PBT塑料产业发展

PBT塑料产业发展与应用杨定吉甫，李翰卿上海金发科技发展有限公司上海市青浦区朱家角工业区康园路88号201714聚对苯二甲酸丁二醇酯，又名聚对苯二甲酸四次甲基酯．英文名为：PolybutyleneTerephthalate，简称PBT、PBTP或PTMP，以下简称PBT，它是对苯二甲酸与1，4-丁二醇的缩聚物。可用酯交换法或直接酯化法经缩聚制得，今后的发展趋势为直接酯化法生产。PBT是通用工程塑料中工业化最晚而发展最快的一个品种，虽然到上世纪70年代才工业化生产，由于PBT具有优良的综合性能，良好的成型加工性和优异的性能/价格比，很快热销市场。PBT具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低,在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，低温下可迅速结晶，成型性良好。但PBT体积电阻、介电损耗大，耐热水、碱类、酸类、油类但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，缺口冲击强度低，成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高，可以在140℃下长期工作。但玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品发生翘曲。PBT经过改性获得良好的耐热、阻燃、电绝缘性及成型加工性，使其在电子工业中得到较广的应用。加入一定比例的玻璃纤维和改性助剂后，PBT改性塑料可长期用于高温下尺寸稳定性要求高的电子电器零件。PBT因击穿电压高而适于用作耐高电压的零部件，因其熔融流动性好，易于加工结构复杂的电子零件，如集成电路的插座、印制线路板，角形连接器、接线柱、电动机罩盖、计算机的风扇、节能灯灯头等。在汽车制造领域，PBT广泛用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。GE公司的PBT/PC合金，商品名为Xenoy1731，耐热性好，耐应力开裂，具有优良的耐磨、耐化学腐蚀性，低温冲击强度高，易加工和涂饰性好，主要应用于高档轿车保险杠、车底板、面板和摩托车护板等。同时，由于PBT对汽油、发动机油的耐受性好，PBT也用于汽车发动机系统配件的生产。作为一种综合性能优良的新型工程塑料，PBT工程塑料及其各种合金在全球范围内已经广泛用于电子电气、汽车、机械及民用等各个领域，目前全球共有40多家公司生产PBT树脂，由于其具有综合性能优良、原料来源丰富、设备投资少、生产工艺成熟、能耗较低等特点，近20年来的生产增长率一直保持较高水平。2004年全球PBT树脂的总消费超过60万吨，总产能约80万吨/a。而中国是其中需求量最大的国家。截至2006年，国内市场消费量达到12.5万吨。中国PBT市场的持续繁荣主要是受电子电气行业和汽车工业这两大朝阳行业的带动。目前国内的PBT工业化水平较低，产量不能满足国内市场的需要，每年都要进口各种PBT数万吨。今后几年。随着汽车，OA产品，IT产品，节能灯国产化程度的提高，PBT的应用会有较大幅度的增长，预计增长率会超过15%。预计到2010年产能可能达到25万吨，消费量将超过20万吨。一、塑料用PBT树脂产业发展现状根据美国SRIInternational统计分析，美国GE塑料公司是目前世界最大的PBT生产商，生产能力为14.4万t/a，占世界总生产能力的20%。Ticona公司和杜邦公司是世界第二、三位PBT生产商，这两家公司的生产能力分别为11万t/a和9.5万t/a，占世界总生产能力的比例分别为13.8%和12.0%。长春塑料、巴斯夫公司、德固萨和DSM居于其后，生产能力分别为8.0万t/a、4.0万t/a、3.0万t/a和3.0万t/a。2002年全球PBT消费量约为40.2万t/a，需求以北美和欧洲为主，亚洲由于电子/电器工业需求的驱动，消费量也快速增长。2002年全球PBT分地区的需求量分别为：北美12.2万t、欧洲14万t、日本6.5万t、亚洲其他地区7.5万t。汽车和电子电气工业消费量占全球PBT总消费量的70%左右。2003年初世界主要的PBT生产能力分布见表1-1（来源于CEH）。表1-2给出了2002年世界主要地区的PBT供需情况。表1-12003年初世界主要的PBT生产能力分布公司地点产能，万t/aGE美国，德国14.4杜邦美国、德国、卢森堡11Ticona美国、日本9.5长春塑料中国台湾8巴斯夫德国，美国4德固萨德国3DSM荷兰3备注：占世界总能力的71%表1-22002年世界主要地区的PBT供需情况美国欧洲日本亚洲其它国家产能20.123.216.317.4产量13.914.07.07.0进口7-1.25出口2.401.7-消费12.214.06.57.52004年后，全球各大PBT生产商如Ticona、杜邦、DSM、帝人、拜尔等公司新增产能25.5万t/a。塞拉尼斯公司子公司Ticona公司与DSM公司组建了50/50合资企业在荷兰埃门建设6万t/a的PBT装置，于2005年建成。DSM公司在当地拥有3万t/a的PBT装置。Ticona公司在美国谢尔比拥有3万t/a的PBT装置。为巩固在工程塑料领域的领导地位，拜耳、杜邦联手投资5000万欧元成立合资企业DuBay公司，在德国建造世界级PBT工厂，初期年产量8万t，新装置建在杜邦的德国Hamm-Uentrop（乌曲普）化学工业园内，采用最新的环保和安全标准建设，该装置已于2004年初投产。Ticona与帝人和Daicel公司（日本最大的PBT生产商）的合资公司WinTech公司在日本松山拥有1万t/a的PBT装置，并又在建设5万t/a的PBT装置。巴斯夫和东丽公司组建50/50合资企业在马来西亚现有石化联合装置所在地，投资4000万美元建设PBT装置，2006年投产时初期能力为6万t/a，并可根据需要扩增至10万t/a，由现有巴斯夫石化联合装置供应生产PBT原料丁二醇。世界上30多家万吨级PBT生产公司主要集中在美国、西欧、日本和韩国，2005年底全球产能约80万吨。我国PBT技术开发始于20世纪70年代,先后建成一些百吨级至千吨级的小型生产装置。其中,较大的有北京市化工研究院所属的北京泛威公司的间歇酯交换法5000t/a装置和中国蓝星南通合成材料厂连续酯交换法5000t/a装置,但由于工艺技术及主要原材料供应等方面的问题,北京泛威公司的生产能力未能充分发挥（都己停产）。目前我国仪征化纤公司工程塑料厂引进连续酯化缩聚工艺及关键设备,建成2万t/a的PBT装置，因工艺技术先进,又有自产原料优势，使国内PBT生产大为改观。蓝星化工新材料公司目前拥有2.1万吨的PBT生产装置（其中1.5万吨/年PTA直接酯化法、0.6万吨DMT酯交换法），该公司还在南通建设5万吨/年的PBT装置，该装置将于2007年第三季度投产，采用德国GEA集团的吉玛公司的连续低压法工艺生产。我国与国外发达国家生产水平相比差距仍比较明显，进口树脂和进口粒料占了大部分市场，国产PBT只满足中低档产品需求，大部分厂家开工不足。长期以来制约我国PBT工业发展主要有两大因素：一是PBT树脂所用原料1,4-丁二醇不配套，由于1,4-丁二醇国内供应不足，价格受国际市场的波动影响较大，价格较高时，使PBT生产厂家难以承受；二是我国PBT工程塑料后加工和应用领域开发力度不够，尤其是供电子电气、汽车使用的PBT新品种特别少。2004年国内PBT消耗量达到了8.7万吨，共消耗树脂6.2万吨，其中树脂进口量占总消费量的57%，国产树脂产能4.5万吨，产量2.5万吨。2006年树脂消耗量超过了10万吨，专用树脂还在极大程度上依赖进口。尽管我国PBT进口产品仍占据相当比例,但是与其他主要工程塑料比较国产化率还是较高的，在工程塑料产品中是国内发展较好的品种之一，近几年又在原料生产上取得了长足的进步，1,4-丁二醇工业发展迅速，国内数家企业正在或计划建设规模化1,4-丁二醇装置，而且有部分企业计划建设规模化的PBT装置，其产能将有较大增加。仪征化纤股份限公司已建成了3万吨的生产能力，南通蓝星公司5万吨的生产装置已准备在近期投产,台湾长春在常熟的6万吨工厂己于7月底投产。因此，今后国内PBT原料供应不成问题，为了适应国内产能的增加和国内汽车、电子/电气工业的需求，加快国内PBT应用研究开发已经成为当务之急，要紧跟国际发展潮流，促使PBT产品向高性能化、多功能化、系列化方向发展。二、改性PBT产业发展及应用现状2.1改性PBT生产企业构成及布局目前改性PBT的生产供应商包括日本的宝理、三菱、东丽，美国的杜邦等，他们的产品质量较高，但价格很贵，一般比国内产品高30%；台商也是这个领域的有力竞争者，主要的供应商有长春、新光、南亚，他们的竞争优势主要来源于上述公司自我拥有原材料。在国内生产改性PBT的外资企业中，帝斯曼公司在江苏江阴高科技发展园区建设的工程塑料混配生产装置于2006年4月底投产，这使其PBT混配能力翻一番；朗盛公司在无锡的工程塑料混配物装置于2006年4月投产，这套投资2000万欧元的装置，第一阶段拥有Durethan品牌尼龙和Pocan品牌PBT聚酯混配能力为2万吨/年，该公司还将进一步扩能，使其能力翻一番；巴斯夫中国有限公司将在中国上海浦东现有生产基地建设年产4.5万吨混配料厂，产品为用于汽车、机械以及电子电气产业等领域的Ultramid（聚酰胺）与Ultradur（聚对苯二甲酸丁二醇酯）。国内生产PBT改性材料的企业很多，但规模不大，产品档次不高，竞争力不强。最有竞争力的企业主要有三家——广州金发科技股份有限公司、三房巷集团、南通蓝星公司旗下的中南公司，除广州金发科技股份有限公司外，其它两家改性PBT非其集团生产主业，因此发展的速度较慢。广州金发科技股份有限公司进入此领域较晚，但发展速度很快，目前是国内产销量最大的改性PBT生产企业。据统计，2006年国内生产销售改性PBT的厂家居前六位的是：广州金发科技股份有限公司，江阴济化新材料（三房巷集团），上海金发科技发展有限公司，南通合成材料厂，北京市化工研究院，横店德邦。2006年居前六位的企业生产销售的改性PBT材料有5.2万吨，市场占有率达到41.6%，见表2-1。表2-12006年改性PBT主要生产企业产量企业广州金发江阴济化(三房巷)上海金发南通合成材料厂北化院横店德邦其他合计产量（万t）2.01.00.70.60.50.47.312.5份额16%8%5.6%4.8%4%3.2%58.4%100%近几年来，日本、欧美和台湾的改性PBT生产企业如美国GE、Dupont、德国BASF，日本三菱、宝理和东丽及台湾新光和长春等公司由于产品价格普遍较高，同时又没有国内企业灵活多变的市场竞争策略，其原有的产品市场分额逐渐被国内企业取代，随着国内改性塑料企业迅猛发展，技术水平的迎头赶上，他们在国际国内的市场份额必将进一步减少，未来将是国内改性塑料企业在该市场领域大显身手的好时期。2.2改性PBT市场消费情况以及地区的分布现状美国和日本是PBT主要消费国，用于汽车行业的消费量超过50%，其次是电子电气，OA机械等行业。在欧洲，PBT生产企业较多，用于汽车行业的PBT占消费总量的40%左右。在亚洲地区，改性PBT在打印设备、ODD、CDROM等OA设备和节能照明方面应用较广。国内生产改性PBT的主要生产企业分布在广东、江苏、浙江、北京、上海、山东、天津等地区。在我国PBT最主要的消费领域是电子电器，占55%左右，用在汽车领域大概占10%左右，其他领域约占35%。图2-1PBT改性工程塑料的消费结构在电子/电气应用领域：主要用于飞机上的开关、熔断器、调节器、仪表板、温控开关、温控保护器、装饰灯座、电子接插件、开关插座、电磁炉底盘、电暖器出风口、散热扇翼、变压器线圈骨架、高电压大电流的高压断路开关骨架、琴键及电脑按键、电脑风扇、节能灯头、电器开关、电子镇流器外壳、电吹风、电烤炉、电饭煲、微波炉、水泵配件、电动工具配件等。在汽车领域：主要用于高压无触点点火器的分电器盖、转子、点火线圈盖、接线端子、传感器盒、前后灯座、