2010-2012年聚碳酸酯行業(yè)深度研究及行業(yè)競爭力分析報告

-2012年聚碳酸酯行業(yè)深度研究及行業(yè)競爭力分析報告第一部分行業(yè)發(fā)展現狀第一章PC行業(yè)發(fā)展概述第一節(jié)PC的概念一、PC的定義聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱PC)是一種無色透明熱塑性聚合體，它不僅具有很高的抗沖擊強度、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐蠕變性和耐寒性以及良好的電絕緣性、阻燃性，而且可抗紫外線、耐老化。目前使用的工程塑料中，PC的透明性能是最好的，可見光透過率高達90%以上。此外，PC密度低，容易加工成型，是一種性能優(yōu)良，應用廣泛的工程塑料。化學名：2,2＇-雙（4-羥基苯基）丙烷聚碳酸酯CAS編號：25037-45-0圖表SEQ圖表\*ARABIC1：聚碳酸酯單體的結構式二、PC的特點聚碳酸酯耐酸，耐油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐強堿。密度：1.20－1.22g/cm線膨脹率：3.8×10cm/cm°C熱變形溫度：130°C聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃BI級，在普通使用溫度內都有良好的機械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐沖擊性能好，折射率高，加工性能好，需要添加阻劑才能符合UL94V-0級。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價格較低，并可通過本體聚合的方法生產大型的器件。隨著聚碳酸酯生產規(guī)模的日益擴大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之間的價格差異在日益縮小。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。圖表SEQ圖表\*ARABIC2：聚碳酸酯的工藝特點特點注意問題熔融黏度對剪切速率的敏感性小，而對溫度的敏感性大，近似于牛頓流體行為要增加熔體的流動性，不是通過增大注射壓力而應通過提高注射溫度的辦法來達到無明顯熔點，熔體黏度較高要求模具的流道、澆口短而粗，以減少流體的壓力損失，同時需要較高的注射壓力高溫下樹脂易水解樹脂在成型加工之前需進行充分的干燥處理，使其含水量控制在0.02%以內。此外，在加工過程中對樹脂還應采取保溫措施，以防重新吸濕制品易開裂不僅需要合理的制品設計，還應正確掌握成型工藝。如提高模具溫度、對制品進行后處理等都可以減少或消除內應力聚碳酸酯的綜合優(yōu)良性能是一般塑料所無法比擬的。這種塑料特別適用于制造尺寸較精密準確、形狀復雜、能承受輕負荷或較少沖擊負荷的小型制件。由于增加溫度使粘度將十分容易減少，成型原本并不困難，但是要向完整無損的保持這么一些好的特性卻不容易。關鍵是要對工藝特性有充分的了解和掌握，特別注重嚴格控制原料干燥、注射溫度、模具溫度等三大條件。1、原料干燥。聚碳酸酯最突出的是高溫下對微量水分的敏感性，加上熔融溫度高，熔融粘度大，常因處理不當而出現開裂和其他質量事故，所以住塑前必須嚴格、徹底進行干燥。經干燥后所料水分含量應不大于0.02%,微量水分的存在可以使聚碳酸酯發(fā)生破壞性的降解，粘度下降，放出二氧化碳等氣體，塑料變色，性能變壞。注成的光盤帶銀絲、氣泡、強度下降、破裂。水分含量越高，破壞性降解越厲害。(1)、若干燥程度很差，塑料中水分多，熔融粘度急劇下降，熔體迅速淌出，炮筒噴嘴在劈啪響聲中不斷噴出泡沫狀云球、白煙或氣體。用這樣的料成型的制件顏色很深，表面有大量銀紋色線，內部帶氣泡，性能極脆，由于內應力大，很多制件脫摸時馬上就開裂了。(2）、若干燥程度一般，噴嘴中緩慢注出的細條渾濁不清，表面不光亮，內部夾有少量小氣泡。制成的制件在澆口附近或其它部位表面粗糙失光，抗沖擊強度較低。2、注射溫度。聚碳酸酯的熱加工特性有兩個方便之處：有較高的熱穩(wěn)定性和很寬的成型溫度范圍；由溫度變化引起粘度變化較大，由剪切速率變化引起粘度變化較小。即聚碳酸酯熔融流動性大受溫度變化的影響，而壓力的影響作用不大。所以歷來都是把注塑溫度的調節(jié)作為順利進行成型和控制制件質量的必要而有效的手段。但要注意，若溫度過低，因粘度大，供料不足，制件表面收縮或起皺紋，無光澤，銀絲紊亂；溫度過高或高于320℃3、模具溫度。聚碳酸酯粘度高，流動性差，對剪切作用不很敏感，冷卻速度又快，很容易使制件表面產生缺陷，內部形成應力。若模溫過低，制件可能難充滿或帶有收縮率大、波紋、毛斑、暗條、空洞等表觀缺陷，并出現制件殘余了增加。若模溫過高，制件冷卻慢，成型周期長，表面光澤差，又會造成粘模，使頂出和脫模困難，制件橋區(qū)、翹曲變形。4、注塑壓力。注塑壓力對制件性能影響主要表現在保壓時間上，保壓時間短，制件收縮或出現收縮空洞、真空泡；加長保壓時間，尤其對大面積厚壁制件，可增加其密度，消除真空洞，尺寸也穩(wěn)定；保壓時間過長，由于是強行充模，又會使制件產生內應力，容易開裂。5、制件內應力檢查。比較普遍的方法有兩種：偏振光檢驗法及溶劑浸漬法。偏振光檢驗法適用于各種透明塑料制件的檢驗，利用制件的透明性，把制件置于偏振光鏡片之間，從鏡上觀察制作表面彩色帶面積的大小來確定內應力發(fā)生的范圍的大小，光帶面積越大，內應力范圍越大。三、PC的應用PC的三大應用領域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。PC板可做各種標牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標牌、點式滑動指示器，PC樹脂用于汽車照相系統，儀表盤系統和內裝飾系統，用作前燈罩，帶加強筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護套、阻流板、PC被應用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤元件，繼電器外殼，PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導規(guī)、冰箱內擱架。PC是光盤儲存介質理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做計算機架，外殼及輔機，打印機零件。改性PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標本器具，血液充氧器，外科手術器械，腎透析器等，PC可做頭盔和安全帽，防護面罩，墨鏡和運動護眼罩。PC薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。第二節(jié)PC行業(yè)發(fā)展成熟度一、行業(yè)發(fā)展周期分析聚碳酸酯的特點是性能優(yōu)異、技術壁壘高、產品附加值高、行業(yè)景氣周期長，產品都會經歷毛利率波和進口替代率不斷上升的過程。目前，中國聚碳酸酯的研究水平與國外發(fā)達國家相比仍然存在差距，導致產能存在一定的缺口。一般來說，技術難度越大產能缺口越大，對國外的依存度就越大。由于技術的差距，導致行業(yè)進入壁壘大、產能擴張進程較慢，因此行業(yè)景氣周期比一般的行業(yè)長。二、行業(yè)中外市場成熟度對比經過幾年的發(fā)展，我國化工新材料產業(yè)已經初具規(guī)模，而且在少數領域有較強的國際競爭力。但與先進國家比，我國仍存在生產能力不足、產品質量差、產品規(guī)格少、沒有實現系列化等缺點，因此許多重要產品和高性能產品仍需依賴進口。化工新材料行業(yè)在發(fā)展過程中，不可避免的是產品市場價格波動較大。由于國內化工新材料的生產能力嚴重不足、對外依存度較高，生產技術水平與大型國際跨國公司還存在一定的差距，因此較易受到國外公司的傾銷和打壓。一般而言，化工新材料產品都經歷了一個國外技術封鎖、市場壟斷、產品高價高毛利到自主研發(fā)、裝置建成、國外傾銷到國家保護、反傾銷、合作、市場穩(wěn)定、合理價格的過程。對化工新材料企業(yè)，一方面，需要進一步延伸公司產業(yè)鏈，提高上下游產品之間的配套能力，擴大新材料品種范圍，降低市場價格波動的風險，促進公司經營業(yè)績的穩(wěn)定并保持發(fā)展的能力；另一方面，也要使公司自身規(guī)模和實力迅速擴大，提高與國外跨國企業(yè)競爭的能力，有助于我國民族化工新材料產業(yè)的健康發(fā)展。原油作為基礎能源和化工原料，其價格對制造業(yè)特別是直接的化工下游行業(yè)有重要的影響。例如，通用工程塑料的原材料基本來自石油乙烯和煉油裝置，原油價格的下跌將大大降低工程塑料的生產成本。但由于與石油相關的化工新材料一般具有高壁壘、高附加值，所以當油價上漲時，相關公司具有較強的向下游轉移成本的能力。但在過去，由于勞動力、原油、煤炭、電力、土地等資源的低價格，縱容了化工企業(yè)高耗能、低附加值的粗放經營模式，阻礙了企業(yè)和行業(yè)通過提高技術和效益增強競爭力、形成自主品牌和自我創(chuàng)新能力，是化工產業(yè)結構從勞動密集向資本密集和技術密集轉變的障礙。資源價值的重估，事實上是中國化工行業(yè)盈利模式和產業(yè)結構調整的開端。同時，包括人民幣匯率、出口退稅、引進外資等政策的調整，也反映了國家對企業(yè)從粗放型轉向精細型、技術型盈利模式的調整已經開始。隨著資源價格的不斷提升，現在化工行業(yè)的成本優(yōu)勢將面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn)，轉型壓力日益突出。在經濟全球化的背景下，面對國外跨國巨頭的外憂、國內資源價值重估的內患，中國的化工新材料行業(yè)需要把握中國國內消費不斷增長的機遇，利用好天時（政策支持）、地利（地域寬廣、市場巨大）、人和（人口眾多，消費拉動）就能獲得長期增長的發(fā)展機遇。三、行業(yè)及其主要子行業(yè)成熟度分析在眾多行業(yè)中，石油和化學工業(yè)具有行業(yè)多、門類廣、產品多等特點，在整個國民經濟中約占20%，是我國的支柱產業(yè)之一。其產業(yè)鏈幾乎滲透到所有行業(yè)領域，包括輕工、紡織、冶金、機械等行業(yè)中的化纖、洗滌劑、化妝品、電池、橡塑、醫(yī)藥化工、國防化工、化工新材料等。石油化工行業(yè)規(guī)模大、品種多、產業(yè)成熟度高、國際化標準化程度高、交易活躍、企業(yè)資信容易查驗，而且企業(yè)、市場高度分散，現實交易成本高，現實市場價格地區(qū)差異較大。第三節(jié)聚碳酸酯生產方法一、溶液光氣法溶液光氣法的工藝路線為：光氣+雙酚A(BPA)→PC。以光氣和雙酚A為原料，在堿性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶劑中進行界面縮聚，得到的PC膠液經洗滌、沉淀、干燥、擠出造粒等工序制得PC產品。此工藝經濟性較差，且存在環(huán)保問題，缺乏競爭力。二、界面縮聚光氣法界面縮聚光氣法是目前工業(yè)上應用較為廣泛的工藝，其與溶液光氣法的主要不同在于：雙酚A首先與氫氧化鈉溶液反應生成雙酚A鈉鹽，后加入二氯甲烷，通入光氣，使物料在界面上聚合，生成低分子量PC，然后經縮聚分離得到高分子量PC產品。此工藝路線技術成熟，產品質量高，不用脫除溶劑，成本較低，適合大規(guī)模和連續(xù)生產，而且產品純凈、易加工、分子量高，能滿足各種用途性能要求，在PC生產工藝中占絕對優(yōu)勢，目前世界上約有90%的PC生產采用該工藝。近年來對該工藝的主要改進體現在環(huán)狀齊聚物的開環(huán)聚合和后處理工藝方面。美國GE公司推出了環(huán)狀低聚物開環(huán)聚合新工藝，不僅改善了產品的加工性能，而且成本有所降低，其關鍵步驟是制備環(huán)狀低聚物。雙酚A與光氣反應生成雙酚A-雙氯甲酸酯，經水解縮合生成環(huán)狀低聚物，再進一步縮合即得產品PC。此工藝比熔融縮聚更為實用，且為活性聚合，在較短時間內可制得比傳統產品分子量高10倍的PC產品。后處理工藝的主要改進是開發(fā)出將蒸發(fā)與沉析相結合，并配之以排氣式擠出機的工藝路線，即將溶有PC的二氯甲烷溶液與甲苯蒸氣以逆流方式在汽提塔去除沸點較低的二氯甲烷。由于PC只微溶于甲苯，二氯甲烷去除后，便得到PC與甲苯的漿料；經薄膜蒸發(fā)可得到PC含量大于80%的PC-甲苯混合物；然后直接送入排氣式擠出機脫凈殘余甲苯，共擠出造粒，從而有效簡化了后處理工藝。三、酯交換熔融縮聚法酯交換熔融縮聚法的工藝路線分為兩步：①光氣+苯酚→DPC；②DPC+BPA→PC，簡稱酯交換法，又稱本體聚合法，也是一種間接光氣法工藝。苯酚經光氣法反應生成碳酸二苯酯(DPC)，然后在高溫、高真空和微量鹵化鋰或氫氧化鋰等催化劑和添加劑存在下與雙酚A進行酯交換反應生成低聚物，再進一步縮聚制得PC產品。該工藝流程短，無溶劑，全封閉，無污染，生產成本略低于光氣法，但產品光學性能較差，催化劑易污染，副產品難以去除，加工困難，應用范圍有限，再加上攪拌、傳熱等問題的限制，難以實現大噸位工業(yè)化生產。四、非光氣酯交換熔融縮聚法非光氣酯交換熔融縮聚法因工藝過程中徹底不使用光氣，是在酯交換法生產工藝的基礎上開發(fā)成功，屬綠色環(huán)保工藝路線，又稱全非光法。其生產工藝也分為兩步：①酯交換法合成DPC：苯酚+DMC→DPC；②DPC+BPA→PC。首先，以碳酸丙烯酯與甲醇酯交換生產碳酸二甲酯(DMC)；其次，苯酚和DMC反應首先生成甲基苯基碳酸酯(MPC)，然后MPC和苯酚進一步反應生成DPC，同時MPC發(fā)生歧化反應也生成DPC。得到非光法DPC后，在熔融狀態(tài)下與雙酚A進行酯交換、縮聚制得PC產品。該法與光氣法及酯交換法相比，有以下優(yōu)點：①不使用劇毒的光氣和溶劑二氯甲烷，無脫溶劑和水洗脫鹽工序，流程簡單，大大降低了對環(huán)境的污染；②產品質量高，聚碳透明度可達98%，達到光學級聚碳酸酯性能指標，可用來制造光盤類光電子產品；③副產品甲醇和苯酚可循環(huán)使用，降低原料成本。第四節(jié)聚碳酸酯的主要應用領域分析一、光盤片PC可用作光盤材料。聚碳酸酯是光盤基材的首選材料，目前市場上90%以上的CD、VCD、DVD光盤采用聚碳酸酯作為基材。近兩年國內PC消費市場已有了較大變化，電子電器及光盤雖仍為PC的最大用戶，但所占比例已有所下降，PC在建材、汽車等領域的應用正在增加。近年來，隨著信息產業(yè)的倔起，由光學級聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲介質，正在以極快的速度迅猛發(fā)展。聚碳酸酯以其優(yōu)良的性能特點因而成為世界光盤制造業(yè)的主要原料。目前世界光盤制造業(yè)所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費量的20%，其年均增長速度超過10%。我國光盤產量增長迅速，因而聚碳酸酯在光盤制造領域的應用前景是極為廣闊的。二、汽車材料聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能，而且耐候性好、硬度高，因此適用于生產轎車和輕型卡車的各種零部件，其主要集中在照明系統、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。根據發(fā)達國家數據，聚碳酸醋在電子電氣、汽車制造業(yè)中使用比例在40%～50%，目前中國在該領域的使用比例只占10%左右，電子電氣和汽車制造業(yè)是中國迅速發(fā)展的支柱產業(yè)，未來這些領域對聚碳酸醋的需求量將是巨大的。因而聚碳酸酯在這一領域的應用是極有拓展?jié)摿Φ摹Ｈ?、建筑材料聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗沖擊性，耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩(wěn)定性和良好的成型加工性能，使其比建筑業(yè)傳統使用的無機玻璃具有明顯的技術性能優(yōu)勢。目前，國內建有聚碳酸酯建材中空板生產線20余條，年需用聚碳酸酯7萬t左右，預計到2009年將達到30萬t。四、包裝材料近年來，在包裝領域出現的新增長點是可重復消毒和使用的各種型號的儲水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質量輕，抗沖擊和透明性好，用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且