環(huán)氧樹脂種類及應用

第一部分環(huán)氧樹脂的分類1、縮水甘油基型環(huán)氧樹脂：包括縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂和氨基環(huán)氧樹脂三部分，而縮水甘油醚環(huán)氧樹脂由雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化酚醛樹脂。2、環(huán)氧化烯烴：脂肪族環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和混合型環(huán)氧化烯一、雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成1．雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成途徑：①低分子量液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂由過量環(huán)氧氯丙烷（ECH）與雙酚A（H鍵氯化而生成環(huán)氧環(huán)狀物得到脂環(huán)族環(huán)氧。②高分子量固態(tài)環(huán)氧樹脂的途徑：太妃糖法：雙酚A與環(huán)氧氯丙烷在化學計算是堿存在下直接反應熔融法以低分子量液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂為原料在催化劑存在下用雙酚A型擴展化學鍵得到聚合度較高（0）的產物。這種工藝得到沒有副產物的高純產品，分子量分布窄，主要是抑制副反應，減少鏈支化。2．雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成反應雙酚A型環(huán)氧樹脂由ECH和A經醚化和閉環(huán)兩步反應制得。3．雙酚A型環(huán)氧樹脂合成反應過程的副反應①水解：ECH水解成甘油，環(huán)氧基水解為2—乙二醇。②環(huán)氧氯丙烷與存在于中間體的酸性羥基反應，形成被裹脅的氯。③環(huán)氧氯丙烷與酚羥基的反常加成（β加成）④鏈支化反應：雙酚A型環(huán)氧樹脂的鏈支化：⑤脫HCl反應不完全，樹脂殘留可水解氯。這些反應的產生使ECH消耗增大，環(huán)氧基含量降低，可水解氯使氯總含增高，樹脂質量不純，粘度或熔點上升。二、氯含量的影響（Cl氯Cl是殘留的l離子，可水解氯和不可水解氯是副反應產物。1.氯含量的影響①可水解氯使脂肪多胺固化環(huán)氧體系的適用期大為縮短可水解可水解氯放熱峰凝膠時間wt%溫℃（分）0.056142800.134153750.550163450.82117239脂/BA=3/（ml比0量：NaOH脂/BA=3/（ml比0量：NaOH80PPm液態(tài)環(huán)氧樹脂可水解氯反應時間（小時）0.0110.0330.0560.8015③層壓材料中廣泛采用的環(huán)氧樹脂/雙氰胺/芐基二甲胺常遇到凝膠時間延長且波動幅度大的問題，這是由于樹脂可水解氯含量高且氯含量波動大。④可水解氯會腐蝕集成電路板上的接線，因此要求樹脂中可水解氯含量≤0.03wt%⑤在濕熱條件下，可水解氯使樹脂的電性能大大下降。2．降低氯含量的途徑①在合成工業(yè)中加入惰性溶劑（苯、甲苯等）和水溶性溶劑的混合溶劑，加強有機相（樹脂液）和無機相（堿水）的接觸，提高脫HCl效率。②用稀H處理粗樹脂時加季銨鹽或堿可水解氯控制在0.05wt以下。第二部分環(huán)氧樹脂市場分析環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的有機高分子化合物其分子結構是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團為特征這使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應而形成不溶不熔的具有三向網狀結構的高聚物并由此特性成為先進復合材料中應用最廣泛的樹脂體系可適用于多種成型工藝配制成不同配方，可調節(jié)粘度范圍大；以適應于不同的生產工藝。近年來橡膠彈性體增韌樹脂合金化改性以及環(huán)氧樹脂增韌改性新技術等增韌技術的日益成熟環(huán)氧樹脂得到了更好更廣泛的應用目前環(huán)氧樹脂統(tǒng)治著高性能復合材料的市場因此對環(huán)氧樹脂市場的研究有著廣泛的意義。根據最新統(tǒng)計，我國2005年全年環(huán)氧樹脂產量為44萬噸、進口量為25萬噸、出口量為6為63總消費量中的比較進一步下降，消費量已趨于穩(wěn)定合理。縱觀近年來國際環(huán)氧樹脂市場，1993年，世界環(huán)氧樹脂生產能力為130萬噸1996年遞增到143.5萬噸1999年為159.5萬噸2002年為186萬噸2005年為201萬噸，預計0年可達到250公司兼并及投資建設較為活躍國際大鱷經過一系列重組整合全球環(huán)氧樹脂行業(yè)三甲已輪流坐莊，由20世紀末的ShellW、Ciba-Geig，變成Hexion、W到383630萬噸/且Hexion、W、南亞三甲目前在中國都設有生產基地，中國在數量上已成為全球環(huán)氧樹脂最大生產國和重要消費國但從消費結構以及企業(yè)個體角度來看作為經濟組織國內企業(yè)還有待做大做強。一、產業(yè)歷史我國環(huán)氧樹脂產業(yè)起步于1958年但是計劃經濟的束縛加上文革的影響，使我國的發(fā)展步子明顯慢于國外。上世紀80年代情況有所好轉，年增長率達到了790年代初我國經濟發(fā)展逐漸與國際市場國際經濟接軌環(huán)氧樹脂行業(yè)出現了眾多生產企業(yè)如雨后春筍一下子由原來的幾十家擴大到近200家出現了多種經濟成份相互競爭、共同發(fā)展的局面。但當時的單套裝置規(guī)模均在5000噸/年以下，與國外相比差距甚遠，工藝技術上同樣具有很大距離。經過上世紀90年代的大力發(fā)展，我國環(huán)氧樹脂行業(yè)進入了又一個發(fā)展期。1998年環(huán)氧樹脂消費量達到12我國環(huán)氧樹脂生產從技術水平到生產規(guī)模都有了一個很大的提高他們生產的環(huán)氧樹脂已經能夠與進口貨抗衡在這一發(fā)展期間我國環(huán)氧樹脂行業(yè)出現了聚集發(fā)展的格局龍頭企業(yè)充分發(fā)揮了對整個行業(yè)的牽幅射作用形成了我國環(huán)氧樹脂的核心產業(yè)帶安徽黃山地區(qū)異軍突起他們獨辟蹊徑發(fā)展粉末涂料專用的固體樹脂憑借專業(yè)化的優(yōu)勢構成了環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂粉末涂料聯(lián)合生產基地；華南地區(qū)成為我國環(huán)氧樹脂應用的一個高地該地區(qū)憑借毗鄰港的地域優(yōu)勢在大力發(fā)展電子工業(yè)的同時帶動了環(huán)氧樹脂在電子領域的應用是電子領域成為我國環(huán)氧樹脂主要消費方向之一的重要推動力量。進入21世紀，電子電氣、交通運輸、石油化工、建筑工程等與環(huán)氧樹脂相關的行業(yè)發(fā)展尤其迅猛經濟建設對環(huán)氧樹脂的需求量急劇增加在這“發(fā)展”的大背景我國環(huán)氧樹脂迎來了黃金發(fā)展階段生產和消費的平均增長達到30%左右，遠遠高于同期全球3的增長水平，成為全球環(huán)氧樹脂增長的主要拉動力量。主要的發(fā)展特點表現為以下幾個方面。二、產業(yè)特點一是外資帶動美國以及臺資等紛紛在大陸建廠生產這些外資工廠具有相當生產規(guī)模幾乎占了目前中國大陸環(huán)氧樹脂生產能力的一半同時采用的工藝技術都是國際最先進的使我國環(huán)氧樹脂產業(yè)不僅生產能力大幅提升而且技術樹脂企業(yè)奮發(fā)創(chuàng)新，從而實現了良好的整體帶動戰(zhàn)略。二是行業(yè)內部通過結構調整產業(yè)鏈與區(qū)域經濟整體發(fā)展同步提升企業(yè)素質有了質的提高規(guī)?；蔀楫斍皟荣Y環(huán)氧樹脂企業(yè)的最大特點目前企業(yè)數量已從高峰時的200多家調整到100家左右企業(yè)生產規(guī)模則有了極大提高技術水平同樣快速提高而且其發(fā)展不再是孤立的而是具有帶動或呼應整個產業(yè)同步提升的能力產生的聚集效應值得充分肯定已經把我國環(huán)氧樹脂產業(yè)水平推進到了一個新的高度。三是技術創(chuàng)新能力大為提高技術水平進入世界較先進行列當今環(huán)氧樹脂中國環(huán)氧樹脂業(yè)隨著資本結構的多元化同時也成為中外各種先進工藝技術的拼舞臺在這一決定競爭成敗的競技場上中國本土的企業(yè)在依靠自有知識產權的同時不斷推進技術進步，在競爭中逐步發(fā)展壯大。四是整個行業(yè)呈現分工較為明確的格局。生產能力在2萬噸/企業(yè)無論內資外資均以大宗的基礎樹脂為主在這些領域沒有規(guī)模就沒有優(yōu)勢小企業(yè)難以有所作為內資企業(yè)的一些傳統(tǒng)大廠也是新產品研發(fā)的中心不斷培育新的品種不斷形成新的大宗品種而在粉末涂料重鎮(zhèn)黃山單一優(yōu)勢明顯產品大量出口特種專用產品和技術全面開花一些小型企“內精外王，為業(yè)界矚目。五是環(huán)氧樹脂應用領域迅速打開。應用的力度和深度是產品生產規(guī)模的基礎，材料制造行業(yè)為應用行業(yè)提供先進的材料、滿足其生產出更好產品的要求而應用行業(yè)又反過來要求材料制造行業(yè)提供更加先進的材料、促進其不斷發(fā)展其中許多以前依賴進口的產品，實現了國內部分或全部替代。六是信息化建設進展神速與行業(yè)的現代化發(fā)展相輔相成信息化促進產業(yè)化產業(yè)化帶動現代化已成該行業(yè)的真實寫照該行業(yè)先進企業(yè)大都有著信息化手段的有力支撐。通過ERP系統(tǒng)等全面的信息化建設，在流程上實現效率、應用中實現了降耗的目標。三、應用分析量躍居世界第一，目前正在聚焦信息家電、移動計算、數字電視、無線局域網、汽車電子等領域的新興市場環(huán)氧樹脂在其中的應用主要形式是敷銅板塑封料、源工業(yè)環(huán)氧樹脂在該行業(yè)中的應用主要是作為絕緣材料應用形式主要有層壓促使環(huán)氧樹脂生產目前每輛汽車平均需耗環(huán)氧樹脂5公斤隨著我國汽車產業(yè)該領域中的使用形式主要包括地坪防腐涂料其它建筑涂料復合材料混凝土、石化的應用以防腐為核心應用形式主要有海上石油平臺油罐輸油管道防材料。環(huán)氧樹脂消費與經濟發(fā)展存在著高度正相關聯(lián)系經濟越發(fā)達生活水平越高則環(huán)氧樹脂消費量越高，目前發(fā)達國家人均消費環(huán)氧樹脂水平達到1公斤/左右而我國人均消費環(huán)氧樹脂2000年僅0.1公斤而2005年已達到0.3公斤，增長了2倍由于我國人口基數的龐大因此在今后幾年的產業(yè)震蕩中行業(yè)規(guī)模的擴張還是非?？捎^的。我國環(huán)氧樹脂需求量的急速增加引起國際業(yè)界高度關注環(huán)氧樹脂跨國公司幾乎全部前來或正在前來我國投資興建大型生產廠國內企業(yè)也紛紛新建擴建到55萬噸/噸左右，加上現有生產能力40萬/噸，預計2010年前后我國環(huán)氧樹脂生產能力將達到130萬噸/噸，接近全球的一半，成為世界環(huán)氧樹脂大國。我國環(huán)氧樹脂事業(yè)目前正進入一個新的關鍵發(fā)展期。四、市場建議但我國環(huán)氧樹脂產業(yè)如何實現大國夢并進而成為強國還有很多課題要解決首先要走專和特的道路我國環(huán)氧樹脂市場大國產環(huán)氧樹脂市場占有率直持續(xù)上升并逐漸占據優(yōu)勢同時開始走向國際市場成績可喜但是進一步大優(yōu)勢就要從環(huán)氧樹脂市場面大量廣用戶產品更新?lián)Q代快工藝技術進步迅速這個特點出發(fā)根據應用行業(yè)發(fā)展特點大力發(fā)展特種或專用環(huán)氧樹脂學習黃山的產業(yè)結構，中小企業(yè)力爭單一優(yōu)勢，以專以特作市場。其次積極瞄準國外高檔產品進行攻關早日實現替代我國短缺的需要依賴進口的環(huán)氧樹脂產品價格都相當高甚至高得離譜這些產品開發(fā)難度大成本高有些目前需求不大但決不能因此放棄發(fā)展有條件的廠應積極組織開發(fā)。一來可以為下游行業(yè)壓縮過高成本，二來可以為自身贏得未來的市場。再次要開發(fā)綠色產品實現清潔生產環(huán)氧樹脂廢水的治理是環(huán)氧樹脂行業(yè)的一大難題，這主要是由于環(huán)氧廢水中含有大量老化樹脂和較高濃度的堿鹽采用傳統(tǒng)的廢水治理方法難以奏效尤其電氣電子建材方面對環(huán)保產品的要求呼聲很高目前大量使用非環(huán)保的溴化環(huán)氧樹脂的覆銅板阻燃電器澆注料已受到一定的限制，發(fā)展非鹵化阻燃環(huán)氧樹脂要立即行動。環(huán)保水溶性環(huán)氧樹脂無溶劑型環(huán)氧樹脂高固體份環(huán)氧樹脂目前產量還很低品種也不多要大力推動發(fā)展。最后必須加快發(fā)展原料輔料的配套發(fā)展目前我國雙酚A環(huán)氧氯丙烷、固化劑的生產遠遠跟不上環(huán)氧光固化涂料用環(huán)氧樹脂的研究。五、上游行業(yè)分析環(huán)氧樹脂生產中固化劑及環(huán)氧氯丙烷是最重要的生產要素。我國環(huán)氧樹脂固化劑業(yè)的問題主要表現在以下幾方面：一是產需矛盾突出高檔及許多專用固化劑需進口二是品種少系列化程度低難以適應千變萬化的環(huán)氧樹脂配方之需三是環(huán)氧樹脂與固化劑配套發(fā)展水平極低缺乏產業(yè)鏈的配套優(yōu)勢；四是固化劑發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃；五是研發(fā)狀況不盡人意。我國環(huán)氧氯丙烷的發(fā)展始終與環(huán)氧樹脂的發(fā)展密切地聯(lián)系在一起至今為止我國環(huán)氧氯丙烷的主要用途還是用于生產環(huán)氧樹脂目前國內環(huán)氧氯丙烷消費結構為：環(huán)氧樹脂行業(yè)占85，合成甘油占7，氯醇橡膠占2，其他占6。環(huán)氧氯丙烷在精細化工中的應用已開始起步雖然使用量不能同環(huán)氧樹脂同日而語但其發(fā)展前景廣闊值得肯定目前國內環(huán)氧氯丙烷生產企業(yè)在原材料及公用工程消耗產品質量生產成本等方面與國外先進水平比有較大差距唯有大力改進生產技術努力降低成本提高產品質量才能在提升行業(yè)國際競爭力的基礎上更好的為國內的環(huán)氧樹脂行業(yè)提供助力。按照環(huán)氧樹脂消費與國民經濟發(fā)展的關系曲線以及與涂料膠粘劑復合行測算，到2010到130半環(huán)氧樹脂總消費量為150萬噸左右繼去年成為全球最大生產國后將“十一五”中期成為全球最大消費國。六、市場預期2006近10年來的高價位。但無論是雙酚A價格疲軟還是環(huán)氧氯丙烷供不應求，對于下游環(huán)氧樹脂廠家來說均有一定影響目前這種上下游之間的脫節(jié)必然是暫時現象經過一段時間的調整后在需求拉動下環(huán)氧樹脂及原料行業(yè)一定會回歸共同繁榮的局面。中國環(huán)氧樹脂產“十一五規(guī)劃于日前正式開始編制規(guī)劃將特別貫徹環(huán)出以下數據：1、預計2010到1200氧樹脂5公斤計算，2010年我國汽車工業(yè)涂料消費環(huán)氧樹脂約為6萬噸，加上保有汽車的修補漆所需環(huán)氧樹脂的量預計在9萬噸左右。2、船舶工業(yè)、海洋工業(yè)所需環(huán)氧樹脂涂料前景誘人。21世紀是“海洋的世，是海洋開發(fā)的新時代。從現在到2010年，將是世界造船業(yè)大發(fā)展的時期，世界各類船只的需求量將增加50％。我國已臍身世界航運和造船業(yè)大國之列，環(huán)氧涂料（防腐、防海洋生物污染。今后5年對環(huán)氧鋅粉車間底漆、環(huán)氧鐵紅工程及海上建筑用環(huán)氧防腐涂料的需求量很大，專家預測，2010年我國船舶工業(yè)、海洋工業(yè)需15萬噸環(huán)氧樹脂左右。3、集裝箱工業(yè)：我國集裝箱工業(yè)發(fā)展迅猛，已成為世界第一大集裝箱生產國。預計2010年，集裝箱用涂料需7萬噸左右，要消耗環(huán)氧樹脂5萬噸左右。4、食品罐工業(yè)：隨著生活水平的提高，食品罐頭、食品貯存容器制造業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，罐頭涂料需要越來越多的環(huán)氧樹脂。以上是主要的環(huán)氧涂料消費行業(yè)，我國是世界上最大粉末涂料生產國之一熱固性粉末涂料、環(huán)氧樹脂類產量占75％。環(huán)氧粉末涂料、水性環(huán)氧涂料前途無量此兩者是環(huán)氧涂料發(fā)展的主流我國政府已把粉末涂料和水性涂料確定為今后優(yōu)先發(fā)展品