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橡胶制品在石油工业中的用途十分广泛,涉及到石油勘探、开发、储运等各个环节,一个钻机上装配的橡胶制品多达 275件,重量达 60kg以上。由于要接触原油、酸、碱、泥浆、缓蚀剂、二氧化硫、二氧化碳等多种腐蚀性介质,并且需长期在高温、高压的苛刻环境中工作,因而对橡胶制品的技术性能提高了近乎苛刻的要求,石油胶管是油田橡胶制品中用量最大的一类,近年以来得到了长足的发展,目前国内每年的市场消费量约超过 1200万米。其内径从一般的水利胶管 50~200mm发展到300~500mm,巨型胶管甚至达到1000mm,压力从常压 1~2M Pa发展到 15~25M Pa。目前,陆地、海洋石油开发、运输和储存都已无法离开胶管,其已成为石油工业的重要配件之一。
1 输油胶管市场前景广阔
输油胶管是石油开采输送过程中大量使用的一种橡胶制品,主要应用于陆地槽车、海上油输送吸原油的各类胶管等。输油胶管要求耐油、耐海水、耐老化性,工作压力最高可达 2.0M Pa,内径为 6~50mm的中小管,更多是 100mm以上的大型管,甚至为 500~1000mm的巨型管。目前输油管先进技术发展方向的品种有导静电胶管,近海停迫及海上输油胶管、电加热耐压胶管等,这些产品在输油胶管中市场范围正在迅速的扩大,其市场前景被广泛的看好。
1.1 近海停迫及海上输油胶管
近海停迫及海上输油胶管一般为大口径的输送胶管,通常分为海底输油 (沉式)、海中半浮输油(沉浮)和海面飘浮输油 (浮式)三种形式。沉式海洋胶管用于从海底油井向海岸输油,要求胶管特别坚固,补强层多由钢丝条缠绕组成,内外胶层为丁腈橡胶、聚氨酯橡胶;沉浮式海洋胶管用于海底井口与海上系连浮箱的连结,根据海面下管线的不同形状,在相应部位设立外浮体,结构与一般胶管大同小异;浮式海洋胶管要整体浮在海面上,结构要求十分复杂,通常多由主管体、副管体和海绵浮体组成,其胶管端部接头也要采取不同于一般海洋胶管的特殊成型硫化方式。因此,浮式海洋胶管的经济附加值也较高,除用于海上输油之外,也可用于清除由于油轮事故等海面污染而导致的油污,在近海石油和化工炼油事故繁发的情况下,浮式海洋胶管也将获得更多的市场发展的机遇,其市场前景十分看好。
1.2 电加热耐压胶管
该类胶管最早为大庆油田检修车使用的配套胶管,由于原油凝固点较高,冬季抽油时环境温度底,为使原油在输送过程中不在管路中凝固,就要求胶管除耐油、耐热、耐压等性能外,还须具有加热、保温的技术功能。沈阳第四橡胶厂研发的电加热耐压胶管填补了国内的空白。该品种选用丁腈橡胶作为主体材料,结构上由内胶层、保护层、加热层、中胶层、保温层、增强层组成,其中加热层采用螺旋电热丝,通电后可起到加热与保温的双重功效。
1.3 导静电胶管
我国石油开采生产企业对原油输送、装卸过程中的安全保障有严格的技术要求,普通胶管输送油料,由于电阻率高,油类介质在管内高速流动令管体表面聚集大量的静电荷,达到一定聚集度后会产生放电燃烧或电击现象。针对这种情况,辽宁辽源市海洋橡胶制品有限责任公司 (原老化公司辽源橡胶厂)研究开发了导静电输油胶管,该类胶管采用氯丁橡胶与丁腈橡胶并且的材料结构,能很好的起到导静电的作用,保证了输油过程中的安全。
2 钻探胶管市场应用稳定
石油胶管中最为普通常用的是石油钻机上用的钻探胶管,其结构一般由内胶管、内胶保护层、中胶层、钢丝缠绕层和外胶层组成,主要应用于油田固井、修井及石油地质勘探,小型钻机和水利采煤、输送泥浆及常温水等类的流体介质。产品要求能承受酸碱液并具有良好的耐油性,大多在 10~30M Pa的高压环境下使用。钻探胶管的内径在 18~102mm,一般采用编织及缠绕的工艺方法制造,补强层为钢帘丝或钢丝,并在中间夹有胶层,内外层橡胶也比普通胶层厚 50%~100%,其中,内径Φ (18~32)mm管用于小型石油钻机;Φ (38~64)mm管用于中型石油钻机以及类似的水压采煤机;Φ (76~102)mm以及更大口径的管多用在大型钻机上,并作为水龙头与立管弯头之间的连接管。
中南橡胶集团是我国最早生产钻探胶管的生产厂家之一,该厂生产的 ZT-1型石油钻探胶管是一种带有特制硫化接头,管体由钢丝缠绕层、内外胶层及中间胶布层所构成的高压胶管、产品的使用寿命可达到国外同等水平。中橡集团沈阳橡胶研究设计院也与新疆石油管理局油田工艺研究所共同研制开发了油田用高压水龙带,该类产品的丁腈橡胶为主体材料,用过氧化物体系,中胶层采用防老剂BLE-白碳黑直接粘合体系,外胶用氯丁橡胶为主的配方。该类管线的承受压力可达 30M Pa,最低爆破压力 75M Pa,长度可达 20m,管头采用扣压式连接,用于油井下作业的水泥车连接管线。
3 石油胶管的市场发展趋势分析
目前,我国陆地油田有钻探、输油胶管的生产和技术水平已经达到较高的水平,国内生产企业已掌握了核心制造技术,并且正在大量的生产,国内市场份额已基本被瓜分。我国有各类胶管生产企业约 800多家,产能达到百万米以上的大型生产企业有 20家左右,其中 50%均有油田胶管产品生产,如广州天河胶管制品有限公司、凯迪橡胶制品有限公司、河北景县景渤石油机械有限公司、山东莱州橡胶厂等均具有较高的生产技术水平,产品质量过硬。
但是在近海停迫以及海上输油胶管产品的研究开发上,我国距离世界水平尚有很大的差距。国家为了保证能源供应对海洋石油勘探开采给予了积极的支持,从政策上倾斜,海上输油管已成为石油开采专用设备不可缺少的配套产品,因此巨型管中的代表产品——海洋胶管的市场需求量正随着海上油田的开发而迅速的增长。目前,出于使用方便和经济、航道有限等众多因素,以浮沉式海洋胶管最受国内外市场欢迎,其实际用量在部分先进国家已占50%以上。我国的使用单位主要是中国海洋石油总公司,年市场需求量达到 1000万元以上。但在实际产品方面,目前我国尚无企业能够生产海洋漂浮输油胶管,该产品全部采购于国外,主要来自英国Don lup公司、德国 E+S公司和意大利Manuli公司等,目前我国沈阳橡胶研究设计院及一些生产企业在该类产品研发上已有一定的技术储备,部分已实现了试生产。
另外,橡胶材料的选择和采用对于胶管技术性能起着决定性的作用,对于高档的耐油胶管,早已进入复合材料的时代,通常内层胶为丁腈氨酯(NBR),外层胶为氯丁橡胶 (CR)、而聚氨酯(PU)和尼龙树脂 (PA)作为重要的改性材料,可用于内外层。耐热耐油胶管现在已发展为采用丙烯酸酯橡胶 (ACM,150℃)、氯醇橡胶 (ECO, 200℃)、氟橡胶 (FKM,250℃以上)、四氟乙烯(TF,250℃以上)作为改性材料。
我国的高性能特种橡胶也需要加快研发与生产步伐,以满足石油胶管的更高使用要求和市场发展的需要。
氯化聚乙烯 (CPE)是由高密度聚乙烯(HDPE)与氯气反应制得的一种高分子氯化物, CPE分子链的饱和结构使之具有优良的耐候、耐臭氧、耐化学品腐蚀及耐老化性能,很适合制作管材之用;CPE分子结构中具有的极性和非极性链段使之与各类高分子材料具有良好的相容性,CPE分子链的柔顺性决定了 CPE在常温下具有极好的韧性,另外分子中的极性氯原子还赋予 CPE良好的耐油性、阻燃性和着色性,很适合作为管材生产的专用树脂。在实际生产中可通过调整氯化反应条件来控制氯化度及其分布状态,从而得到所需性能的管件专用树脂。
1 国内外CPE市场发展情况
CPE在西方发达国家已有 40年的工业化发展历史,20世纪 60年代,德国赫司特 (Hoechst)公司在世界上率先投产了 CPE(商品名 Hostapren),1967年以后相继实现了 CPE的工业化生产。2005年世界 CPE总生产能力约为 310k t/a,产量约为 270k t左右。其中以美国杜邦公司 CPE生产能力最大,年产能力达到 77k t。CPE问世之初主要用作氯乙烯 (PVC)的耐候、抗冲改性剂,但随着有些国家逐步禁用含氯产品,CPE全球年需求量增长不快,国外企业十几年来也基本上没有再增加生产能力,但 CPE的用途与作用却在不断的拓展,在国外许多领域得到了广泛的应用。北美和韩国 CPE成功取代了氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶等产品,在管件制作、电线电缆、汽车零部件中的各种管体等方面的应用逐年上升趋势。CPE与其它高分子材料共混或接枝共聚开发新型工程塑料合金,已成为开发的热点之一。目前国外 CPE正由传统应用领域向高附加值、高技术含量的特殊管体等应用领域发展,已成为市场热点。
我国自 20世纪 60年代开始对 CPE的生产工艺进行研究,经过几十年的发展,已形成了固相法、溶剂法、水相悬浮法 3种主要生产工艺。进入20世纪 90年代后,引进了几套国外先进工艺技术和装备,极大促进了国内 CPE的生产发展,产量稳步增加。目前,我国 CPE的生产企业共计 50余家,其中生产能力在 2kt/a以上的有 20余家,总生产能力达到 260kt/a以上,已成为全球最大的CPE生产和消费大国。另外,每年有相当部分的CPE产品供应出口,国内主要的 CPE生产企业见表 1中所示。
表 1 国内重要 CPE生产企业 (单位 kt/a)
(续表 1)
在国内消费中约 70%~80%的 CPE用于 PVC的改性,管件、胶管、腰带、电线、电缆的用量约占 20%~30%,预计到 2012年 CPE的年均需求增长率约为 10%~12%。虽然目前我国已成为全球CPE第一生产和消费国,但与西方发达国家相比较,CPE产业在生产技术、产品的研发、市场应用,尤其在管件生产的专用树脂方面还存在明显的差距。在原料方面,生产 CPE的原料 HDPE的来源渠道少、数量有限,在质量和数量上,国产专用料不能满足生产需求。
2 国内 CPE原料及发展
目前国内 CPE用 HDPE原料 (粉料)主要供应商为中国石油辽阳石化公司、中国石化扬子石油化工有限公司、北京助剂工厂、中国石化上海金山石化公司等。北京助剂工厂采用釜式淤浆聚合工艺生产 CPE专用 HDPE树脂,年生产能力约 80kt/a,主要开发了 LD 0000、LD 0010、LD 0020、LD 0030和LD 0040等系列专用树脂。中国石化南京扬子石油化工有限公司采用三井淤浆聚合工艺于 2007年使用BCE催化剂成功开发出 CPE专用料 YEC-5505T,用于管材生产效果相当好,目前的产量20kt/a左右,供不应求。中国石油辽阳石化公司HDPE装量是国内唯一采用 Hoechst公司专利技术的生产装置,现产能为 80kt/a。1992~1993年开发出第一代塑改性 CPE专用料L0555 P和CM专用料L2053 P,填补了国内 CPE专用 HDPE的空白, 2003年底又推出第 2代 CPE用 HDPE专用料L0860 P和 L1266 P,2005年又再次展出第 3代CPE用HDPE专用料L7060 P。
目前国内 CPE年生产能力已超过 260k t,按照这一产能估算需要 HDPE粉料 160kt/a,原料市场空缺较大,每年需要从国外大量进口 CBE用原料,同时,国内生产的 HDPE粉料在料径分布、颗粒形态等方面与国外进口的树脂尚存在一定的差距,限制了我国开发的高性能 CPE在管材方面的应用。建议国内HDPE淤浆聚合工艺生产企业提高产品质量,窄化聚合物粒径分布,改善聚合物颗粒形态,进一步扩大生产,减少进口,生产出高质量的 CPE专用 HDPE粉料树脂来满足管材生产的需要。
氟原子的特殊性决定了氟化工产品具有 “三高二增”的优异性能,已成为化工行业中发展最快,最有市场发展前景的行业之一。自从二次世界大战以来,由于氟材料广泛应用于国防军工、电子信息、化工、机械制造等高新技术领域,全球含氟材料的生产能力与市场消费需求增长迅速,目前增长率约保持在 4%左右。我国具有发展氟化工得天独厚的矿产资源优势,经过近 50年的发展,目前增长率保持在约 15%左右,与美国、欧盟和日本形成了世界四大氟化工产品生产和消费地区,其中在很多产品方面,尤其是基础原材料,已上升为世界第一大产能大国,每年都有大量的出口。
目前,我国含氟聚合物的产能,产量已成为世界第二大生产国,但在品种上主要集中在大宗的聚四氟乙烯 (PEFE)和 FE26类氟橡胶,而且品种单一,往往是出口大宗产品而高价进口用户需求的含氟聚合物膜的产品。其它功能性含氟聚合物大多在研发的过程中,主要依靠进口解决国内市场需求,与市场需求相比有很大的差距。聚四氟双向拉伸膜因其具有优异的防水、透气、防污,保暖等功能,用于如衣服、帐篷、分离用膜等,高分子质量的 PTFE还用于生物医用材料和高级垫片等。
高相对分子质量 PTFE的显著特性,在工业中有着广泛的应用领域。与一般乳液法制备 PTFE相比,高相对分子质量 PTFE在聚合中对原材料的纯度要求极高、配方及工艺来得相对复杂,聚合工艺操作要精细些,对环境的洁净度要求也特高。国外高相对分子质量 PTFE也有许多牌号,我国目前虽然有数家公司在开发该产品,但没有形成生产规模、质量上、稳定性方面与国外同类产品相比较,还有较大的差距。目前国内使用的高相对分子质量PTFE完全依靠进口,应加快开发研究、形成生产规模、开拓其用途,来缩短与美国等先进国家的差距。
美国含氟聚合物膜市场正处在高速发展阶段。2009年美国含氟聚合物膜的市场规模已达到 10.5亿美元,预计在 2010~2016年增速将高达 6.2%,到 2016年其市场现模将增加至 16.1亿美元,很有独占全球市场的气势。
1 美国含氟聚合物膜品种多应用广
含氟聚合膜按其树脂成分主要有以下几种:聚四氟乙烯 (PTFE)、聚偏二氟乙烯 (PVDF)、全氟乙烯丙烯共聚物 (FEP)、聚氟乙烯 (PVF)、乙烯四氟乙烯共聚物 (ETFE)。其中,PTFE薄膜是应用最为广泛的品种,约占整个美国含氟聚合物膜市场份额的 51%,大量的应用于飞机零配件、电路板、风车组件、电线与电缆的绝缘胶带、电子与电气设备的绝缘材料、电容器的包装材料,以及变压器的间隔装置等领域中,近年以来其平均市场增长率达到 6.3%。与其它种类的含氟聚合物膜相比较,PTFE薄膜最大的缺点是粘性高、加工难度大,而改性 PTFE薄膜则在一定程度上克服了这一缺陷,从而在燃料电池领域中替代了 PVDF薄膜。
PVDF薄膜则是含氟聚合膜中成长最快的品种,美国市场平均增长率达到 7.6%。目前,将PVDF薄膜与 PVC及 PE薄膜复合,可以保证其性能并降低生产成本。另外,PVDF薄膜与其它薄膜有较好的兼容性,多层薄膜的推广应用在保持其性能的同时,在经济上也更为合理。PVDF薄膜市场的发展主要得益于锂电池的普遍使用。目前,手机、笔记本电脑、便携式电子产品、太阳能电池板、建筑及汽车装饰膜以及半导体行业的快速发展促进了该类薄膜的广泛使用。另外,PVDF膜也越来越多地用于燃料电池、飞机内饰件和办公自动化设备等领域之中。
FEP薄膜具有良好的阻燃性、绝缘性、易被染料着色等优势,但也有弱点:主要是成本高,以及在融化状态下其抗腐性能较差。FEP薄膜主要应用于运输、化工三废处理、太阳能电池镀膜、指示材料、电路板、扁形电缆和高速公路的指示牌等领域之中。
PVF薄膜 PVDF膜类似,也是市场需求增长最快的薄膜品种;美国市场平均增长率高达 7.6%。由于 PVF薄膜与其它类型薄膜具有高度的兼容性,因此广泛应用于多层薄膜的生产制造中。目前,美国杜邦公司是全球唯一的 PVF薄膜的供应商,其品牌名称为 Ted lar,该薄膜主要用作光伏电池的底层材料。PVF膜的发展与光伏电池产业密切相关,市场供需平衡程度也在很大程度上取决于光伏电池行业的发展。
ETFE薄膜主要用作薄膜光伏电池材料,温室及园艺设施的保温材料。另外,其它含氟聚合物膜还有聚三氟氯乙烯 (PCTFE)和乙烯——三氟氯乙烯共聚物 (ECTFE),简称 F30。由于其具有良好的阻隔性能,现在这二种薄膜主要应用于医药包装领域之中。
含氟聚合物膜属于高附加值的特殊膜范围,提供含氟聚合物膜原料的树脂供应商通常经过前向整合进入特殊膜的加工行业。美国含氟聚合物膜市场的快速发动之动力来自于不断拓展的市场应用领域。另外,含氟聚合物膜与其它膜间的兼容性以及多层覆膜的技术发展,加上医药和药品行业的市场需求的不断增长,也直接推动了其市场规模的迅速扩大。
2 美国含氟聚合物膜的发展面临的环境压力
PEFE薄膜市场的日益成熟给含氟聚合物膜的应用发展带来了不利的影响。作为含氟聚合物膜市场中份额最大的品种,PTFE薄膜的应用已超过 60年的历史,其主要的应用领域,如厨房炊具、半导体以及自动化装置等趋于饱和。目前,PTFE的细分市场还有待于突破性的创新技术来引导市场需求快速增长。
关于全氟辛酸铵 (PFOA)毒性的争论也影响了含氟聚合物膜产品应用规模的扩大。全氟辛酸铵也称为 C8,是含氟化学品使用过程中降解生成的有毒物质。由于 PFOA会对人体和环境造成负面的影响,美国环境保护署于 2006年公布了严格管理PFOA和相关化学品的法规法律,虽然美国环保署在以前认为,使用含氟聚合物和含氟聚合物膜的产品不会对使用者造成伤害,但在 2006年修改的法规中规定,所有生产含氟用品的厂商不得在产品说明中声称产品不含可能对人体和环境有害的化学物质。这一立场的改变导致含氟聚合物膜的生产厂商面临来自公众的压力。作为含氟聚合物膜供应商的美国杜邦公司已经宣布,从 2015年起不再生产含全氟辛酸铵 (PFOA)的产品。
国内对 PFOA的研究与生产始于 20世纪 60年代,由于 PEFE攻关需要,上海有机氟材料研究所开始研究与生产。四川晨光、浙江巨化、山东东岳等大型氟聚合物生产企业,为了自身的高聚物生产需要也有部分生产主要满足自身的需要,经过 40余年的发展由原来仅用于高聚物分散剂的全氟辛酸铵单一品种发展到今天各种阴离子型、阳离子型、两性化合物和非离子型的各类品种数 10个。目前估计国内全氟辛酸铵的生产能力在 50~80 t/a,总产值已超过 1亿元。在我国限制和停止生产,进出口和使用 PFOA系列产品的时间也不会太久了,我国是 POPS公约的签约国家,严格履行国际公约和保护人类共同的地球环境和生存空间是我国应尽的义务。为此,积极研究开发并产业化,发展 PFOA的替代品,是当前迫切的任务。以上海三爱富、国家氟材料工程技术中心 (浙江巨化集团技术中心)、四川晨光化工研究院为代表的重点氟聚合物研究及生产单位正在积极开展聚合分散乳化剂减量、回收和替代品开发的一系列研究工作,并已有了初步的可喜成果,拉开了“PFOA”替代工作的序幕。
对比美国,中国作为全球氟化工产能第一的大国,在 2002年,聚四氟乙烯的产能仅为 1.6 3kt/ a,到 2009年已达到 5 3 t/a,从氟化工产业链来看,随着产品加工深度的增加,产品的附加值和利润成几何级数增加。例如产业链上游的萤石,其价值只有每吨数百元,而位于产业链下游的含氟聚合物膜吨价则要十几万元。在美国,氟化工因高技术、高性能、高附加值而被誉为黄金产业。而中国含氟聚合物膜却面临困境,究其原因是由于含氟聚合物膜高端产品的基础研究和应用研究环节薄弱,氟化工依靠资源优势和粗放型发展的路子已此路不通了。
(以上信息由江镇海提供)
生物技术工业组织 (B IO)于 2010年 3月下旬发布号召,希望美国制定加快发展生物基化学品和塑料工业政策,以便在 20年时间内完成美国石化原料的转变,并加大进军中东和亚洲。
在新发布的白皮书中指出,生物基化学品和产品是美国经济发展和绿色就业新的驱动力,B IO指出,化学品和塑料原是美国出口收入的主要来源,但自上世纪 80年代起美国化学品和塑料行业优势开始减弱,此期间内石油资源丰富的国家开始大力投资于自己的石油衍生物工业。
在前 20年内,美国化学工业总人数已减少了超过 20%,从 1990年超过 100万人减少到 2009年刚好超过 80万人,预计还会进一步减少。
塑料工业的员工数也有类似的趋势,从 2002年至今减少了 12%,从事塑料业务的人数减少了 13%。
美国历年来化学品市场的贸易平衡
在初期发展情况下,美国生物基化学品和塑料行业直接就业人数超过 5700人。
对文本进行社会语义网络及共现词分析,由社会语义网络(见图1)可知,文本特征词呈层级分布,核心词层为“游客”“洪江古商城”等;第二为“古巷”“芙蓉楼”“戴笠”等与历史景观相关的词,包括历史文化遗存及历史名人名事;第三层以“古朴”“悠闲”“宁静”等形容词为主,反映旅游者对旅游地环境氛围的感知,可概括为文化环境氛围和生活环境氛围两类。“值得”“不错”则表示的是旅游者对旅游地的整体评价。
目前,只有不到 4%的销售额是基于生物基的。据最近美国农业部的分析,提出到 2025年,在足够的美国政策支持下,生物基化学品和塑料行业潜在的市场份额可超过 20%。
美国Novomer公司获资助将使二氧化碳塑料加快推向商业化,该公司于 2010年 8月 3日获美国联邦刺激奖 1840万美元,将有助于使以可再生的二氧化碳为原料,加快使塑料材料生产线实现商业化。
美国能源部于 2010年 7月 22日宣布,作为美国复苏和再投资法案拨款 1.06亿美元的一部分资金将用于资助六家公司,这六家公司正在使被捕获的二氧化碳排放转化成有用产品。这些创新项目将使威胁气候的碳污染转化为经济资源。
总部设在马萨诸塞州沃尔瑟姆 (W altham)的Novomer公司在纽约州伊萨卡 (Ithaca)拥有研究和开发实验室,该公司还利用合作伙伴依士曼柯达(Eastman Kodak)公司以及雅保公司运营的生产设施,并与工业气体供应商普莱克斯公司开展合作。
2009年年底,Novomer公司在依士曼柯达公司位于罗切斯特 (Rochester)的总部,已在小型反应器中开始中型规模生产聚丙烯碳酸酯 (PPC)树脂。PPC由环氧丙烷与二氧化碳或一氧化碳相组合来生产。据称,PPC比标准的塑料使用化石燃料要少 50%。PPC的潜在市场包括涂料、表面活性剂、软包装和纤维。
据称,使用二氧化碳生产应用于涂料和胶粘剂的低分子量热固性多元醇可望于 2011年实现商业化。高分子量热塑性聚合物可望于 2012年实现商品化。Novomer公司的 PPC聚合物潜在用途可用于软包装和硬包装,包括食品包装薄膜和吹塑瓶。
Novomer公司表示,公司的增长驱动力之一是其材料含有 40w%~50w%二氧化碳,与传统材料相比,还具有优良的性能。
Novomer公司的 PPC技术由康奈尔 (Cornell)大学的研究人员在伊萨卡 (Ithaca)开发。这些研究人员已在该公司拥有投资。其他的投资者包括位于华盛顿州柯特兰 (Kirtland)的 OVP风险投资合作伙伴公司 (OVPVenture Partners)和荷兰帝斯曼公司旗下的帝斯曼风险投资公司 (DSM Venturing)。
3BL媒体公司于 2010年 10月 26月发布报告,美国匹兹堡 (Pittsburgh)大学的研究人员采用绿色设计原理和生命循环评估 (LCA)工具,对 12种不同的石油基和生物质基聚合物进行了评价,见表1。
表 1 12种不同的石油基和生物质基聚合物的绿色设计和生命循环评估 (LCA)评价
聚氯乙烯 (PVC)和聚碳酸酯 (PC)在绿色设计排名中位列最后。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在LCA排名中也列在后面。
虽然生物聚合物较为经济 -友好,但因种植和能量密集的化学加工,使它们的生产与石油衍生的塑料相比较“赃”。
另外,生物聚合物在生物可降解性、低的毒性和使用可再生资源方面优于其他塑料。
在LCA分析中,有几种生物聚合物优于 PVC、PET和 PC,但由于用能密集、使用杀虫剂和使用土地,不比石油基聚烯烃好。
在聚烯烃中有三种石油基塑料:高密度和低密度聚乙烯及聚丙烯在LCA排名中领先。
美国咨询公司弗若斯特沙利文于 2010年 6月中旬发布研究报告预测,未来几年,虽然包装领域仍是生物降解塑料的主要市场,但随着在汽车和电子行业开辟了新的应用领域,生物降解塑料的市场需求快速增长,因而在包装市场的应用比例将逐渐下降。
以淀粉等天然物质为基础的生物降解塑料目前主要包括以下几种产品:聚乳酸 (PLA)、聚羟基烷酸酯 (PHA)、淀粉塑料、生物工程塑料、生物通用塑料 (聚烯烃和聚氯乙烯)。
生物降解塑料由于具有良好的降解性,主要用作食物软硬包装材料,这也是现阶段其最大的应用领域。但是由于生物降解塑料还未实现量产,要替代所有传统塑料包装并不现实。客户更重视成本效益。当前生物降解塑料公司都在努力寻找一种令该材料能够发挥最佳效果的使用方法,如延长产品的货架寿命等,以开拓其应用领域。
除了用作包装材料,人们还在设法将生物降解塑料应用于高价值和高性能工程,这类应用潜力较大。目前杜邦公司、阿科玛公司等已经涉足该领域。另外值得一提的是 PLA,该产品性能改进后已越来越多地应用于汽车和电子产品市场。此外,天然纤维增强塑料在汽车内饰中的应用越来越多,下一步将在客车内部增加生物降解塑料的用量。预计2010年全球汽车行业将消耗工程塑料约 1900万吨,生物塑料在汽车行业的应用潜力巨大。
塑料在电子电气市场也拥有巨大的应用潜力。除了手机制造商正越来越多地在手机外壳上使用PLA之外,可生物降解塑料还将扩大用于其他电子产品。
农业公司是当前生物降解塑料市场上最成功的公司,因为他们能获得低成本的原料。作为市场先驱者之一,嘉吉公司已从生物降解塑料业务中获得了可观的经济效益。这些农业公司的传统优势不是销售塑料,现在它们正在积极寻求同化工企业进行销售方面的合作,以扩大目标客户的覆盖范围。此外,帝斯曼等化工公司出于丰富产品线的考虑,也不断在其产品系列中引入生物降解塑料品种。
除了农业公司和化工公司外,市场上还有改性塑料供应商。这类公司通过在塑料中掺入各种添加剂甚至是传统塑料粒子,来改善生物降解塑料的性能,较知名的改性塑料供应商包括 Cerep last公司和 FKuR公司。
过去生物降解塑料市场发展较慢的原因在于产品种类较少,有些生物降解塑料如 PHA没有实现商业生产,目前这种产品基本都是由试验厂或者实验室生产的。即使是主流的生物降解塑料产品如PLA和淀粉塑料,产量也远远低于传统塑料产品。预计一两年内,生物降解塑料供应短缺的局面将会有所改观。
目前一些主要生物塑料厂正在扩建产能,如奈琪沃克 (Nature Works)公司通过扩建生产线将PLA产能翻了一番。Braskem公司也建成目前为止全球最大的生物聚乙烯生产线。
随着客户对碳足迹的关注,对可再生材料的需求将会增加。此外,产品发展和创新将为生物降解塑料创造新的机遇。
(以上信息由钱伯章提供)
专利申请号:CN 200710027370.4
公开号:CN l01029149
申请日:2007.04.02
公开日:2007.09.05
申请人:广东华南精细化工研究院有限公司
本发明涉一种聚烯烃高效耐热复合型光稳定剂及其生产工艺和应用,其按重景百分比计算包括:两种或两种以上聚合型受阻胺类光稳定剂的混合组分 60%~95%,金属离子螫合组分 5%~40%;该金属离子螯合组分具有受阻酚的抗氧化结构和双酰胺金属离子螯合结构,和/或草酰胺形式的半受阻胺结构。本发明引入高效耐热氧老化组分,不仅自身具有良好的耐热氧老化作用和一定的耐光氧老化作用,而且能够捕捉塑料体系中游离的金属离子形成螫合结构,有效地解决了由于高温、金属离子、热氧光氧结合、酸性化学物质等因素带来的薄膜加速老化问题。本发明可广泛应用于聚烯烃材质薄膜,尤其是 PE、EVA的农用长寿型薄膜或功能性温室棚膜。
专利申请号:CN 200610038484.4
公开号:CN l01024712
申请日:2006.02.24
公开日:2007.08.29
申请人:吴炳裔;耿海儒;李静;史秀冬;唐纪华
改性超细煤粉复合塑料,其配比是:塑料为100份聚氯乙烯及相匹配的增塑剂 l~95份,稳定剂 2~7份;或塑料为 100份聚乙烯、聚丙烯、乙烯 -醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯或ABS,填充剂为超细煤粉或改性超细煤粉为 5-90份,其理化指标为:含碳呈:≥90%;18微米筛余物:≤1%:同时超细煤粉配有分散剂和偶联剂 0.5~6份。本发明克服了使用炭黑的小足,使用粒径过小的炭黑、极易团聚,属于功能过剩,成本增高。本发明的母料材料含碳量可大于 70%,且添加量大,在产品质量达到国标,使整个配方成本比用炭黑母料降低4%以上。用于聚乙烯和聚氯乙烯电缆料中时,可赋予电缆料耐老化性、补强作用和均匀的黑色。
专利申请号:CN 200610054093.1
公开号:CN 101024727
申请日:2006.02.22
公开日:2007.08.29
申请人:重庆市智翔铺道技术工程有限公司
本发明涉及一种阻燃改性沥青材料。阻燃改性沥青材料包括基质沥青、橡胶改性剂及阻燃改性剂组成。本发明采用高速剪切混合乳化机制备阻燃改性沥青材料,先将基质沥青在 11O℃下脱水 30分钟,升温到 175℃,加入 SBS,在改性沥青设备的胶体磨中剪切 10分钟,再加入阻燃改性剂剪切 5分钟,制成本发明产品阻燃改性沥青材料。这种材料具有普通改性沥青的部分特点;有很好高温稳定性和低温抗裂性,对石料其有良好的裹覆性,以及良好的抗老化性;同时它还其备优良的阻燃性,减少了高温下沥青混凝土拌和过程中和燃烧过程中产生的沥青烟雾,不仅有利于隧道铺装施工,更有利于在隧道内发生交通事故的情况下的抢救工作和人员逃生,减少生命财产损失和经济损失。
专利中请号:CN 200610038291.9
公开号:CN101020730
申请日:2006.02.15
公开日:2007.08.22
申请人:宜兴市丽莱化工有限公司
本发明是对乳液聚合制备α-甲基苯乙烯和丙烯腈耐热共聚物方法的改进,其特征是将 30-50%w t单体、乳液、引发剂预乳化备用;将余下的单体、乳液、引发剂乳化后,升温至 65-70℃聚合;在聚合期间连续或间断加入预乳化液继续聚合,直至取样分析同含量≥36%;所说引发剂为油溶性的偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。本发明方法乳化体系稳定,共聚反应充分、均匀,共聚转化率高达 98%以上,共聚物残余单体低,≤1000PPm,维卡 (V ICAT)温度高≥125℃,引发剂中不含铁离子,耐老化性能好,熔体指数高,达到 ≥6g/ 10m in。用于ABS、PVC通用料耐热改性,可提高热变温度 10-30℃。
专利申请号:CN 200710048460.1
公开号:CN101012338
申请日:2007.02.08
公开日:2007 08.08
申请人:青海盛奥化工有限公司
本发明涉及一种沥青,具体地说是涉及一种新型、更适应于青藏高原恶劣气候条件的改性道路沥青。本发明 SBR道路改性沥青配比方法和生产工艺,将丁苯橡胶 (SBR)、丁二烯和苯乙烯的共聚物 SBR按一定比例掺入到沥青中用剪切泵或胶体磨对 SBR进行粉碎与沥青混合。本发明 SBR改性道路沥青有如下有益效果:由于本发明在路用沥青中掺入了对沥青性能改善起到重要作用的改性剂,使路用沥青比普通沥青抗拉能力和水剥落能力大幅度提高,同时 SBR改性道路沥青具有良好的高温稳定性,即良好的高温抗车辙能力;能在环境温度急剧变化的情况下保持原有的状态,抗老化性、抗紫外线和耐久性极佳。
专利中请号:CN 200710048407.1
公开号:CN101012295
申请日:2007.02.06
公开日:2007 08.08
申请人:泸州北方化学工业有限公司
本发明公开了一种氯化聚丙烯在生产过程中用三氯甲烷溶剂法生产的工艺,是将聚丙烯溶解在溶剂中,然后通入氯气进行氯化反应,氯化后的溶液除去溶剂后即获得氯化聚丙烯溶液,将氯化聚丙烯溶液烘工造粒,得到氯化聚丙烯产品,其中采用的溶剂是三氯甲烷,采用三氯甲烷作溶剂生产氯化聚丙烯,更利于聚丙烯在三氯甲烷中的充分溶解,可减少溶解时间和氯化时间,提高生产效率,同时,也有利于提高氯化效果,相对更加环保,所生产的氯化聚丙烯产品的颜色、稳定性、耐老化性能更好。
专利中请号:CN 200710010175.0
公开号:CN101012353
申请日:2007.01.25
公开日:2007.08.08
申请人:吕东江
本发明公开一种汽车、家具翻新保护软膜,其pH值为 6.2~6.8,所含基本组分和重量百分组成为:甲基硅油 30~40%;苯甲基硅油 30~40%;硅脂 20~30%。具有良好绝缘、防潮、阻燃、耐辐射、耐老化等性能和较宽的使用温度 (工作温度 -50~+150℃)范围,具有很好的使用稳定性、理想的折光率,无毒、无味、无腐蚀,利于环保,可广泛应用于汽车外表面、汽车车内各种配置、家具、装修等基体表面,即可使基体光亮如新,又能保护基体,避免老化。
专利申请号:CN 200710003009.8
公开号:CN l01007913
申请日:2007.01.30
公开日:2007.08.01
申请人:刘庄励
本发明提供了一种可净化城市空气消减大气中有害污染物的负离子外墙涂料,该涂料是在传统的外墙涂料制造过程中在特定工序添加功能性添加剂配制而成。该添加剂以脱色电气石为主的多种材料制成。本涂料在保持了传统的外墙涂料对建筑物的保护、装饰功能之外,还会电离空气中的水分子持续在大气中释放负离子 H3O2-。该负离子通过化学分解、电性中和、物理吸附中作用可以有效地消减空气中由于燃煤和燃油产生的二氧化硫 (SO2)、氮氧化物 (NOx)和可吸入颗粒物 (≤10μm)起到净化城市空气的作用。该涂料对传统外墙涂料的耐人工气候老化性、耐洗刷性和贮藏稳定性还有所提高。
专利申请号:CN 200710055251.X
公开号:CN l01007876
申请日:2007.01.22
公开日:2007.08.01
申请人:白山市喜丰塑业有限公司
本发明涉及一种聚乙烯人参专用膜及其生产工艺,属于农用棚膜类。该膜是半透明的,是以聚乙烯为基体,按比例加入功能母料配合而成,其配方由低密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂、耐老化母料及超细碳酸钙填充改性母料组成。其中,耐老化母料由线性聚乙烯粉状树脂、光稳定剂、抗氧剂及酞菁兰组成;超细碳酸钙填充改性母料由线性聚乙烯粉状树脂、碳酸钙粉、铝酸酯偶联剂、石蜡、低分子聚乙烯蜡或硬脂酸、抗氧剂组成。有益效果在于:有效避免了人参叶片的高温灼伤;增加了散射光的透过,利于叶片全面接受光线的照射;有选择性透过蓝光和黄光,利于人参品质的提高;产品使用寿命长,棚膜成型良好,外观光滑,成本低、价格适宜,有利于推广和应用,实用性强。
专利申请号:CN 200710036333.X
公开号:CN l00999598
申请日:2007.01.11
公开日:2007.07.18
申请人:上海交通人学;上海藤仓橡塑电缆有限公司
本发明公开了一种耐辐照低烟无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法,通过向密炼机中投入乙丙橡胶、氢氧化铝、硅酮阻燃协同剂、铅化合物、防老剂、抗铜剂、γ射线吸收剂、液体过氧化物硫化剂和酚类热稳定剂,加热混炼后再经过双螺杆挤出机风冷造粒,得到耐辐照低烟无卤阻燃乙丙橡胶电缆料。采用本发明方法得到的电缆料的体秋电阻率 > 2×1015Ωcm,热寿命不低于 90℃×50年,耐γ射线辐照累计剂量 220M rad,剂最率不大于 1M rad/h,无卤性满足 IEC60754-2要求,适用于制造高强度核辐射环境下的电缆绝缘层。
专利申请号:CN 200710066672.2
公开号:CN l00999605
申请日:2007.01.11
公开日:2007.07.18
申请人:绍兴县同济塑业有限公司
本发明公开了一种 ABS工程塑料及其制备方法,属于塑料改性技术领域,由下述重量百分比的组分配制而成:ABS树脂 92~97%、HALS光稳定剂 0.2~0.8%、紫外线吸收剂 0.2~0.8%、分散剂 0.3~0.9%,黏附剂 0.4~0.9%,余量为色母。要发明 ABS工程塑料不易褪色、抗老化性能强,在 500W强光下连续直射 500小时,颜色褪变小于0.2度,在海边使用寿命达 3年以上,很大程度上提高了使用范围。
专利申请号:CN 200610022696.3
公开号:CN1995110
申请日:2006.12.29
公开日:2007.07.11
申请人:四川师范大学
本发明公开了种提高 SBS改性沥青高低温性能的新型助剂,该助剂为邻苯二甲酸酯铵盐,具有下述通式:其中,R1选自含硫、氯或烯基的醇, R2选自碳原子数目为 18以内的伯胺或仲胺。本发明还公开了一种上述助剂的使用方法。本发明助剂为具有增容、交联、抗老化等作用的芳香类含氮化合物,在制备改性沥青时只需加入较低的掺量,即可达到良好的改性效果,使改性沥青具有很高的软化点、良好的低温延度;同时使 SBS与沥青相容性好、热稳定性好,从而提高改性沥青的存贮稳定性;而且本发明助剂的使用力法简单,用于制备改性沥青成本低、能耗小。
专利申请号:CN 200610124266.2
公开号:CN l986657
申请日:2006.12.18
公开日:2007 06.27
申请人:广州万通达烫画制品有限公司
本发明公开了一种环保热固油墨,主要成分有乳化粉、可塑剂和助剂,其特征在于:所述的乳化粉为不含 PVC的丙烯酸乳化粉,可塑剂为不含磷苯二甲酸盐成份的环保可塑剂。本发明的有益效果有:1)采用了丙烯酸乳化粉替代了传统的 PVC乳化粉和不含磷苯二甲酸盐成份的环保可塑剂,从而达到了环保的效果;2)通过各组分的适当调配,本发明与当前知名的同类产品的对比的实验可证明,该油墨在于感柔软度、抗拉弹性、成膜弹性、抗老化、热稳定性方面都比当前同类产品更优。
专利申请号:CN 200610022513.8
公开号:CN l986628
申请日:2006.12.15
公开日:2007.06.27
申请人:四川宏亿复合材料工程技术有限公司
本发明公开了铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板,它是由下述组分组成:三元乙丙橡胶EPDM,乙烯 -乙酸乙烯共聚体 EVA,硫磺,过氧化物DCP,氧化锌,硬脂酸,发孔剂 H,发孔助剂,炭黑,石蜡油,其制作工艺包括以下步骤: 1)混烁胶;2)复合工艺;3)脱模。本发明具有以下优点:使用改性橡塑复合微孔轨下垫板后,轨道减振降噪效果好并具有高平顺性、高稳定性、高可靠性、高耐久性,列车高速运行时安全、舒适。改性橡塑复合微孔轨下垫板具有耐极限高温和低温的能力,即在 -40℃~+100℃的自然环境中使用产品性能不发生较人的变化,还具有弹性高、耐天候及耐臭氧老化,使用寿命长,压缩永久变形性能优良,复原性好等诸多特殊牲能。
(以上专利信息由浙江杭州王元荪作者提供)
扬子石化公司研究院和塑料厂共同合作,在塑料厂聚丙烯生产装置上成功开发出洗衣机桶专用料PPB-M 30-V(YPJ-630)。该产品具有优异的流动性、良好的抗冲击强度和弯曲模量,同时具有较快的结晶速率,能显著缩短制品的成型加工周期。
7月下旬,该专用料在合肥美的公司进行了洗衣机桶成型试验。经性能测试,该专用料的各项性能指标完全符合国内洗衣机桶专用聚丙烯产品的要求。目前,YPJ-630专用料已经在美的公司旗下的小天鹅洗衣机、美的洗衣机、荣事达洗衣机推广应用。
日前,辽阳石化公司研发成功两种不同用途的环保型聚酯。采用这两种新型聚酯生产的膜制品和注塑件,其加工性和使用性能优良,并且具有良好的生物降解功能。
这两种环保型聚酯是由辽阳石化公司研究院和北京化工大学共同研制成功,采用了自主研发的复合催化剂和特殊酯化工艺,已获 2项国家发明专利受理,技术处于国际领先水平。国外只有德国巴斯夫公司和美国杜邦公司能够生产同类产品,但技术不适合在国内聚酯生产装置推广应用。
(以上信息由郑来宁提供)