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        1. 高科技新材料

          未來五年甘油下游醇酸樹脂的有效產量依然出現增長態勢

          2019-03-18 07:46:20 國際知名專家 顧超英 996

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          根據2018年7月上旬最新消息稱,現在中國醇酸樹脂產量在400萬噸甚至以上的水平,國內地區某公司根據現有技術水平和產品實際情況,計劃在5年以內達到5萬噸產量,說明在未來的日子里,甘油下游醇酸樹脂的生產數量還會出現增長態勢。

          在2018年下半年的關鍵時刻,讓我們一起看一下全球甘油市場在醇酸樹脂領域里的應用增長情況吧!


          醇酸樹脂圖片2.png

          何謂醇酸樹脂?醇酸樹脂是由多元醇鄰苯二甲酸酐和脂肪酸或油(甘油三脂肪酸酯)縮合聚合而成的油改性聚酯樹脂。其中油或脂肪酸如全部被其他成分取代,則稱為無油醇酸樹脂。醇酸樹脂按脂肪酸(或油)分子中雙鍵的數目及結構,可分為干性、半干性和非干性三類。其固化成膜后,有光澤和韌性,附著力強,并具有良好的耐磨性、耐候性和絕緣性等等。

          醇酸樹脂圖片4.png

          回顧歷史:很早以前已發現由多元醇與多元酸通過縮聚反應可以獲得一種樹脂狀的聚合物。1847年出現了酒石酸與甘油反應生成樹脂狀的產品。以此為始至1927年,得到了如樟腦酸甘油酯、丁二酸甘油酯、檸檬酸甘油酯等,進一步研究鄰苯二甲酸酐與甘油的反應,并采用單元酸如丁酸或油酸代替部分鄰苯二甲酸酐試驗,制得一種柔軟性和溶解性更好的樹脂產物。還利用干性油脂肪酸對鄰苯二甲酸甘油酯進行改性取得成功。隨后又研究并解決了將油醇解成為單甘油酯制造醇酸樹脂的新技術,終于實現了以工業方法制造醇酸樹脂。

          醇酸樹脂具有原料容易獲得,生產工藝簡易,性能優良,施工方便的特點。同時,它本身就是一種漆料,能制成清漆、磁漆、底漆、膩予等,還可以與硝化棉、過氯乙烯樹脂、氨基樹脂、氯化橡膠、環氧樹脂等合用,提高和改進其他各類涂料產品的性能。自1927年醇酸樹脂出現以來,發展極快。在涂料工業中起著舉足輕重的作用,目前在國內外醇酸樹脂的產量仍占全部涂料用合成樹脂的首位。

          醇酸樹脂可用熔融縮聚法或溶液縮聚法制造。熔融縮聚法是將甘油、鄰苯二甲酸酐、脂肪酸或油在惰性氣體保護下攪拌,加熱到200℃以上進行酯化,直到酸值達到要求,再加入溶劑稀釋。溶液縮聚法是在有機溶劑如二甲苯中反應。二甲苯既是溶劑,又可作為與水共沸液體,可提高酯化反應速率。溶液縮聚法反應溫度較低,所得醇酸樹脂色淺。這兩種方法制得的醇酸樹脂,其性能和用途隨所用脂肪酸或油的結構而異,主要用于制造涂料和油墨等。

          按醇酸樹脂油度分類如下:包括長油度醇酸樹脂、短油度醇酸樹脂、中油度醇酸樹脂等等,油度表示醇酸樹脂中含油量的高低。

          例如:表示醇酸樹脂中弱極性結構的含量。因為長鏈脂肪酸相對于聚酯結構極性較弱,弱極性結構的含量,直接影響醇酸樹脂的可溶性 , 如長油醇酸樹脂溶解性好,易溶于溶劑汽油, 中油度醇酸樹脂溶于溶劑汽油-二甲苯混合溶劑, 短油醇酸樹脂溶解性最差,需用二甲苯或二甲苯/酯類混合溶劑溶解;同時,油度對光澤、刷涂性、流平性等施工性能亦有影響,弱極性結構含量高,光澤高、刷涂性、流平性好;再例如:表示醇酸樹脂中柔性成分的含量,因為長鏈脂肪酸殘基是柔性鏈段, 而苯酐聚酯是剛性鏈段,所以, OL 也就反映了樹脂的玻璃化溫度或常說的“ 軟硬程度”,油度長時硬度較低,保光、保色性較差。

          醇酸樹脂圖片3.png

          表1  醇酸樹脂的油度范圍情況

          油度

          長油度

          中油度

          短油度

          油量/%

          >60

          40~60

          <40

          苯酐量/%

          <30

          30~35

          >35

          一般來講,一些醇酸樹脂的配方如下:亞麻仁油:100.00g;氫氧化鋰(酯交換催化劑):0.400g;甘油(98%):43.00g;苯酐(99.5%):74.50g(其升華損耗約2%)。

          根據調研資料顯示:甘油在醇酸樹脂領域里對甘油的應用也許會以年均復合增長率(CAGR)6%以上的速度增長。它們被用來生產防護涂料,比如油漆,清漆和瓷漆。建筑工業的發展,以及工業化進程的加快和裝修活動的日益增加預計將推動對產品的需求。歐洲市場的發展也許略顯疲軟,CAGR為5.5%。德國、法國和英國化妝品市場對甘油的需求明顯,有可能會提升甘油作為保濕劑在個人護理產品應用中的需求。到2022年,全球甘油市場的規模預計將達到410萬噸,年均復合增長率估計為6.6%。消費者對健康和衛生意識的日益增強,以及中產階級可支配收入的不斷提高將導致終端應用領域的擴大,推動對甘油的需求。

          在未來幾年,甘油的應用范圍將繼續出現擴大態勢,特別是以印度、中國、日本、馬來西亞和印度尼西亞為首的亞太甘油市場是主導地區,占全球甘油市場總收入的35%以上。建筑行業費用支出增加,以及機械和建筑領域對醇酸樹脂的需求增加,也許將推動對甘油產品的需求。到2023年,亞太脂肪醇市場的規模可能將超過17萬噸,其CAGR將為8.1%。

          要知道:甘油下游有潛力的應用領域包括環氧氯丙烷,1-3丙二醇和丙二醇。甘油有潛力作為一種化學平臺,用于化學品的再生性生產。它為石油化工類產品提供了一種具有環境親和力以及經濟性的替代方法。對替代性燃料的需求急劇增長應該會促進對油脂化學品的需求。由于對可生物降解和可持續產品的需求不斷增加,對油脂化學品的需求可能會隨之增加。甘油具有生物可降解和無毒性質,這使得它成為二甘醇和丙二醇的一種合適替代品。

          從宏觀方面分析:2017年12月份之前獲悉,由于下游各個領域實際需求數量的增加,導致全球甘油市場將達30億美元甚至以上的水平,回顧2014-2015年期間,全球甘油市場的規模為248-258萬噸左右。2017~2022年,食品工業、藥品、個人護理和醫療保健領域的應用不斷增加,預計將推動對甘油的需求。 到2022年,全球甘油市場的規模將達到30.4-31.0億美元左右。環境保護優先事項的變化,以及消費者在藥品、食品和飲料以及個人護理產品上的消費支出不斷增加,也將推動對甘油的需求。

          值得一提的是:2018年之前甘油在個人護理及藥品領域的應用已經早已經超過了100萬噸,預計到2023年,這一數據將以年均復合增長率(CAGR)6.5%以上的速度穩定增長。甘油提供營養價值和治療性質,使其成為個人護理和藥品應用領域的理想選擇。在亞太地區和拉丁美洲地區,消費者健康意識的不斷提高以及生活方式的改善可能會推動對甘油產品的需求。

          更值得關注的是:由于生物柴油是甘油的一種優先來源,占全球甘油市場份額的65%以上,10年前,歐盟出臺了《化學品的注冊、評估、授權和限制》(REACH)法規,旨在降低對原油的依賴,與此同時促進生物基替代產品如生物柴油的生產,這一法規可能會推動對甘油的需求。

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