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聚苯硫醚(PPS)市场调研报告

聚苯硫醚(PPS)市场调研报告1、PPS市场发展1.1 国际市场发展聚苯硫醚(PPS)首先由美国Phillips石油公司(现Chevron Phillips化学公司)于1973年以商品名称“雷腾”(Ryton)实现了工业化生产。

1984年11月Phillips 石油的相关技术专利期满失效后,众多美、日、欧公司纷纷跟进,使竞争加剧,同时也加速了PPS产业的发展,使之长期以年均两位数的高速率成长,现已形成一个规模可观的高新技术产业。

由Phillips石油公司首先开发成功,后被各公司普遍采用的PPS树脂传统合成工艺—加压硫化钠法,通常只能生产分子量仅2万左右的涂料级树脂。

为适于注塑加工应用,采用热氧化部份交联或在聚合反应中引入三氯苯等作第三单体制得支化型聚合物,可将分子量分别提高到5-10万和20万以上[8];这些具有支化交联结构的高分子量PPS树脂可以注塑成型,被称为第一代注塑级PPS。

它们最大的缺点是脆性大。

研究发现,在聚合反应中添加碱金属羧酸盐之类助剂,可显著减少副反应从而提高聚合物分子量。

在此基础上,吴羽公司和Phillips公司分别开发了(加水)“急冷”法和改进的“闪蒸”(溶剂)法,于1991年推出了第二代注塑级树脂—高分子量线型PPS树脂产品,使PPS的综合性能,特别是冲击韧性有显著的改善。

国外还探索研究了一些新的PPS合成路线,均未能工业化;研究合成了与PA、PSF、PPSS(聚苯硫醚砜)、PPSK(聚苯硫醚酮)等的共聚物,其中PPS/PSF 嵌段共聚物已商品化。

近年来PPS树脂合成领域的主要技术动向有:(1)现工业生产中均采用间歇聚合法,费用高,“三废”多。

一些国外公司积极研究解决悬浮状聚合反应产物涉及的轴承、密封等机械问题,以实现连续化生产。

出光石化公司多次声称要伺机建一套连续法合成PPS装置;(2)吴羽公司正研究从预聚物中除去大量氯化钠等离子性杂质的新方法,提高处理能力,从而缩短聚合时间和降低设备费用;(3)吴羽公司一直积极开发嵌段共聚物,主要是引入少量间二氯苯以降低结晶度,使树脂产品适于印制电路板和封装组成物等用途。

与其他工程塑料一样,国外PPS的研发重点也是采用各种现代手段进行改性,克服PPS冲击韧性不高、注塑时易发生溢料现象等固有缺点,使其性能升级或赋予一些新的机能,满足多种多样的市场需求乃至开拓新的应用市场。

国外公司的PPS产品一般都有数十个基本品种牌号,包括玻纤和碳纤维增强级,无机填充级,纤维/填料强化级、共混合金级及众多专用牌号。

近年来国外PPS改性新品种的开发动向有:(1)现有材料的高性能化:①提高长期可靠性(如提高耐热冲击性、长期耐药品性);②提高尺寸精度(共混合金)。

(2)赋予新的特性,开发新的机能材料:①高热传导级(目标为3W/mK);②激光熔着级(厚1mm时激光透过率20%-30%以上);③高频部件级(低收缩率、低线性膨胀系数、低翘曲、低凹陷材料);④高耐电弧径迹级(目标CTI为550V)。

(3)改良加工性:①低模具结碳级(目标为减量50%);②低溢料级(减量50%);③低模温级(目标为小于100℃);④低模具腐蚀级。

随着树脂合成技术和加工技术的进步,PPS的加工应用以注射成型为中心,已逐步扩大到涂覆、纤维、薄膜、挤出、中空吹塑、热成型和电子/电气封装等几乎所有领域。

Phillips纤维公司早在1983年就使PPS短纤维与单丝商品化[9]。

1988年Phillips石油与东丽共同开发成功聚合制膜;后者现在是全球唯一企业化的PPS 薄膜制造商。

1980年代末以来,PPS的共混合金如PPS/PTFE、PPS/PA、PPS/乙烯共聚物、PPS/PPO、PPS/PSF等相继商品化[1,10]。

近年来,PPS/弹性体合金成为竞相开发的一个热点。

它不仅大幅度提升PPS的冲击韧性,而且适于挤出加工应用。

例如大日本油墨公司将弹性体以亚微米级分散于PPS基体中,制得高增韧级“Z系列”产品,其中填充增强型DIC•PPS Z-650-T6与普通40%玻纤增强型PPS比较,断裂伸长率和耐冷冲击性分别为后者的2倍和10倍;非增强型“Z-300”的缺口Izod冲击强度是非增强PPS的20倍,且在-40℃低温下仍不下降[11]。

该系列产品可用于汽车发动机周边的耐热机壳、泵部件,热水回转配管以及低温用途。

Chevron Phillips推出的弹性体改性PPS合金Xtel系列目前有三个牌号,其中Xtel XE3200和3400为未加填料的挤出级,Xtel XE3035为注塑级[12]。

其最高连续使用温度达175℃,断裂伸长率>150%(常规PPS仅8-10%),挤出的管子可弯曲90º而不断裂。

目标市场包括汽车电缆夹套、发动机罩下部件,燃油系统配管,耐腐蚀的化学处理系统。

该公司高管称,PPS如能开拓出挤出产品用途,其5万吨的全球市场将在本十年末翻一番。

Ticona公司推出的Fortron SKX375A是一种15%玻纤增强的线型PPS,被认为是第一种吹塑级PPS树脂产品[13]。

其潜在应用领域包括汽车高温部件、进气岐管(根据新的排放标准,此处温度接近或超过200℃)、发动机冷却管(冷冻液有化学腐蚀性)及住宅暖气导管。

该公司还与吹塑机制造商合作,开发了另一种玻纤增强的吹塑级树脂Fortron 1115L0及一次吹塑成型汽车发动机涡轮增压空气管的技术,将取代由铝管与氟弹性体管组合的复杂设计,明显降低成本和方便使用。

东丽公司推出的トレリナB672X01B可进行大型中空吹塑和三维吹塑成型。

Ticona公司开发的可热成型PPS树脂Fortron(r)被加工成1/8英寸厚的薄板,用于真空泵电机盖板,最高连续使用温度可达232℃[16]。

下一步将用于制造飞机舱板和化学贮罐内衬等。

塞拉尼斯公司旗下全球领先的泰科纳高性能工程塑料业务2010年8月17日宣布,旗下战略从属公司之一Fortron Industries LLC将扩大北卡罗来纳州威尔明顿工厂的产能,以满足全球对Fortron® PPS日益增长的需求。

威尔明顿的Fortron生产基地是世界上规模最大的PPS(聚苯硫醚)生产地,年产量达到15,000吨。

此生产基地是由吴羽株式会社与塞拉尼斯旗下泰科纳工程塑料业务共同创办的合资企业。

全球各地对Fortron® PPS的需求与日俱增,这种高性能工程塑料可用于要求严苛的工业领域。

该材料具有优异的耐化学性、耐热性、高硬度、高刚性和高尺寸稳定性,以及低蠕变和低吸湿性。

Fortron® PPS通常用来替代金属和热固塑料,应用领域涉及汽车泵、阀门、风管和动力系统;电子连接器、插头、开关、电路板;飞机的结构性和非结构性部件;以及加热器护栅、叶轮、输送机、电动工具、微波元件和其他工业用途。

1.2 国内市场发展我国PPS的研制始于“文革”期间的1970年前后,有天津合成材料研究所、广州市化工研究所、四川大学等多家高等院校和科研单位陆续参与,与国外的跟进者基本同步。

但与聚碳酸酯、聚甲醛等通用工程塑料一样,由于多方面的原因,我国PPS的产业化之路也十分崎岖而漫长。

到1990年前后,实际上只有四川大学在国家和省政府部门的大力支持下,仍在坚持PPS树脂的系统研究开发工作。

80年代后半期,以川大的实验室技术为基础,主要是四川省地区的一些中小企业建立了一批年产数十吨规模的小装置,生产低分子量的涂料级PPS树脂。

1990-1991年,四川特种工程塑料厂与川大合作,由国家投资建成150吨/年规模的PPS工业性试验装置,生产交联型注塑级树脂。

由于工艺技术不完善和产品缺乏竞争力,这些小装置实际上都未能正常运转。

1992年四川大学牵头承担国家“八五”科技攻关和“863计划”任务,开始研制高分子量线型注塑级PPS树脂,随后取得了技术突破。

该校参股组建的四川华拓实业发展公司(现为得阳科技股份有限公司)于2001年建立85吨/年装置进行中试,获得满意结果后于2002年10月建成千吨级PPS树脂生产线。

此后长达8个月的试生产运转正常,各项技术和经济指标均达到了设计要求,实际产能达1420吨/年,随即投入正常生产经营[6]。

其产品已被用来替代进口的粉料树脂并开始出口,受到用户好评。

近悉该公司年内即将动工新建5000吨/年PPS生产线。

另据报导,内蒙亿利资源集团在鄂尔多斯市建有500吨/年PPS中试装置,计划扩至2000吨/年[7]。

广州市化工研究所、四川特种工程塑料厂等在上世纪80年代中后期较早开始PPS掺混改性的研究与少量生产。

90年代初,北京市化学工业研究院承担国家“八五”科技攻关PPS项目中掺混改性子项目的研制任务,进行了较为系统的研究开发,有批量产品推向市场,现在国内开发和生产PPS掺混改性粒料产品的主要企业除这几家和得阳科技公司外,还有广州云鹏工程塑料公司、金发科技公司和成都乐天塑料公司等。

不久前日本东丽工业公司在深圳建立国内首家外资PPS掺混厂,年产能3000吨,已于2003年10月投产。

国内企业过去由于只能用进口的高价PPS粉料树脂为原料,生产的掺混改性粒料产品无竞争力,除少量满足军工及其它特殊需求外,多用廉价的回收料(多为水货)生产“副牌料”产品,用于一些低、中端用途;近两年开始采用质优价廉的得阳公司粉料产品。

2002年得阳科技公司千吨级PPS树脂装置的建成和顺利投产运营,标志着我国PPS特种工程塑料实现了真正意义上的“产业化”;它不仅得到用户和市场的确认,而且被列入上述多家国外知名机构发布的相关统计资料中。

估计现今我国合成PPS树脂(含涂料级)的总产能约2000吨/年,实际年产量约1000吨;用国产和进口纯树脂生产的“正牌”PPS树脂产品约1500吨/年,用回收料生产的“副牌”产品更多(特别是沿海地区),但难以估计。

得阳科技公司2006年底建成年产6000吨PPS树脂生产线,使我国PPS产业化进入了一个新里程,国内、国际市场占有率影响不断扩大,远销欧、亚、美洲等地市场;2007年底,新建年产28000吨PPS树脂生产线和年产5000吨PPS 纺丝生产线将竣工投产。

届时,公司将拥有年产PPS树脂生产规模超过30000吨四川德阳工厂和四川成都双流工厂两大生产基地。

四川得阳科技公司的5 kt/a聚苯硫醚( PPS)纤维生产线于2008年1月11日一次投料试车成功,顺利生产出PPS纤维,产品性能完全符合该项目的合同指标。

5 kt/a规模是目前我国最大的PPS纤维生产线。

2010年1月10日,我国高性能聚苯硫醚(PPS)纤维专业制造商––江苏瑞泰科技有限公司新厂落成典礼在江苏张家港隆重举行。

新厂落成及顺利投产,标志着中国在打破发达国家对PPS纤维的垄断之后,进一步实现了规模化生产,这将为国家电力行业袋式除尘的推广解决原料瓶颈,有利于中国化纤行业的结构调整和产业升级,符合国家节能环保和“低碳经济”的要求。

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