全球聚碳酸酯(PC)产业概况加拿大政府宣布,禁止进口、销售及推广含有双酚A 的聚碳酸酯塑胶婴儿奶瓶,正式将此物质列为有毒化学物质。
我国环保署2009年将双酚A列成第四类管制毒性化学物,属于毒性尚未明确确立的疑似毒性物质,在国际贸易同步进行前提下,目前仅有加拿大将双酚A列为毒物,「一旦双酚A毒理确立,台湾也会跟进。
」卫生署指出,双酚A其化学结构类似雌性激素,因此被视为环境荷尔蒙;研究显示,暴露于过量双酚A,可能会引起过敏外,还会降低精虫数,影响生育,并增加与荷尔蒙有关的癌症发生率,如乳癌、睪丸癌及前列腺癌等。
聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)的原料是双酚A (bisphenol A, BPA),聚碳酸酯最大问题不在制造时添加该化学物质,而是材质本身会释出双酚A,某些高效清洁剂甚至会把聚碳酸酯中的双酚A 溶解出来,容器表面若有刮伤,双酚A 也会溶进饮料里,是聚碳酸酯食具最大的隐忧。
本文将针对聚碳酸酯产业的应用领域及供需作一概况说明。
聚碳酸酯产业应用领域聚碳酸酯(Polycarbonate),简称PC,,是一种无定型、无臭、高透明无色或带微黄色的热塑性工程塑胶,聚碳酸酯目前是泛用工程塑胶生产规模最大者,聚碳酸酯产业近年来朝向高复合、高功能、专用化及系列化方向发展,大宗使用在汽车工业和电子电器零组件、工业机械零件、电脑和光碟以及玻璃配装等,为近年来高科技产业的重要原料,产能及需求量也随之快速成长,聚碳酸酯产业的应用领域大致可分为七大领域。
1.电子及电器领域全球对聚碳酸酯的需求逐年成长,其中电子和电器产业对聚碳酸酯的需求占全球聚碳酸酯需求量1/3以上。
除了原有聚碳酸酯良好的物化性,聚碳酸酯/ABS 合金更降低聚碳酸酯的成本和熔体黏度,改善聚碳酸酯加工性能,减少产品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性,聚碳酸酯/ABS 合金的这些优点,使得聚碳酸酯在电子领域应用范围更广阔,主要可应用于手机外壳、电脑外壳、仪表屏、电器工具外壳及线圈框架等。
2.建筑领域聚碳酸酯是五大泛用工程塑胶中唯一具有良好透明性的塑胶,可见光透率高达90%以上,加上材质轻、隔热性能比无机玻璃高25%,抗冲击强度是无机玻璃250倍,特别适用于玻璃及板材,聚碳酸酯板材在建筑方面需用量占聚碳酸酯总需求量40%以上。
聚碳酸酯板材可制成的各种复杂的板材,可用于建筑物大面积屋顶、走廊、楼梯护栏、阳台围墙等,具有安全可靠,坚固耐用及外观美丽等优点。
3.汽车领域由于聚碳酸酯的冲击强度、硬度、耐候性和耐热性,汽车应用领域包括汽车的离合器系统、仪表板、照明灯具、内外部嵌板和轮胎盖子及汽车玻璃等。
而聚碳酸酯的光学特性及其独特的耐冲击性、耐候性以及量轻、强度高等特性,越来越多应用在汽车灯罩,近年美国、日本、欧洲汽车制造厂也开始以聚碳酸酯作为灯罩的材料。
全球最大聚碳酸酯生产厂商GE 公司和拜耳公司也联手研发汽车车窗玻璃用聚碳酸酯,期许车窗玻璃全部用聚碳酸酯代替。
4.航太领域在航空航太领域,聚碳酸酯最初只用于飞机座舱罩和挡风玻璃,随着航太技术发展,对飞机和航空器各零件品质要求不断提高,使得聚碳酸酯在该领域的应用也日渐增加。
1架波音747飞机所用的聚碳酸酯零件约2公吨,太空船上也是由数百种玻璃纤维补强的聚碳酸酯零件组成。
5.食品包装领域在食品包装领域,聚碳酸酯主要用于饮用水瓶及奶瓶家用食品容器等,但是由于原料双酚A 列为危险化学物质,因此聚碳酸酯应用在食品包装领域将受到严峻的挑战,聚碳酸酯将来是否应用在食品包装领域仍是一个未知数。
6.光学材料领域由于具有优良的加工成型性及尺寸安定性,聚碳酸酯在光学领域最大的应用是生产CD/DVD 光碟,然而随着科技不断发展,特别是网路的普及,光学级聚碳酸酯在CD/DVD 应用领域的需求也逐渐减少。
由于聚碳酸酯的高透光率,光学级聚碳酸酯还可替代玻璃用来制作摄像机、照相机、显微镜、望远镜的光学镜片及各种眼镜镜片,其抗冲性和成型加工性能,都是传统的玻璃和其他塑胶镜片无法相较的。
7.医疗器材领域聚碳酸酯具有优良的耐高温和耐冲击性以及透明的外观,为多样化医疗应用领域的首选材料,聚碳酸酯可采用超高温蒸汽、高能辐射或环氧乙烷消毒,也可利用雷射消毒,可完全避免其他材料面临的褪色或变黄问题。
全球聚碳酸酯产业生产概况全球聚碳酸酯生产始于1956年,首先在德国、日本、西欧和美国工业化生产,产业扩建潮开始于2005年,目前全球聚碳酸酯生产能力达到407.2万公吨,全球前五大聚碳酸酯生产厂商为德国Bayer120万公吨、Sabic102万公吨、三菱瓦斯/三菱化学30.2万公吨,帝人化成(Teijin)及陶氏化学(Dow Chemical)紧接于后,前五大厂商产能占全球聚碳酸酯总产能87.4%。
2009年全球聚碳酸酯生产厂商产能统计如表一所示。
表一 2009年全球聚碳酸酯生产厂商产能统计国家 生产商产能 ( 万公吨 )备注美国 Bayer AG 26 介面缩聚法 Dow7.5 介面缩聚法 Sabic Innovative Plastics 55 介面缩聚法 巴西 Policarbonatos do Brasil S.A 2 介面缩聚法 德国 Bayer AG 33 介面缩聚法 Dow13.4 介面缩聚法 荷兰 Sabic Innovative Plastics 20 介面缩聚法 西班牙 Sabic Innovative Plastics 27 熔融聚合法 比利时Bayer AG24 熔融聚合法 日本Idemitsu Kosan Co Ltd 4.7 介面缩聚法 Sumitomo Dow Ltd 8 介面缩聚法 GE 日本公司 4.5 非光气法 Teijin 12 介面缩聚法 三菱化学8 熔融聚合法 三菱瓦斯化学11 熔融聚合法 韩国LG Dow Polycarbonate Ltd 17 介面缩聚法Samyang Kasei Co Ltd11日本三菱化学技术台湾 奇美 / 旭化成 14 非光气法 台塑 / 出光 19.5 熔融聚合法泰国 Bayer AG 27 介面缩聚法Thai Polycarbonate Co Ltd 16 三菱瓦斯化学技术新加坡 Teijin 20 介面缩聚法中国大陆 Teijin 10 介面缩聚法Bayer AG 10 熔融聚合法甘肃银光化工 0.05 中科院长春应用化学研究院技术俄罗斯 Kazanorgsintez JSC - ( KOS ) 6.5 非光气法总计 407.2资料来源: (全球聚碳酸酯市场发展概况2010/08/09)预估未来几年,聚碳酸酯产能仍维持一定的成长,新增设备主要集中在亚洲,表二为2008~2013年全球主要聚碳酸酯新增设备产能的统计。
表二 2008~2013年全球聚碳酸酯新增设备产能厂商 国家 产能 ( 万公吨 ) 计画投产时间Kayan 沙特 26 2011 年Kazanorgsintez 俄罗斯 6.5 2010 年Zarya 俄罗斯 6.5 2010 年拜耳 中国 10.0 扩至 20.0 2008 年底 ( 未投产 )帝人化成 中国 10.0 扩至 16.0 2009 年三菱化学 日本 4.0 扩至 8.0 2010 年三菱瓦斯 中国 8 2010 年第一毛织 韩国 6.5 2010 年韩国湖南石化 韩国 6.5 2010 年资料来源:中国化工信息网(2010.01.22)全球聚碳酸酯应用领域分布,目前仍以电子电气零件及其相关产品需求量最大,约占总需求量的50.8%,其次是汽车及机械制造约占26.5%,建筑产业约占14.8%,其他方面则有工业机械零件,以及包装、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等领域。
中国大陆聚碳酸酯市场成为全球竞争焦点2008年全球经济低迷的环境下,受部分下游领域需求萎缩、原材料价格上涨等诸多因素影响,亚太地区不少聚碳酸酯厂商陆续采取降低负荷或停车措施以减轻压力,目前全球聚碳酸酯生产和需求结构明显发生变化,由以往的欧洲和北美市场,逐渐朝向亚洲市场转移,全球每年新增的聚碳酸酯产能基本上都发生在亚洲地区,亚洲地区已成为全球聚碳酸酯需求量最大的地区,其中中国大陆更是全球聚碳酸酯生产商争夺的焦点。
目前,中国大陆生产聚碳酸酯的厂商主要有上海拜耳材料科学公司,产量为10万公吨,拜耳上海第二套聚碳酸酯设备,也已于2008年10月完工,聚碳酸酯产能从10万公吨提升至20万公吨。
日本帝人化学位在浙江嘉兴建设原有10万公吨聚碳酸酯设备,拟增加6万公吨的生产线。
日本出光兴产公司计画在广州新建产能1万公吨的聚碳酸酯,以因应中国大陆南方和东南亚市场需求的增加。
另有中国大陆蓝星沈阳石化有限公司28万公吨、吉化公司10万公吨、三菱瓦斯化学公司10万公吨、黑化集团10万公吨的聚碳酸酯等专案进行。
随着中国大陆经济各领域对聚碳酸酯需求不断增加,中国大陆聚碳酸酯需求也快速成长,虽然近年来国际大厂资本纷纷投入对中国大陆进行投资聚碳酸酯,也已逐渐形成规模化生产,但中国大陆聚碳酸酯需求基本上仍需大量依赖进口,2008年由于各产业景气低迷,进口量较2007年减少1%,2009年则又呈现成长趋势,2010年景气逐渐复苏,1~8月聚碳酸酯进口量较2009年同时期成长39%,表三为2001年~2010年中国大陆聚碳酸酯进出口统计,2009年中国大陆聚碳酸酯进口国家以韩国、台湾、日本、泰国及美国为主要。
表三 2001年~2010年中国大陆聚碳酸酯进出口统计单位:公吨年份 进口量 出口量2001 265,909 55,3352002 415,388 72,5872003 534,622 89,3522004 729,803 117,6752005 730,632 132,0902006 899,230 185,4372007 1,020,663 306,1232008 1,017,180 278,5142009 1,027,277 214,6712009(1~8) 592,120 126,7112010(1~8) 823,382 212,130资料来源:中国大陆海关资料库(2010.10)目前聚碳酸酯主要的发展方向为非光气酯交换法,非光气生产技术是一种符合环境要求的绿色工业,另外由于传统聚碳酸酯产业制程使用光气为原料,制造过程具有相当危险性,因此近年来非光气法制程研发迅速,新建产能已明显增加。
当前跨国公司对全球聚碳酸酯市场仍多抱持乐观的态度,特别在亚太地区有明显的发展计画,全球主要聚碳酸酯生产厂商产能仍会有相当的成长,聚碳酸酯产业产能快速增加主要原因可能为电动车、医疗用品及建筑产业的需求明显增加,未来几年聚碳酸酯主要的开发应用方向为代替无机玻璃的透明聚碳酸酯、电子电气的阻燃型聚碳酸酯、可代替金属的聚碳酸酯增强复合材料及聚碳酸酯合金材料等,但在食品包装材检测出双酚A及电脑网路的发展方面,聚碳酸酯的发展可能会受到些许的抑制。