環(huán)氧樹脂的分類一
從應(yīng)用特性，環(huán)氧樹脂大體可分為五大類:
環(huán)氧樹脂(Epoxy Resin)泛指含2個(gè)或2個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán), 以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族等有機(jī)結(jié)構(gòu)為骨架，在適當(dāng)條件下可以交聯(lián)固化的一類重要的熱固性樹脂。
它是膠粘劑、涂料和復(fù)合材料等的主要樹脂基體之一，被廣泛應(yīng)用于水利、交通、機(jī)械、電子、家電、汽車及航空航天等領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂既包括含環(huán)氧基的低聚物(UV齊聚體)，當(dāng)然也包括含環(huán)氧基團(tuán)的低分子化合物。
A雙酚A型環(huán)氧樹脂(又稱雙酚A二縮水甘油醚-DGEBA)它是目前用量最大的環(huán)氧樹脂品種(類型)，約占總產(chǎn)量85%以上。
B雙酚F型環(huán)氧樹脂(DGEBF)由雙酚F與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)所得。DGEBA樹脂在冬季常常發(fā)生結(jié)晶而成為一種操作故障，但是采用DGEBF樹脂則不會(huì)有這樣的麻煩。
C雙酚S型環(huán)氧樹脂雙酚S型環(huán)氧樹脂(DGEBS)是由雙酚S與ECH反應(yīng)制得的。其化學(xué)結(jié)構(gòu)與DGEBA樹脂也十分相似，粘度比同分子量的DGEBA樹脂略高一些。它的最大特點(diǎn)是比DGEBA樹脂固化物具有更高的熱變形溫度和更好的耐熱性能。
D氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂是由雙酚A加氫得到的六氫雙酚A與ECH反應(yīng)制得的。其特點(diǎn)是樹脂粘度非常低，與DGEBF相當(dāng)，但凝膠時(shí)間長(zhǎng)，需要比DGEBA樹脂凝膠時(shí)間長(zhǎng)兩倍多的時(shí)間才凝膠。氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂固化物的最大特點(diǎn)是耐候性好。
E線型酚醛環(huán)氧樹脂具有實(shí)用價(jià)值的線型多官能團(tuán)酚醛環(huán)氧樹脂主要有苯酚線酚醛環(huán)氧樹脂(EPN)和鄰甲酚線型酚醛環(huán)氧樹脂(ECN)。
EPN環(huán)氧樹脂單獨(dú)與雙酚A環(huán)氧樹脂共混，可用作要求耐熱性的印刷電路配線板并作為電氣絕緣材料、膠黏劑及耐腐蝕涂料的黏料等。
環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝一
雙酚A型環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝一般分為一步法和兩步法。
一步法是由雙酚A與環(huán)氧氯丙烷直接反應(yīng)制取環(huán)氧樹脂，常用于低、中分子量環(huán)氧樹脂的合成;兩步法是低分子量樹脂繼續(xù)與雙酚 A 反應(yīng)。高分子量環(huán)氧樹脂可用一步法合成，也可用兩步法合成。
A液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝一步法工藝是把雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下進(jìn)行縮聚，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)反應(yīng)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的。目前國(guó)內(nèi)的E—44環(huán)氧樹脂就是采用一步法工藝合成的。
二步法工藝是雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在催化劑(如季銨鹽)作用下，第一步通過(guò)加成反應(yīng)生成二酚基丙烷氯醇醚中間體，第二步在NaOH存在下進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)，生成環(huán)氧樹脂。二步法的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)時(shí)間短;操作穩(wěn)定，溫度波動(dòng)小，易于控制;加堿時(shí)間短，可避免環(huán)氧氯丙烷大量水解;產(chǎn)品質(zhì)量好而且穩(wěn)定，產(chǎn)率高。國(guó)產(chǎn)E—51、E—54環(huán)氧樹脂就是采用二步法工藝合成的。
B固態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝一步法 ( 國(guó)外稱Taffy法)可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法，是將雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，用于制造中等分子量的固態(tài)環(huán)氧樹脂，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 E-20、E-14、E-12等環(huán)氧樹脂基本上均采用此法。
兩步法 ( 國(guó)外稱Advancement法)，可分為本體聚合法和催化聚合法，是將低分子量液態(tài)E型環(huán)氧樹脂和雙酚A加熱溶解后，在高溫或催化劑作用下進(jìn)行加成反應(yīng)，不斷擴(kuò)鏈，最后形成高分子量的固態(tài)環(huán)氧樹脂，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 E-10、E-06、E-03 等環(huán)氧樹脂都是采用此種方法。
環(huán)氧樹脂工藝流程圖
環(huán)氧樹脂用主要原料
1.環(huán)氧氯丙烷一
環(huán)氧樹脂就是環(huán)氧氯丙烷(ECH)與雙酚A(BPA)等聚合而成。
環(huán)氧氯丙烷下游應(yīng)用
由上圖可見(jiàn)，85%的ECH被用于生產(chǎn)制造環(huán)氧樹脂。表-1主要廠家產(chǎn)能情況
從表-1你可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)主要ECH生產(chǎn)企業(yè),由于山東海力產(chǎn)能高達(dá)32萬(wàn)噸/年,如果他家裝置出狀況,ECH市場(chǎng)一定會(huì)有大麻煩。
表-2 環(huán)氧氯丙烷成本計(jì)算公式表
甘油法1.14甘油+1.6鹽酸+2.4液堿
丙烯法0.98*丙烯+2.1*液氯+(1500+2000)
從表-2可以發(fā)現(xiàn)，目前ECH市場(chǎng)價(jià)與其成本關(guān)聯(lián)度并不大。
環(huán)氧氯丙烷擬建項(xiàng)目有多少?至少我們發(fā)現(xiàn)了濱化集團(tuán)7.5萬(wàn)噸甘油法環(huán)氯計(jì)劃于2018年4月新增;民基化工3萬(wàn)噸裝置擴(kuò)建6萬(wàn)噸。
2.雙酚A一
作為環(huán)氧樹脂生產(chǎn)所需的另一主角—雙酚A。
全球主要BPA生產(chǎn)企業(yè)
BPA主要用途
全球比較有代表性的生產(chǎn)企業(yè)為：科思創(chuàng)、 Sabic、三井化學(xué)、邁圖(Momentive)、臺(tái)灣南亞、美國(guó)陶氏(DOW)、韓國(guó)錦湖化學(xué)、韓國(guó) LG 化學(xué)等。
中國(guó)企業(yè)在BPA領(lǐng)域很弱,僅有中石化-三井(12萬(wàn)噸/年), 中石化三菱化學(xué)(15萬(wàn)噸/年), 惠州忠信化工有限公司(2.5萬(wàn)噸/年), 南通星辰合成材料有限公司(9萬(wàn)噸/年), 長(zhǎng)春化工(江蘇)有限公司(13.5萬(wàn)噸/年), 江蘇海力化工有限公司(13萬(wàn)噸/年)。
約64%的BPA用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂。由于BPA另一主要用途是生產(chǎn)聚碳酸酯, 對(duì)聚碳酸酯強(qiáng)勁需求導(dǎo)致今年BPA瘋狂。
環(huán)氧樹脂市場(chǎng)現(xiàn)狀
1.生產(chǎn)現(xiàn)狀一
2016年世界環(huán)氧樹脂總產(chǎn)能約為477萬(wàn)噸/年。近年，全球環(huán)氧樹脂企業(yè)兼并及投資活動(dòng)較為活躍，經(jīng)過(guò)一系列的兼并重組，目前全球環(huán)氧樹脂企業(yè)的前三甲為陶氏化學(xué)、臺(tái)灣南亞塑膠和邁圖特種化學(xué)，其產(chǎn)能分別占全球總產(chǎn)能的15%、12%和10%。
國(guó)內(nèi)外主要環(huán)氧樹脂生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能
2016年全球各地區(qū)環(huán)氧樹脂產(chǎn)能分布
中國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)能占全球高過(guò)44%，其中不乏優(yōu)秀外企在中國(guó)的生產(chǎn)工廠如陶氏化學(xué)，韓國(guó)國(guó)都，臺(tái)灣長(zhǎng)春，臺(tái)灣南亞塑膠，宏昌化工，香港建滔化學(xué);也有本土優(yōu)秀企業(yè)如三木化工，揚(yáng)農(nóng)化工，巴陵石化等。
2.產(chǎn)能、消費(fèi)量一
我國(guó)環(huán)氧樹脂工業(yè)化始于1958年。上世紀(jì)80年代中后期，巴陵石化從原日本東都化成公司引進(jìn) 3000噸/年裝置，無(wú)錫樹脂廠從德國(guó)貝克萊特公司引進(jìn)3000噸/年裝置后，行業(yè)發(fā)展顯著提速。
2000年我國(guó)環(huán)氧樹脂產(chǎn)能達(dá)到為16萬(wàn)噸，產(chǎn)量為10萬(wàn)噸。
2007年年產(chǎn)能達(dá)到100萬(wàn)噸。
2016年產(chǎn)能進(jìn)一步增至255萬(wàn)噸。
2016年國(guó)內(nèi)主要企業(yè)產(chǎn)能(萬(wàn)噸/年)
雖然環(huán)氧樹脂產(chǎn)能增長(zhǎng)快速，但是品種單一，多為中低端產(chǎn)品，高附加值的特種產(chǎn)品生產(chǎn)較少。隨著全球環(huán)氧樹脂行業(yè)發(fā)展重心逐步向中國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)際廠商紛紛在大陸選址建廠，例如陶氏化學(xué)、建滔化學(xué)等都計(jì)劃在中國(guó)新建生產(chǎn)裝置。
國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂擬在建項(xiàng)目
3.需求分析一
4. 市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)一
環(huán)氧樹脂市場(chǎng)價(jià)格(元/噸)
從上圖看到, 環(huán)氧樹脂市場(chǎng)價(jià)格為典型的成本驅(qū)動(dòng)型，市場(chǎng)價(jià)格漲跌直接由BPA和ECH價(jià)格左右。