玻纤成膜剂对我国玻纤行业的影响.doc

玻纤成膜剂对我国玻纤行业的影响王国军（北京东方亚科力化工科技有限公司，北京 101149）摘 要：本文介绍了中国玻纤行业发展概况及影响行业发展的两个技术瓶颈：成膜剂合成技术与浸润剂复配技术，简介了成膜剂种类及其特点和用途。关键词：玻璃纤维；技术瓶颈；成膜剂；浸润剂1 前言随着中国市场经济的迅速发展，玻璃纤维成为建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环境保护、国防等行业必不可少的原材料，由于在诸多领域得到广泛应用，玻璃纤维日益受到人们的重视。在全球产能向中国转移的大背景下，受国际需求持续旺盛、国内需求增速加快的影响，我国玻纤行业在近几年呈现高增长态势，由此带动玻纤相关产业的发展，如成膜剂合成技术、浸润剂复配技术、玻纤深加工机械制造、玻璃钢成型加工等。2中国玻纤行业发展概况我国玻璃纤维工业始创于1958年，由于生产技术落后，初期年产量仅125吨。经过多年发展，80年代总产量达到3万吨，90年代总产量达到18万吨，进入二十一世纪，随着国内外市场对玻纤需求的增加，中国玻纤行业发展迅速，连年创新高。2001年我国玻纤总产量仅有21.5万吨，2007年玻纤总产量已经达到160万吨，经过多年的风雨历程，中国已跃居世界玻纤生产第一大国。中国玻纤行业的产能扩张，得益于全球对玻纤需求的日益增长，而中国玻纤产量的增长是带动全球玻纤产量增长的重要动力，预计2008年中国玻纤总产量将达到200万吨，这一高速增长势头有望持续到2010年。中国近七年玻纤产量及进出口变化趋势见图1。 图1. 中国近七年玻纤产量及进出口变化趋势2007年，我国玻纤制品出口量达到108.48万吨，占全年玻纤总产量的67.8，虽然近几年我国玻纤制品出口量在逐年增加，但是出口的大多是低附加值的中低档玻纤产品，而电子纱、纺织纱、电子布等高档玻纤产品大部分仍依赖进口，表明我国玻纤产品的结构不完善，高档产品需求空间大。我国的玻纤行业正处于制造工艺改革和制品深加工结构调整的转型期，产业结构也正在从粗放型结构向集约型结构转移，这个转型和转移还将长时间存在。未来我国玻纤行业将受国内外两大市场需求的拉动，继续保持较快增长。在国外，除了传统应用领域需求继续上升之外，风力发电、油气管道、民用航空等对玻纤增强材料的需求增长最快。3玻纤品种、规格及分类 目前国外玻纤品种已发展到2万多个，规格达5万个以上，平均每年增长1000多个规格，而我国玻纤品种只有6000多个，规格不足2万个，与国际发达国家还存在较大差距，玻纤品种和质量有待提升，玻纤的应用领域还需加快拓展，玻纤相关技术水平有待提高。 国际上普遍将玻纤产品分为四大类：1. 增强热固性塑料用玻纤（FRP），2. 增强热塑性塑料用玻纤（FRTP），3. 电子级绝缘、纺织用玻纤，4. 建筑防水、保温用玻纤。其中玻纤增强材料占7075，电子级、建筑用玻纤纺织材料占2530。4玻纤成膜剂、浸润剂简介玻纤新品种的开发，其关键在于浸润剂技术，浸润剂中最重要的组分是成膜剂。成膜剂除了对玻纤起保护作用外，它对玻纤的硬挺度、集束性、切割性、分散性、浸透性等起着关键作用，同时也对玻纤的加工性能和玻璃钢制品性能起着决定性影响。在浸润剂配方中，成膜剂用量一般不超过10（分为主成膜剂和辅成膜剂，其种类选择依据玻纤性能要求而定），润滑剂、抗静电剂、偶联剂等助剂总用量不超过5，其余为去离子水，用量超过85，一般情况下，1吨浸润剂可以生产5吨左右玻纤纱。5玻纤行业技术瓶颈分析中国玻纤行业的发展受限于两个技术瓶颈：1.成膜剂的合成技术，2.浸润剂的复配技术，这两项技术在我国专业化、系列化程度均不高，且两项技术相互交叉，息息相关，造成国内成膜剂合成及配方技术仅处于国际中低档水平，在我国表现为高端成膜剂依赖进口，尚未形成成膜剂、浸润剂原材料的自主创新或专控渠道，高端玻纤产品的市场占有率很低。世界知名成膜剂、浸润剂助剂生产企业、跨国公司均看好中国玻纤这一广阔市场的良好发展态势，准备或已在中国建厂，例如国民淀粉在广东建厂，赛拉尼斯在南京建厂，帝斯曼在上海建厂等，这些跨国公司根据区域需求，就近生产，以占领较大的市场份额，这必将对国内成膜剂制造企业、浸润剂原材料生产厂家造成巨大冲击，以此来不断削弱我国的成膜剂、浸润剂助剂自主研发与生产能力。而我国的成膜剂研究还处于成长发展阶段，能作为玻纤浸润剂的专用成膜剂种类少、品种单一、综合性能不高，专业从事成膜剂合成技术研发的企业和研究机构更是寥寥无几。成膜剂合成技术不仅涉及高分子材料合成相关技术（乳液聚合），还涉及无机非金属材料（玻璃）界面结合，以及无机材料与有机材料复合的相容性问题。该技术的研究是在高分子材料学科和无机非金属材料学科的交集中，而国内大多数高校、研究机构、专家学者一直忽视这一交叉学科中的诸多研究课题，中国玻纤行业的飞速发展势必引起人们高度重视成膜剂合成技术的研发和推广。从浸润剂复配技术方面来看，国内各大玻纤企业，尤其是大型池窑生产线，已经积累了多年生产实践经验，已具备较为完善的开发、研制浸润剂配方，调试浸润剂配方的能力，能够较好地满足玻纤生产专业化、规模化的需要。而相当数量的中小型玻纤企业还不具备研发、调试浸润剂配方的能力，少数有浸润剂助剂研发生产能力的企业有待于进一步完善，研发生产的力度和深度还有待于进一步加强。 6玻纤成膜剂种类及用途61 聚醋酸乙烯酯（PVAc）乳液：是玻纤浸润剂中使用最广泛的成膜剂之一，其优点是价格低廉，粘结性能好，容易赋予原丝良好的硬挺性和切割性。分为速溶型和交联型，速溶型主要用于生产喷射纱、短切毡用纱等，交联型主要用于生产SMC、BMC用纱。62环氧乳液和水溶性环氧：该乳液主要特点是浸透速度快、与基体树脂结合力强，用量少，尤其可以大幅度提高玻璃钢制品的力学性能和耐老化性能。主要用于生产缠绕纱、电子级纱、土工格栅、高档网格布等。63 乙烯基树脂乳液：该乳液既有环氧树脂优良的粘结性能，又具有双键结构，其玻璃钢制品综合性能好、颜色浅、透明度高，主要用于生产透明玻璃钢板材及透明部件，尤其是以PMMA为主体的透明复合材料应用更为广泛。 64 聚酯乳液：该乳液在合成时应用多种原材料，二元酸有间苯型、对苯型，多元醇有三、四官能团，合成工艺复杂，采用二步及三步合成法，可以根据成膜剂的软、硬、韧性、浸透速度、耐碱性、Tg等性能要求进行分子设计。总之合成工艺更趋于精细化，更符合分子设计原则。该乳液主要用于生产喷射纱、硬质SMC纱、BMC纱、短切毡等。65 聚氨酯（PU）乳液：该乳液性能优异，国内目前还无法大量生产高质量的聚氨酯乳液，基本上依靠进口，价格昂贵。除了少量用于硬质SMC、BMC纱、硬质喷射纱外，主要用于增强热塑性塑料用纱，对玻纤保护作用好、膜坚韧、有弹性，与热塑性塑料亲和性好。66 聚丙烯酸酯（PA）乳液：为新型迅速崛起的一种玻纤成膜剂，国内目前使用较少，主要用于增强热塑性塑料用纱，取代聚氨酯乳液，可大幅度降低成本，在粒度、流动性、密着度上优于聚氨酯乳液。 67 淀粉类成膜剂：分为常规型和改性型，主要用于生产电子工业的玻纤细纱。以上七种成膜剂都可以通过乳液聚合制得，这些乳液以水为分散介质，含有大量能与玻璃和不饱和树脂反应