年有关情况如下:
应用领域
|
需求标准
(KG/台)
|
08年产量
(万台)
|
改性塑料需求量
(万吨)
|
其他塑料(万吨)
|
汽车
|
100
|
938.00
|
75.04
|
18.76
|
家用电器
|
电视
|
7.9
|
9033.08
|
71.36
|
28.54
|
空调
|
4
|
8307.19
|
33.23
|
13.29
|
洗衣机
|
10
|
4231.16
|
42.31
|
16.92
|
冰箱
|
25
|
4756.90
|
118.92
|
47.57
|
合计
|
|
|
159.49
|
106.33
|
电子电气
|
|
|
45.00
|
|
办公设备
|
|
|
33.00
|
|
其他
|
|
|
79.47
|
|
总计
|
392.00
|
1、家电行业
随着家电行业的发展,产品轻薄化和降低成本的需要,塑料在家电产品中的应用及所占比例越来越大,近几年的平均增长速度达到 29.5%, 已成为家电行业仅次于钢材的第二大类材料。
中国家用电器协会副会长刘福中日前表示, 塑料已经成为中国家电行业的重要支撑, 未来几年家电行业塑料需求增速仍将保持在 20%以上。
2、汽车行业
我国已发展成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国,在汽车产业快速增长的拉动下形成了一个与汽车有关的高增长产业群,塑料就是其中之一,作为汽车材料的重要品种,车用塑料材料产值正不断增长。
汽车材料技术的发展方向是轻量化和环保化。汽车的自身重量每减少10%,燃料的消耗可降低6%~8%。截至目前,汽车自身重量同过去相比已减轻了20%~26%,预计未来10年内,轿车自身重量还将继续减轻20%。
近 30多年来,国际上汽车塑料的用量在不断增加,平均每辆车塑料用量从 20世纪 70 年代初的 50-60kg已发展到目前的 150kg,而且增长还在继续。在日本、美国和欧洲等发达国家中,每辆轿车平均使用塑料已超过 150kg,占汽车总重量的 10%以上。目前,中国每辆轿车塑料用量平均为 100kg,占总重量的 8%左右,达到国外 20 世纪80年代中期的水平。中国政府已制定相关政策,加速汽车零部件的国产化进程,同时也限定了汽车的燃油消耗标准,这无疑给零配件生产厂商和塑料供应商提供了一个绝好的发展机遇。今后工程塑料在汽车工业发展中将发挥更重要的作用。
四、改性塑料市场展望
1、“十一五”期间改性塑料行业发展要点
我国塑料改性技术近些年发展迅速,取得了许多成果。在资金欠缺、设备落后和人才匮乏的国情下,一批具有自主知识产权的塑料改性技术已经与发达国家相抗衡,甚至处于领先地位。“十一五”期间我们要努力提高对创新型国家战略决策的认识,把改性塑料行业转变为效益增长型、高性价比型和资源能耗节约型的行业。 [-page-]
(1)国内外现状及发展趋势
国内外改性塑料的研究都非常活跃,但两者的发展趋势有所不同。国内改性塑料行业尽管还存在许多不足之处,但是一些技术和产品已经达到国际领先水平。
▲专用树脂 国外企业以生产具有专门用途的特定牌号树脂为主,而我国则以通用树脂为基础树脂,通过改性使其具有与用途相适应的特性从而得到专用树脂,这和国内石化企业较少生产专用合成树脂的国情有关。
▲无机粉体材料改性 在这一领域我国拥有独特的发挥,特别是在降低成本方面效果显著。如利用一些分子界面修饰,微观结构重组,达到改善材料加工性能和物理性能。并且能够应产品性能要求而选用不同的填料品种,从而既能降低成本又能提高性能,目前应用技术水平居于国际领先地位。
▲废旧工程塑料的合理利用 我国在这方面也处于领先地位。国外对废旧工程塑料的态度主要是粉碎后外销,很少进行二次加工使用,而我国把废旧塑料当作合成树脂原料必要的补充,如尼龙、PC、PBT、MPPO、PPS、ABS、PC/ABS合金等废旧塑料经过改性加工,完全可以作为塑料制品的原料降级使用。
▲改性用助剂和添加剂 我国在改性助剂、添加剂的研发生产上已取得重大进展。偶联剂、抗静电剂、阻燃剂、玻璃纤维等基本可以满足使用要求,但在品种和应用效果上还有差距。稀土偶联剂、成核剂、水镁石粉等由于我国具有资源优势,在国际上处于领先地位。
▲机械设备制造业 我国改性塑料常用的高速混合机、平行双螺杆挤出机在使用功能和连续运行寿命方面都已达到国际先进水平,但价格远远低于国际市场平均价格。适合于对热剪切敏感的材料改性和混炼的往复式单螺杆挤出机也已规模化生产,打破了由国外公司垄断的局面,有力促进了改性塑料产品多样化和高性能化的发展。
2、“十一五”行业发展目标
“十一五”期间改性塑料行业的发展规划要点是:
(1)实际产量达到500万t/a改性塑料的生产规模,合理调整产业结构,提高产业集中度。构建金字塔型产业队伍,第一梯队,产能在5万t/a以上;第二梯队,产能在万吨以上;第三梯队的产能在千吨以上,基本实现生产集中度高,产品分布合理,差异化生产的格局。
(2)在无机粉体填料的表面处理、纳米尺度分散、成型尺寸收缩率缩小和环保材料开发等方面实现重大突破。
(3)纳米填料(如纳米碳酸钙)在塑料中的分散难题取得重大进展,突破无机纳米材料难以在塑料中应用的问题,为真正实现纳米改性塑料开创新的技术途径。
(4)实现阻燃塑料的无卤化以及环境友好塑料、可降解塑料的规模化生产。
(5)加强废旧塑料合金化技术的研发力度,解决两种贴合在一起但不相容的废旧塑料(例如PP/PET,PET/PA等)难以剥离和应用的难题,加强相容剂的研究和生产,做到合理利用废旧塑料又能保持较低的加工成本,以利于废弃资源的再利用。
(6)在塑料合金的研究方面,通用塑料工程化以及塑料材料功能化取得突破性进展,企业与科研机构相结合,解决生产中的技术难题。塑料材料的功能化不仅可以满足各行业对塑料材料多层次的要求,而且可以大大提高改性塑料企业的经济效益。
(7)我国塑料机械制造业已开始大踏步进入国际市场,改性塑料产品也已走出国门。作为一项战略任务,改性塑料行业要寻求途径、解放思想,将技术和产品输出到国际市场,使其成为改性塑料行业在新的历史时期一个重要的经济增长点。
3、我国工程塑料“十一五”总体目标规划业已确定
过去20多年,中国坚持对外开放,依靠改善市场环境和廉价劳动力,吸引国外制造业向我国聚集,中国数十种产品的产量位居世界第一,除了电视机、电冰箱、洗衣机、空调等家用电器,电动工具、玩具、成衣等日用品外,个人电脑、手机等现代信息产业和快速发展的汽车工业也令世界瞩目。今后十多年,中国将逐步从世界制造大国向制造强国转变,而这种转变的重要突破口在物质条件方面,即重大装备的创新和新材料的应用。这无疑会给化工新材料—工程塑料的应用与发展带来无限商机和广阔的应用前景。
中国工程塑料工业协会指出:目前国内部分优势企业在共混改性、塑料合金、无卤阻燃、纳米复合材料、多功能环保稀土助剂和部分特种工程塑料的研制开发方面,不但具有技术优势,还享有自主知识权,并实现了工业化生产,甚至部分产品与技术还远销海外先进国家。象这样的企业在“十一五”其间应重点大力扶持,充分发挥他们的技术优势和产品优势,加强宣传推广,扩大应用领域,提高国内企业的市场占有率。据此制定出一下总体目标:[-page-]
1.预计“十一五”末期原料树脂需求:PA树脂50万吨、PC树脂150万吨、POM树脂30万吨、PBT树脂20万吨、PPO树脂5万吨、特种工程塑料树脂3.3万吨,工程塑料总需求量266万吨。到2010年国内(包括外资公司)五大工程塑料树脂和ABS树脂生产能力分别达到130万吨和360万吨,产量分别达到90万吨和300万吨;国内工程塑料改性能力240万吨,产量预计可达160万吨,市场占有率分别达到43%、70%和83% ;工程塑料原料树脂产值250亿元,改性工程塑料产值700亿元。加上配套的助剂等,形成1000亿产值的工程塑料生产体系。
2.基本完成我国工程塑料产业的建立。培育一批有代表性的重点企业,主要厂家的产品技术指标和装置水平向国际标准靠拢。突破一些限制产业化发展的“瓶颈”,使部分品种能够在市场上具有竞争能力和一定的市场份额,努力提高行业集中度,力争在“十一五”末期形成一批年产值在十亿元以上,依靠自主知识产权发展起来的骨干企业。
3.基本完成20余项建设任务,在“十一五”末期建成投产后,可以基本扭转过分依赖海外进口的被动局面,同时一些树脂和改性产品可以出口参与国际竞争,使工程塑料行业成为我国石油和化学工业结构调整中新的经济增长点。