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認識一下丙烯酸下游新材料

文章出處:中國化工信息周刊責任編輯:海翔小李查看手機網址
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人氣:-發表時間:2019-07-23 10:32【

認識一下丙烯酸下游新材料

注:本文轉自中國化工信息周刊

    丙烯酸是丙烯下游重點產品之一,年消費丙烯量約占國內丙烯總消費量的4%左右。丙烯酸主要用于合成各種丙烯酸酯,其次用來生產丙烯酸鹽。通用丙烯酸酯主要包括丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)等。丙烯酸酯主要作為聚合單體用于生產涂料和膠黏劑,在油墨、紡織、塑料助劑等領域也大量應用。丙烯酸鹽(主要是鈉鹽)均聚或共聚物因組成和聚合度不同而具有吸水、保水、凝聚、分散、增稠、粘結等多種性質,廣泛用于衛生材料、農村保水、水處理、石油開采、涂料、油墨、紡織、印染、造紙、制革、食品加工等領域。

    未來一段時間內,丙烯酸下游的以下幾種新材料可重點關注:

    一、高性能丙烯酸酯乳液:與傳統的溶劑型涂料相比,水性涂料具有價格低、使用安全,節省資源和能源,減少環境污染和公害等優點,因而已成為當前發展涂料工業的主要方向。水性丙烯酸酯樹脂(丙烯酸酯乳液)是涂料用樹脂中發展最快、品種最多的無污染型產品。水性涂料常用的丙烯酸酯乳液包括含羥基丙烯酸酯乳液、自交聯丙烯酸酯乳液、環氧改性丙烯酸酯乳液、醇酸樹脂改性丙烯酸酯乳液、含氟丙烯酸酯乳液等多種產品。

未來,丙烯酸酯乳液研究的重點在于:開發高性能的丙烯酸酯乳液產品,在更廣闊的領域代替溶劑型產品以及開發功能化的改性丙烯酸酯乳液。目前,應用于涂料中的丙烯酸酯乳液研究在國內外正蓬勃地開展著,乳液的性能也在逐步完善,隨著各國環保法規的出臺和能源節約的大趨勢,丙烯酸酯乳液在涂料中的應用將有更廣闊的發展前景。

高性能丙烯酸酯乳液


    二、特種丙烯酸酯(單體):輻射固化(又稱UV固化)技術以特種丙烯酸酯為主要原料,采用紫外光或電子束為引發劑使丙烯酸酯聚合。與常規聚合方法相比,這種方法不用化學引發劑,在常溫下進行聚合,不用加熱,節省了引發劑、節省了能源,并且,一些特定的工藝要求必須采用這種聚合方式。近年,我國輻射固化行業的發展極其迅速,發展速度大大超過美國、歐洲和日本,輻射固化行業的快速發展極大帶動了特種丙烯酸酯需求增長。輻射固化技術除在傳統的涂料生產領域應用較多以外,在光刻、3D打印等新興領域也有所應用。特種丙烯酸酯(單體)按結構可分為單官能丙烯酸酯(包括高烷基、特種基團、特殊結構)和多官能丙烯酸酯(包括雙官能、三官能等)。目前世界上已合成出 100多種特種丙烯酸酯,年產量約20萬噸,僅為通用丙烯酸酯產量的5%左右,但因其結構中可以包含不同碳鏈長度的酯基和氨基、羥基、氰基、磺酸基、環氧基、呋喃基等,使之被賦予種種功能。

特種丙烯酸酯


    三、高吸水性樹脂(SAP):高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer,簡稱SAP)是一種具有松散網絡結構的低交聯度親水性高分子化合物,既不溶于水,也難溶于有機溶劑,具有吸收自身重量幾百倍甚至上千倍水的能力,且吸水速率快,保水性能好,即使加壓也難把水分離出來。由于SAP具有吸水性好、價格適中、安全性好等特點,已被廣泛應用于嬰幼兒紙尿褲、婦女衛生用品、成人失禁用品以及等一次性衛生用品中,這些領域一般將丙烯酸鈉鹽作為交聯聚合單體。國外SAP產能高度集中,而且行業發展比較健康,2018年行業平均開工率高于75%,但是國內SAP行業產能過剩則比較嚴重,2018年產能約130萬噸/年,但行業平均開工率僅為50%左右。我國單位新生人口的SAP消費量和單位老齡人口的SAP消費量均遠低于日本和歐美,增長空間均在100%以上,但是,目前國內衛生用品應用滲透率較低,市場仍未完全打開,使得國內SAP消費總量仍處于比較低的水平。隨著國家對生態環境建設投資加大和重視,國內保水劑類產品研究、開發、生產呈現一輪高潮,SAP在農林保水領域的市場逐步打開。另外,SAP作為混凝土外加劑,能有效減小混凝土的收縮,已經成為當前的研究熱點之一,未來有望大規模的使用。值得注意的是,從供給水平來看,國內SAP生產技術和產品質量仍有較大的提升空間。

高吸水性樹脂


    四、丙烯酸酯橡膠(ACM):ACM是以丙烯酸酯為主單體經共聚而得的彈性體,其主鏈為飽和碳鏈,側基為極性酯基。ACM具備優良的耐熱、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外線等性能,力學性能和加工性能優于氟橡膠和硅橡膠,耐熱、耐老化性和耐油性優于丁腈橡膠。ACM被廣泛應用于各種高溫、耐油環境中,成為近年來汽車工業著重開發推廣的一種密封材料,特別是用于汽車的耐高溫油封、曲軸、閥桿、汽缸墊、液壓輸油管等,目前國內需求幾乎全部依賴進口。與巨大需求相比,國內ACM生產規模小、設備簡陋、穩定性差、品種少,遠遠滿足不了汽車工業發展對ACM的需求。我國大部分密封制品廠所用ACM主要依賴進口,年進口量在4000噸以上,進口價格在6萬~7萬元,而目前ACM的生產成本不超過3萬元,利潤空間比較大。

丙烯酸酯橡膠


    五、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA或AAS):ASA和ABS的結構相似,而由于ASA中采用不含不飽和雙鍵的丙烯酸酯橡膠替代了ABS中含有不飽和雙鍵的聚丁二烯橡膠,因此,可抵抗紫外線照射引起的降解、老化、褪色,也可抵抗大氣中的氧化進而加工過程中的高溫引起的分解或變色有了堅強保障,由此極大的提升了材料的抗老化與耐侯性能。ASA樹脂主要應用領域包括合成樹脂瓦、電子電氣外殼材料、汽車外飾材料、室外建筑材料等。國內ASA樹脂生產商主要為外資企業,少數企業能夠生產ASA樹脂,但生產能力均比較小,產品質量也不穩定,大量需求依賴進口。

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物


    六、乙烯-丙烯酸系共聚物:乙烯-丙烯酸系共聚物具有良好的低溫性能和柔軟性,優良的耐彎曲開裂及耐環境應力開裂性,具有較大彈性等。乙烯-丙烯酸系共聚物可在一些應用領域替代乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。目前,國內EVA的年消費量約為150萬噸,進口量約100萬噸。與EVA相比,EAA具有更高的熱穩定性,并屬于非腐蝕性產品,能適應的加工條件范圍更寬。乙烯-丙烯酸系共聚物主要的應用領域包括高壓電纜屏蔽、軟管、包裝材料、膠黏劑、低溫用密封圈、家用器具零部件,還可與烯烴類聚合物或工程塑料共混,提高其低溫柔軟性,耐環境應力開裂性和耐沖擊性。目前應用比較廣泛的乙烯-丙烯酸系共聚物主要是乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)。EEA是一種結晶度比PE低的柔軟的熱塑性塑料。一般含丙烯酸乙酯(EA)5-20%。EA含量增加,共聚物的密度和柔軟隨之增加。EEA具有良好的低溫性能和柔軟性,加工中熱穩性好,可與填料很好的相容,耐彎曲開裂及耐環境應力開裂性優良,具有較大彈性。EEA與有機過氧化物進行交聯可提高耐熱性、耐蠕變性、耐溶劑性。

乙烯-丙烯酸系共聚物


    七、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物:氯乙烯-丙烯酸酯共聚物是一種綜合性能優良的共聚樹脂。與普通的PVC樹脂相比,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物具有沖擊性能好、易加工等優良特性。根據氯乙烯與丙烯酸酯的共聚方式和共聚物結構不同,目前國內工業化生產的氯乙烯-丙烯酸系共聚物主要包括氯乙烯-丙烯酸酯無規共聚物和氯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物兩種。氯乙烯-丙烯酸酯無規共聚物多采用懸浮聚合法生產,隨著丙烯酸酯在共聚物中含量的增加,共聚物顆粒的孔隙率、增塑劑吸收量、玻璃化轉變溫度降低,沖擊強度提高。氯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物多為先制備核殼結構的丙烯酸酯膠乳(ACR),將該乳液直接加入到氯乙烯懸浮聚合體系中進行原位聚合,可制備抗沖 PVC 樹脂。此外,也可在PVC加工過程中加入ACR抗沖改性劑,制成共聚物材料。比較有代表性的產品為丙烯酸共聚聚氯乙烯(AGR),主要用作給水水管管材,有“塑料鋼管”的美譽,耐沖擊、抗壓、抗震性能優越。目前國內給水管材仍以鋼材為主,少量使用PE管和PVC管,而AGR管用作城鎮供水管網和建筑物內給水管道,相對于金屬材料更加衛生,而相對于PE管和PVC管則更加穩定可靠,其使用壽命長、耐低溫、抗沖擊,在居民消費和生活品質升級過程中將具有較好的發展前景。

氯乙烯-丙烯酸酯共聚物

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