PIA主要下游产品市场

1、燕山石化公司2010年度情报论文第号间苯二甲酸（PIA）主要下游产品的生产技术及市场调研吴雅荣邹余桂发展研究中心2010年12月13日间苯二甲酸（PIA）主要下游产品的生产技术及市场调研2010年度情报调研报告摘要本文简要概述了间苯二甲酸（PIA）的国内外生产技术，主要简述了PIA的主要下游产品的市场现状及对未来几年的预测，通过调研PIA下游产品的市场情况，对未来几年国内外对PIA的需求情况进行了详尽的调研。PIA最主的下游产品是不饱和聚酯、粉末涂料和瓶级聚酯切片。2008年全球不饱和聚酯树脂消费量为384.9万吨，其中间苯型不饱和聚酯的消费PIA的量为16.6万吨，预计2013年间苯型不饱和

2、聚酯所用PIA消费量将增长至20.5万吨；2008年中国不饱和聚酯树脂产量为145万吨，其中间苯型不饱和聚酯树脂产量为15.0万吨，预计2013年国内间苯型不饱和聚酯树脂产量将达23.9万吨。2008年，国内间苯型不饱和聚酯消耗PIA为1.5万吨，预计2013年将达到2万吨。预计2011年全球粉末涂料用醇酸树脂的消费量将达507.6万吨,2013年粉末涂料用PIA的消费量将达到9.7万吨。2008年，国内粉末涂料用聚酯树脂的消费量为28.3万吨，消耗PIA1.6万吨，预计2013年粉末涂料用聚酯树脂消耗PIA将达到3.1万吨。2012年全球瓶用聚酯的消费量预计为1477.6万吨，消耗PIA量为

3、30万吨，预计2013年中国PET瓶用聚酯切片消耗PIA将达到6.7万吨。综上所述，2013年全球PIA的消费量将达69.4万吨，国内消费量将达15.3万吨，预计2013年我国进口间苯二甲酸将达到10.3万吨，进口依存度为67.3%，而需求量为15.3万吨，随着国内间苯二甲酸装置的扩产和增效，国内生产能力正逐步满足国内的需求，调研结果说明：要加强PIA下游产品的研发，实现与下游行业发展的良性互动；不饱和聚酯树脂装置通用，企业必须生产产品多样化，单独生产间苯型不饱和聚酯树脂是不现实的，建议谨慎进入间苯型不饱和聚酯行业，有实力进入的企业，应当优先考虑高档次不饱和聚酯产品；啤酒瓶市场是个潜在的巨大瓶

4、用聚酯消费市场，在将来聚酯瓶将成为啤酒瓶市场的主角，加大科研力度，开发啤酒瓶用聚酯；对于粉末涂料用聚酯树脂要致力于开发高端产品。目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 1概述3 HYPERLINK l bookmark10 主要生产工艺3PIA的用途133.1不饱和聚酯4不饱和聚酯生产技术4 HYPERLINK l bookmark12 不饱和聚酯的总体情况6 HYPERLINK l bookmark16 3.2粉末涂料用聚酯树脂11粉末涂料用聚酯树脂技术基础812 HYPERLINK l bookmark24 粉末涂料用聚酯树脂的市场情况13 HYPERL

5、INK l bookmark30 3.3PET瓶级聚脂17PET瓶级聚酯的生产技术17 HYPERLINK l bookmark32 PET生产的催化剂18全球聚酯切片生产工艺趋势分析1318PET瓶用聚酯的市场情况19 HYPERLINK l bookmark36 全球PIA生产总体情况及消费预测21 HYPERLINK l bookmark38 全球PIA生产的总体情况21全球PIA消费预测22中国PIA市场消费分析及预测24 HYPERLINK l bookmark42 PIA市场消费分析24 HYPERLINK l bookmark44 PIA进口依存度分析25结论与建议25 HYPE

6、RLINK l bookmark46 加紧PIA下游产品的研发，实现与下游行业发展的良性互动25 HYPERLINK l bookmark48 谨慎进入间苯型不饱和聚酯行业25 HYPERLINK l bookmark50 优先考虑高档次不饱和聚酯产品25 HYPERLINK l bookmark52 开发啤酒瓶用聚酯26 HYPERLINK l bookmark54 加大力度开发高端粉末涂料用聚酯树脂产品26 HYPERLINK l bookmark56 响应环保政策，加快PIA装置技术改造26 HYPERLINK l bookmark58 参考文献261概述间苯二甲酸（PIA）,又名1,3

7、-苯二甲酸或异酞酸，分子式为C8H6O4，分子量为166.13。外观为白色结晶性粉末或针状结晶，熔点为345347C，能升华，易溶于甲醇、乙醇、丙酮和冰醋酸，微溶于沸水，难溶于冷水，不溶于苯和石油醚。PIA具有较强的耐热性、耐水解性和耐化学性、易燃,操作贮运时应遵守有毒易燃化学品的规定，产品应贮存于阴凉、干燥、通风处，远离明火放置。PIA具有一般二元酸的特征反应，可发生成盐、脱水、加氢、卤化等反应。PIA有微毒，对眼睛、粘膜等有刺激作用，已被列入美国环境保护协会（EPAs）毒性物质管理条例（TSCA）清单。目前还没有直接影响到PIA生产或用途的环境问题。而且，环境法规对传统醇酸树脂中挥发性有机

8、溶剂的含量限制反而会使用于醇酸树脂和聚酯等粉末涂料中的PIA的需求增加。主要生产工艺PIA的生产方法有间二甲苯液相空气氧化法、间二甲苯乙醛催化氧化法、间二甲苯硫氧化法、间二甲苯硝酸氧化法、间苯二甲腈水解法、Chevron法等。目前工业化生产装置全部采用间二甲苯液相空气氧化法，BP公司的PIA工艺中，间二甲苯在醋酸溶剂中，以醋酸钻为催化剂，溴化物为促进剂，进行液相空气氧化。反应温度为170-200C,压力2.03-4.06MPa，收率为90-95%。间二甲苯液相空气氧化法的基本工艺流程为：原料间二甲苯在醋酸溶剂中充分混合，在一定温度和催化剂的作用下，与氧气发生自由基链反应，生成主要产物为粗PIA

9、的溶液；粗PIA溶液通过降压降温后与反应液分离，干燥后形成粗PIA产品（内含过多的反应中间产物和副产物）；粗PIA产品用水溶解，经过催化剂固定床进行加氢还原以除去杂质；反应后的PIA溶液再经结晶分离和干燥,最终得到PIA产品。该工艺的优势在于：1）生产的PIA纯度高；2）所需的氧化剂（空气）最简单；3）间二甲苯消耗量最低；4）将对苯二甲酸装置略加改造就能进行生产。采用间二甲苯液相空气氧化法的不利因素是：由于醋酸具有较强腐蚀性，所以要求在设备选材时必须使用价格昂贵的高抗腐蚀性材料（如钛材、316L等）。PIA的用途1PIA最主要的用途是不饱和聚酯、粉末涂料树脂、PET瓶级聚酯，这3个用途是PIA

10、最大的消费领域，本文围绕这3个主要用途产品，着重分析了其生产工艺及市场情况，并对这3种用途所需要PIA的用量进行了分析归纳。3.1不饱和聚酯不饱和聚酯树脂是近代塑料工业发展的一个重要品种，在工业、农业、交通、建筑以及国防工业方面有广泛的应用。特别是用纤维材料（主要是玻璃纤维）增强的树脂，固化后成为不溶且不熔的热固性增强塑料，成为近代复合材料中应用最普遍的一种，通称纤维增强塑料，俗称玻璃钢。不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种，它是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线形聚合物，经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液2。不饱和聚酯树脂的相对密度在1.111.20左右，

11、固化时体积收缩率较大，固化树脂的物理性能有：1）耐热性：绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在5060C,些耐热性好的树脂则可达120C。2）力学性能：不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩强度等。3）耐化学腐蚀性能：不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶剂的性能差，同时，树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构不同，可以有很大的差异。4）介电性能：不饱和聚酯树脂的介电性能良好。不饱和聚酯树脂性能特点：1）工艺性能优良，这是不饱和聚酯树脂最大的优点。不饱和聚酯树脂可以在室温下固化，常压下成型，工艺性能灵活，特别适合大型和现场制造玻璃钢制品。2）固化后树脂综合性能好。不饱和聚酯树脂的力学性

12、能指标略低于环氧树脂，但优于酚醛树脂；耐腐蚀性、电性能和阻燃性可以通过选择适当牌号的树脂来满足要求；树脂颜色浅，可以制成透明制品。3）品种多，适应广泛，价格较低。4）缺点是固化时收缩率较大，贮存期限短，含苯乙烯，有刺激性气体，长期接触对身体健康不利。不饱和聚酯树脂中主要的不饱和二元酸是PIA的树脂称为间苯型不饱和聚酯树脂。间苯型不饱和聚酯树脂与那些基于苯酐的不饱和聚酯树脂相比具有较强的水解稳定性、较强的韧性、较高的热变形温度和较好的耐化学性。但是，间苯型不饱和聚酯树脂对生产技术要求更高，价格也更昂贵。但由于其性能优越，间苯型不饱和聚酯树脂比基于苯酐的不饱和聚酯树脂可多赢利约20%。3.1.1不

13、饱和聚酯树脂生产技术不饱和聚酯树脂技术随着生产的发展日益成熟，至今已逐步形成了自己独特的一套生产、应用理论与技术体系。1）理论方面：不饱和聚酯树脂理论上的进展对于推动生产技术水平的提高起着重要指导作用；2）合成工艺：目前不饱和聚酯树脂的合成工艺仍以二元酸与二元醇的熔融法缩聚反应为主，生产控制水平日益提高。对生产不同结构的不饱和聚酯树脂分别制定了不同的标准反应程序，输入电子计算机实行自动控制，实现了从原料的液态储存与输送到产品入库的高度自动化生产，大大提高了各批量产品质量的稳定性，提高了生产效率；不饱和聚酯树脂的生产流程分两步进行。第一步，使二元酸与二元醇缩聚成为一种可溶的聚酯；第二步，将此聚酯

14、溶于一种不饱和单体，并加入必要的阻聚剂，即得产品。其生产流程见图1。图1不饱和聚酯树脂生产流程不饱和聚酯树脂生产的主要设备有：缩聚设备包括反应釜、搅拌器、加热和冷却盘管、夹套、惰性气体输入管、取样管、蒸汽排出及冷凝装置（回流冷凝分馏柱、冷凝器、接收器）；释设备：包括酯化产物输送管道、稀释罐等；检测与控制仪器：包括热电偶、流量计等；3）不饱和聚酯树脂的配方设计：配方设计日趋灵活并完善。用户对不饱和聚酯树脂的物理性能及化学性能的要求是设计不饱和聚酯树脂配方的依据，不饱和聚酯树脂的品种规格必须满足用户要求。目前在配方设计中已产生了较系统的设计原料，可以灵活地调节不饱和聚酯树脂的组分与添加剂以满足各种

15、特定的要求。4）新品种不饱和聚酯树脂：随着配方的发展呈现了一大类新的不饱和聚酯树脂系列，展示了良好的前景，阻燃树脂、片状模塑料（SMC）和团状模塑料（BMC）的发展对树脂应用起到了很大的推动作用，乙烯基树脂、柔性树脂、发泡树脂、低挥发树脂以及聚酯水泥等品种正在开辟其应用市场；5）设备：不饱和聚酯树脂合成设备不断更新，保证了高效率、高质量的自动化工艺的要求；6）不饱和聚酯树脂的加工成型：随着应用领域的扩大，从手糊、喷涂成型发展到袋压、注塑、模压、缠绕、离心、连续制板、挤拉等成型方法，成型工艺设备有15种以上，其机械化、自动化水平逐步提高，产品质量稳定，成本降低，实现了高效率生产；7）玻璃钢产品的

16、品种：不饱和聚酯树脂玻璃钢产品的品种、规格日益增多，使产品设计方法逐渐多样和可靠；8）增强材料与填料：随着复合材料应用的推广，人们对增强材料和填料逐渐重视起来，研究改进纤维增强材料与填料的性能，使之满足均匀分散、合理分布以及与树脂牢固粘结等性能要求，促使增强材料与填料的表面处理技术的发展。9）检测分析与质量控制：分析检验和质量控制方法日趋完善，对树脂原料、中间产物、成品等进行严格检验，各种检验方法日益齐全。采用质子核磁共振仪分析树脂的微观结构，用凝胶渗透色谱法分析树脂的分子量分布，用热分解色谱法研究交联产物的结构，用超声波扫描以及放射性指示剂探测复合材料内部可能存在的缺陷；10）防老化：不饱和

17、聚酯树脂固化后的防老化研究工作也取得了显著进展，树脂耐久性能增强；随着不饱和聚酯树脂应用的日益广泛，生产工艺也有不少改进。在工艺上，直接连续生产的环氧化物工艺路线正在取得进展，同时原有二元醇与二元酸分批合成工艺也进一步完善。在配方中进一步采用新的二元酸和二元醇参加酯化反应，给不饱和聚酯添加了新的结构单元，使性能进一步提高。各种添加剂的研究及技术的推广，改善了树脂性能和成型工艺。展望未来，随着不饱和聚酯树脂产量增长，应用领域将进一步扩大，需求量也会显著增加，其生产技术也将会不断提高和完善。不饱和聚酯树脂的总体情况不饱和聚酯树脂按结构可分为：邻苯二甲酸型（简称邻苯型）、间苯型、双酚A型和乙烯基酯型

18、、卤代不饱和聚酯树脂等。双酚A型不饱和聚酯树脂分子链中易被水解破坏的酯键间的间距增大，从而降低了酯键密度；与苯乙烯等交联剂共聚固化后的空间效应大，对酯基起屏蔽保护作用，可阻碍酯键水解；另外在分子结构中的新戊基，连接着两个苯环，保持了化学稳定性，所以这类树脂有较好的耐酸、耐碱及耐水解性能。乙烯基树脂又称为环氧丙烯酸树脂，其特点是聚合物中具有端基不饱和双键。卤代不饱和聚酯树脂是指由氯茵酸酐作为二元酸（酐）合成得到的一种氯代不饱和聚酯树脂。氯代不饱和聚酯树脂一直是作为具有优良自熄性能的树脂来使用的。但近年来研究表明氯代不饱和聚酯树脂亦具有相当好的耐腐蚀性能，它在一些介质中耐腐蚀性能与双酚A不饱和聚酯

19、树脂和乙烯基树脂基本相当，而在某些介质（例如湿氯）中的耐腐蚀性能则优于乙烯基树脂和双酚A不饱和聚酯树脂。邻苯二甲酸和PIA互为异构体，虽然由它们合成的不饱和聚酯树脂分子链分化学结构相似，但间苯型不饱和聚酯树脂和邻苯型不饱和聚酯树脂相比，间苯型不饱和聚酯树脂的特点是：1）PIA可以制得较高分子量的间苯型不饱和聚酯树脂，使固化制品有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能；2）间苯型不饱和聚酯树脂的纯度高，树脂中不残留有PIA和低分子量间苯二甲酸酯杂质；3）间苯型不饱和聚酯树脂分子链上的酯键受到PIA立体位阻效应的保护，而邻苯二甲酸聚酯分子链上的酯键更易受到水和其它各种腐蚀介质的侵袭。间苯型不饱

20、和聚酯树脂制得的玻璃纤维增强塑料在71C饱和氯化钠溶液中浸泡一年后仍具有相当高的性能。间苯型不饱和聚酯树脂的质量指标见表1。表1间苯型不饱和聚酯树脂产品指标项目指标外观透明，黄色液体TOC o 1-5 h z固体含量，wt%60-70黏度，(25C)/(Pa.s)0.23-0.5酸值，mgKOH/g2-4胶凝时间，(25C)/min7-13储存时间25C以下贮存期为六个月，30C以下不超过三个月。不饱和聚酯树脂总体市场情况及预测全球不饱和聚酯树脂主要生产地区是亚洲、北美洲和欧洲，2007年其产量分别为185.9万吨、88.7万吨和81.7万吨，分别占全球总产量的48.7%、23.2%和21.4

21、%，表2列出了2007年全球各主要地区不饱和聚酯树脂供应情况。全球主要生产地区中，美国和西欧地区不饱和聚酯树脂装置平均开工率较高，其它地区不饱和聚酯树脂装置平均开工率则多低于80%。图2可更直观的比较全球各地区不饱和聚酯产量所占的份额。表22007年全球不饱和聚酯树脂供应情况3地区能力/万吨产量/万吨份额，%平均开工率，%北美洲108.888.723.381.4中美洲/南美洲27.910.32.7102.481.721.424.112.53.3230.5185.948.7497.2381.5100.076.7其它地区0.6%北美洲23.3%亚洲48.7%中美洲/南美洲2.7%中东和非洲3.3%

22、欧洲21.4%图2全球各地区不饱和聚酯树脂产量所占份额2008年，全球不饱和聚酯树脂消费量为384.9万吨，预计2012年将达到436.4万吨，20082012年的年均增长率为3.2%；2008年，不饱和聚酯树脂最主要的消费地区同主要产区一样是亚洲、北美洲和欧洲，分别占全球消费量的48.9%、22.4%和20.3%，见表3。不饱和聚酯树脂是成熟产业，高度依赖于GDP的增长，因此预计20082012年消费增长最快的国家是中国，年均增长率为5.5%。表3全球主要地区不饱和聚酯树脂消费量及预测国家2008年/万吨比例，%2012年/万吨比例，%20082012年年均增长率，%北美86.022.491

23、.921.01.7中南美11.12.913.13.04.3欧洲78.220.385.019.52.1中东和非洲17.84.620.04.62.9亚洲188.348.9222.651.04.3大洋洲3.50.93.80.92.2合计384.9100.0436.4100.03.22008年全球不饱和聚酯树脂消费量为384.9万吨，其中间苯型不饱和聚酯树脂消费PIA为16.6万吨4，占不饱和聚酯树脂总消费量的4.3%。全球间苯型不饱和聚酯树脂主要生产地区是亚洲、美国和西欧。2008年主要地区间苯型不饱和聚酯树脂消费PIA的量及所占份额见表4。表42008年世界主要地区间苯型不饱和聚酯树脂消费PIA的

24、量国家或地区2008/万吨所占比例，%美国4.728.4西欧5.533.1日本1.06.0其它亚洲国家5.432.5合计16.61002007年，美国次级房贷危机逐步影响全球爆发经济危机，致使美国2008年不饱和聚酯树脂消费量降低到近几年历史最低点，而间苯型不饱和聚酯树脂由于其优异的性能，消费量略有增长。未来随着美国经济探底复苏，消费量会继续回升，预计2013年间苯型不饱和聚酯树脂所用PIA消费量将增长至5.4万吨，2008-2013年美国消费年均增长率为2.8%；西欧2008年间苯型不饱和聚酯树脂所用PIA的消费量为5.5万吨，预计2013年将达到6万吨，年平均增长率为1.8%；2008年，

25、日本间苯型不饱和聚酯树脂所用PIA的消费量为1.0万吨，预计未来几年日本间苯型不饱和聚酯树脂消费量仍将有所下降，2013年为0.9万吨，20082013年的年均增长率为-2.1%；2008年其它亚洲国家间苯型不饱和聚酯树脂所用PIA的消费量为5.4万吨，预计20082013年，其年均增长率为8.7%，2013年消费量将达8.2万吨。20182013年，全球主要地区间苯型不饱和聚酯树脂所用PIA的总年均增长率为4.3%。2013年主要地区间苯型不饱和聚酯树脂消费PIA的量预测见表5。表52013年世界主要地区间苯型不饱和聚酯树脂消费PIA的量及预测国家或地区2013年/万吨20082013年年均

26、增长率，%美国5.42.8西欧6.01.8日本0.9-2.1其它亚洲国家8.28.7合计20.54.3国内不饱和聚酯树脂的市场情况及预测近几年，中国不饱和聚酯树脂的竞争越来越激烈，生产在向规模化、集团化方向快速发展，原来一些规模较大的生产厂家不断扩大生产规模；另外，一大批生产规模在0.3万吨/年以下的生产企业陆续被淘汰，停止生产。2007年底中国不饱和聚酯树脂生产厂家约100家，生产能力为169.0万吨，产量为136.5万吨，年平均开工率保持在80.8%，其中间苯型不饱和聚酯树脂产量为15.0万吨，占国内总产量的11%；2008年中国不饱和聚酯树脂生产能力为220.0万吨，产量为145.0万吨

27、，受经济危机余波影响，装置平均开工率仅为65.9%，其中间苯型不饱和聚酯树脂产量为15.0万吨，占国内总产量的10.3%；随着新建工厂和原有工厂规模的不断扩大，预计20182013年国内间苯型不饱和聚酯树脂的年均增长率为8.9%，届时产量将达到23.9万吨，占国内总产量的11.9%，增长驱动力主要来自国内需求的增长。间苯型不饱和聚酯树脂进口量较小，进口依存度低，近2年进口依存度一直小于2%5。中国不饱和聚酯树脂能力、产量及间苯型不饱和聚酯树脂产量变化见图3。图3中国不饱和聚酯树脂产能、产量及PIA型不饱和聚酯产量间苯型不饱和聚酯树脂消费结构分析及预测间苯型不饱和聚酯树脂是耐腐蚀不饱和聚酯树脂的

28、主要品种之一，因其易于制造、成本低、能耐弱酸和多种溶剂的侵蚀而成为较为通用的中等耐腐蚀树脂。间苯型不饱和聚酯树脂的基本原料是PIA、马来酸酐、丙二醇，改变3种原料物质的量之比，其耐腐蚀性能有一定的变化，而用新戊醇代替丙二醇则具有更好的耐候性和耐水性。根据不同原料配比，可赋予间苯型不饱和聚酯树脂不同的特性，用途也有所不同：1）间苯型不饱和聚酯树脂适用于室温低压成型和热压成型，可用作耐化学腐蚀设备及钢设备的防腐层或衬里，如玻纤增强塑料和表面胶凝层，尤其适用于缠绕成型制品以及100C以下长期使用的耐热制品和胶衣层，广泛用于建筑、管道、贮罐、交通运输、航海、电子电器和日用消费品等领域；2）阻燃型间苯型

29、不饱和聚酯树脂可用于用于制造电梯、扶手和鱼杆等；3）耐腐蚀间苯型不饱和聚酯树脂可用于地下贮罐、汽油管线、公共设施基础的修理及更换，如道路、高速路、桥梁及其辅助设施（防雨、防光、抗震）、船坞、防波堤、供水系统、废物处理系统等。4）间苯型片状模塑料、团状模塑料不饱和聚酯树脂可用于制造汽车部件、工业品零件、微波炉、电器部件、水槽、浴盆、淋浴室隔板以及小型船只等，也用于其它高级玻璃钢制品、高档人造大理石、卫生洁具、装饰线和浇铸件的成型加工。2009年间苯型不饱和聚酯树脂实际消费量为17.0万吨，增强玻璃钢行业消耗16.0万吨，占间苯型不饱和聚酯总消耗量的94.1%，非增强行业消耗1.0万吨，占间苯型不

30、饱和聚酯总消耗量的5.9%。增强玻璃钢行业中，间苯型不饱和聚酯树脂主要用于片状模塑料（SMC）和团状模塑料（BMC）的生产，胶衣、船舶、城市供水设施和污水处理设备等行业。非增强纤维制品行业，间苯型不饱和聚酯树脂主要用于人造石、高温水煮性纽扣、人造玛瑙等生产。预计2013年中国不饱和聚酯树脂消耗PIA将达到2万吨,2008-2013年均消耗量增长率为5.6%,中国不饱和聚酯树脂历年产量及PIA的消费量见表6和图4。表6中国间苯型不饱和聚酯树脂产量及PIA消耗情况年份间苯型不饱和聚酯树脂产量/万吨PIA消耗量/万吨2007136.51.52008145.01.52013200.92.02008-2

31、013年平均增长率，%6.75.9200720082013图4中国不饱和聚酯树脂产量及PIA消耗量粉末涂料用聚酯树脂醇酸树脂是一种由多元醇（例如：丙三醇和季戊四醇）、多元酸或多元酸酐（如：邻苯二酸、马来酸、PIA、富马酸）和脂肪油或脂肪酸反应形成的聚酯树脂。由于价格因素，大多数醇酸树脂是用苯酐而不用PIA或其它有机酸作为多元酸的组分制造的；但是，新型的水基和高固含物醇酸树脂则使用PIA。95%以上的醇酸树脂被用作粉末涂料Reichhold和Eastman是最大的醇酸树脂生产商。聚酯粉末涂料是基于多元酸或酸酐（如：PIA、对苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐）和过量多元醇（如：乙二醇、三羟甲基丙烷、新

32、戊醇）的饱和树脂。这些被称为聚酯型多元醇的树脂除不含脂肪油或脂肪酸之外与醇酸树脂是相类似的，因此通常被称作无油醇酸树脂。这种涂料既可应用于高固含物、水基涂料也可用于粉末涂料，它比传统的溶剂基醇酸树脂更易被环境接受。它们可与三聚氰胺甲醛（MF）树脂、异氰酸脂（用以生产聚氨脂橡胶）或者环氧树脂交联。通常，与MF或环氧树脂交联的树脂可用烘干的方法处理，而聚氨脂橡胶可以被烘干或风干6。在粉末涂料配方中，间苯型树脂优于邻苯型树脂，其优点包括水解稳定性、较强的耐久性和较好的耐候性。在风干涂料中，IPA使高固含物涂料具有了一个特别重要的性质快干性。PIA的不利条件是价格比苯酐贵。PIA在粉末涂料中的最大用途

33、是用于制造作为线圈、装置部件、汽车和其它应用的工业烘干涂料用的聚酯树脂。PIA在工业烘干涂料中的需求量在增长，这是由于它们比起大多数醇酸树脂更易被环境所接受，使用户更倾向于使用聚酯和聚氨脂橡胶。在可水解涂料中，PIA能提供优于苯酐的水解稳定性。这些涂料主要用作一般工业应用的保护层和汽车底层护膜。高固含物、低溶剂含量的涂料是PIA一个正在增长的市场，它相当于大约2025%的工业涂料市场。苯酐和PIA都可用于高固含物涂料；但是，PIA更适用于在外部条件下需要耐久性的场合。这些应用包括汽车底层表面和涂层，办公家具、装置部件和工具磁漆的保护层。在粉末涂料中，用于粉末涂料的间苯型树酯一直是并且可能将来还

34、是PIA增长最快的用途。用于粉末涂料的聚酯可用异氰酸酯（通常是异佛尔酮二异氰酸酯）或环氧树脂（如：三甘油基异氰尿酸盐）进行处理。此外，聚酯可与传统的环氧树脂反应制造共混聚酯。这种涂料的用途比其它类型的聚酯粉末涂料的用途更持续地快速增长。PIA基醇酸树脂由于具有快干、坚硬、良好的柔性和粘附性、改善了的光泽和色彩持久、较强的抗污染性和耐化学性等优点被用于许多常用的工业用风干漆（如：农具涂层和户外机器）。这些树脂可以是传统的也可以是高固含物的醇酸树脂7。粉末涂料用聚酯树脂技术基础8酯化反应用A-H表示醇（A不包括苯环），用RC00H表示羧酸。醇和酸反应生成酯（RC00A）和水，这个化学反应叫做酯化反

35、应，如下：A-OH+R-COOHRCOOA+H02酯化反应时，醇和酸缩去一个小分子水，也称为缩合反应。用醇和酸制备酯的实际应用中，希望达到化学平衡时，醇和酸尽量多的转化成酯。也就是加快反应速度和化学反应平衡向右移动的问题。提高反应温度和用催化剂是加快反应速度最有效的方法，但催化剂只能改变化学反应速度，不能改变化学平衡。使化学平衡向右移动，更好方法是不断除去产物水，用,抽真空（减压）等措施，把生成的水不断地脱离反应系统以提高酯的生成率。缩聚反应酯化反应原料是一元醇和一元酸只能生成小分子的酯，若是二元醇、二元酸进行酯化，例如乙二醇与对苯二甲酸反应，每个分子单体上都有一个以上官能团，酯化反应有可能一

36、直进行下去，生成的分子越来越大，这就是缩聚反应。缩聚生成的产物就是聚酯。粉末涂料用聚酯树脂的官能团热固性粉末涂料用聚酯树脂必须带有可以与交联剂进行固化反应的官能团活性端基。现有三类端基，最常见是带羧基-C00H的羧基树脂，其次是带羟基-0H的端羟基树脂和带不饱和双键的不饱和树脂。粉末涂料用聚酯树脂的工艺及控制粉末涂料用聚酯树脂一般是由多元羧酸和多元醇缩聚反应得到聚合物以后，再进入第二步加入酸酐合成反应而制得，实际工业生产配方受到原材料价格和市场供应影响。常用的多元酸和酸酐有对苯二甲酸，PIA、偏苯三酸酐等；常用的多元醇有：乙二醇、新戊二醇等。由于聚酯树脂粉末涂料对玻璃化温度要求高，所以，在选择

37、单体时一般都会用一些玻璃化温度高的单体。纯聚酯粉末涂料用的聚酯树脂一般酸价控制在17-55mgK0H/g之间，根据不同的酸值可以得到与固化剂比例不同的聚酯树脂，用其制造出来的粉末性能也有所不同。聚酯树脂可用对苯二甲酸和新戊二醇（NPG）制得，也可用PIA和新戊二醇（NPG）制得，与对苯二甲酸/NPG相比，PIA/NPG具有更好的室外持久性，用PIA/NPG制得的树脂可使涂层具有较高的耐气候（抗UV）性，与其它聚酯粉末涂料相比，其耐冲击性能和柔韧性较低，但与丙烯酸类粉末涂料相当。粉末涂料用聚酯树脂目前常用的生产方法是熔融法，先合成端羟基树脂，而后封闭制得端羧基或羟基树脂。最后加入助剂，过滤出料，

38、冷却破碎，工艺及控制如下：1）多元醇，多元酸，催化剂、N2酯化聚合脱水，170-180C出水，真空脱水，240-250C，控制酸价、羟值、粘度；2）降温力口TMA或羧酸、醇、酸化，真空除水，测粘度、酸值；3）加入助剂，搅拌均匀，过滤、出料、破碎、检验3.2.2粉末涂料用聚酯树脂的市场情况粉末涂料主要分为2种：热固型粉末涂料和热塑型粉末涂料。热固型粉末涂料又主要分为纯聚酯粉末涂料、纯环氧树脂粉末涂料、混合型粉末涂料、其它体系粉末涂料。使用IA生产聚酯树脂涉及的粉末涂料主要有纯聚酯粉末涂料和混合型粉末涂料，这两种类型粉末涂料也是目前中国产量最大的粉末涂料类型之一。常见粉末涂料用聚酯树脂产品指标见表

39、7。表7常见粉末涂料用聚酯树脂产品指标项目粉末涂料用聚酯树脂型号EL-6600EL-6300EL-6100EL-8300EL-8700比率（聚酯/93/796/490/1096.5/3.595/5固化物）熔融粘度150-350250-45050-200200-450150-300（165C测定）,泊玻璃化温6359555560度，C酸价28-3628-3617-2518-2428-36固化条件，10/20010/20010/20010/20010/200min/C种类室外型室外型室外型PRIMID型PRIMID型优点良好之流平适用于亚光与与EL-6300粉末低固化剂用量标准的性与耐侯性低TGI

40、C需求量50/50混合亚光粉及抗变黄性良Primid系统末涂料好用树脂粉末涂料用聚酯树脂市场总体情况及预测醇酸树脂粉末涂料由于其具有的相对低的成本、多功能性，因此一直是世界上用量最大的涂料类型之一。通过调节反应物和比例或添加改性剂，醇酸树脂可满足多种最终用途的需求，广泛用于建筑涂料、产品末道漆和特种涂料用途。2006年全球醇酸树脂粉末涂料的消费比例见图5。世界其它地西欧，19.90%其它亚洲国方,5%日本，2.50%东欧，13.40%-美国，13.20%-巴西，4.20%中国，24.90%图52006年全球醇酸树脂粉末涂料的消费比例9北美、西欧、日本醇酸树脂的消费量一直处于下降趋势，在建筑或装

41、饰涂料市场，溶剂型醇酸树脂逐渐被水型醇酸树脂所取代，水型醇酸树脂具有气味小且溶剂含量低、易擦洗和快干的性能。2011年全球醇酸树脂的消费量预测见表8表82011年全球醇酸树脂粉末涂料的消费量预测国家或地区2006年/万吨2011年/万吨20062011年均增长率，%美国66.657.8-2.8巴西2124.33.0西欧10076.6-5.2东欧67.574.52.0日本12.812.2-1.0中国125138.02.0其它亚洲国家8593.82.0世界其它国家2530.44.0合计502.9507.60.5全球PIA基粉末涂料用聚酯树脂主要生产地区是亚洲、西欧和美国，其中消费量最大的是除日本以

42、外的其他亚洲国家，其次是西欧、美国，日本消费量最低。2008年主要地区粉末涂料用聚酯所用PIA的消费量及所占份额见表9。表92008年世界主要地区粉末涂料用聚酯所用PIA的消费量国家或地区2008/万吨所占比例，%美国1.919.6西欧2.828.9日本0.44.1其它亚洲国家4.647.4合计9.71002007年，美国次级房贷危机逐步影响全球爆发经济危机，致使美国近年来粉末涂料用聚酯树脂的所用PIA的消费量一直下处于下降的趋势，从2005年的2.9万吨，下降到2008年的1.9万吨。未来随着美国经济的复苏，消费量会缓慢回升，预计2013年消费量将增长至2.4万吨，占总消费量的17.3%，2

43、008-2013年美国消费的年均增长率仅为4.8%；2008年，西欧粉末涂料用聚酯树脂所用PIA消费量为2.8万吨，预计2013年将达到3.1万吨，占总消费量的22.3%，2008-2013年西欧消费量的年均增长率为2.1%；2008年，日本粉末涂料用聚酯树脂所用PIA的消费量为0.4万吨，预计未来几年日本粉末涂料用聚酯树脂消费量不会增加，2013年仍为0.4万吨，占总消费量的2.9%,20082013年日本消费量的年平均增长率为0；2008年，其它亚洲国家粉末涂料用聚酯树脂所用PIA消费量为4.6万吨，预计2008-2013年，还将保持两位数的增长速度，年均增长率为11.7%，2013年，消

44、费量将达8.0万吨，占总消费量的57.5%。2018-2013年，世界主要地区粉末涂料用聚酯树脂的总年均增长率为7.5%。2013年主要地区粉末涂料用聚酯消费量预测见表10。表102013年世界主要地区间粉末涂料聚酯所用PIA的消费量预测国家或地区2013年/万吨2008-2013年均增长率，%美国2.44.8西欧3.12.1日本0.40其它亚洲国家8.011.7合计13.97.53222国内PIA基粉末涂料用聚酯树脂市场消费情况及预测国内粉末涂料用聚酯树脂生产比国外要晚，最初聚酯树脂的生产技术是从国外引进的，经过二十多年的发展，国内粉末涂料用聚酯树脂发展迅速。粉末涂料的基料主要为热固性树脂（

45、如环氧树脂和聚酯树脂）和热塑性树脂（如聚氯乙烯和尼龙11）。热固性粉末涂料又分为环氧-聚酯混合型、纯聚酯型、纯环氧型、丙烯酸型等。中国粉末涂料以热固型为主，热塑性粉末涂料的产量很少。近两年，随着粉末涂料需求的快速增长，国内出现了一大批粉末涂料用聚酯树脂专业生产企业，生产厂家近200家，但多数企业生产量非常少，只是按订单生产少量。2008年，国内粉末涂料用聚酯树脂的消费量为28.3万吨，消耗PIA1.6万吨，预计2013年粉末涂料用聚酯树脂消耗PIA将达到3.1万吨，2008-2013年消耗量的年均增长率为14.1%。PIA在粉末涂料中消费量见图6。图6国内粉末涂料用聚酯树脂消费量及PIA消费量

46、3.3PET瓶级聚脂PET瓶级聚酯主要原料是对苯二甲酸和乙二醇，PIA仅仅作为共聚单体加入少量，一般添加量为1-3%，就可以降低PET瓶用切片的熔点和结晶度，改善其加工性能，增加瓶的透明度，减少毒物乙醛的产生。PIA含量越多，越有利于得到透明性较好的瓶子，但同时随着PIA含量增多，瓶子稳定性能有下降的趋势，因此必须正确选择好PIA的含量。另外1.4-环己烷二甲醇可以替代PIA作为PET瓶用聚酯切片的共聚单体，但由于其价格比PIA价格贵，国内PET瓶用聚酯切片厂均未使用。PET瓶用聚酯切片具有较高的粘度、较低的乙醛含量、较好的结晶性、耐热性、耐气候性和尺寸稳定性等特性，主要应用于碳酸饮料、矿泉水

47、、茶饮料、食用油、白酒、啤酒等食品包装材料领域，近两年也逐渐应用于医药、化妆品等非食品包装材料领域。3.3.1PET瓶级聚酯的生产技术生产瓶级PET树脂分二步：一是生产常规PET树脂（有光），其特性粘度在0660.68,二是将常规PET在一定条件下进行固相增粘，达到瓶级PET树脂的粘度。生产常规PET树脂的工艺主要有DMT法和PTA法，由于PTA法比DMT法优点更多，70年代后期新建的PET装置都采用PTA法。PTA是以醋酸为溶剂在适当的压力下通过对二甲苯空气氧化法得到的。制造PET纤维需要高纯的PTA。固相增粘工艺有两种：真空固相缩聚法和惰性气体流化床连续固相缩聚法。目前世界上固相缩聚技术和

48、装置吉玛、东丽、卡尔菲斯及阿格发都有代表性的专利。此外，杜邦公司还开发了一种两釜的NG3技术：先生产粘度为0.250.29的PET，然后直接用SSP的方法把粘度提高到0.8左右口0】。可在生成PET的反应中加入13%的PIA来改性PET切片，PET切片经固相增粘，可生产PET瓶用树脂11。反应方程式如下12：PET反应：H00C-COOH+2HOCHCHOH22HOCHCHOOC-W22-COOCHCHOH+2HO222OCHCHOH+(n-l)HOCHCHOH2222H-OCHCHOOC-22HOCHCHOOC-COOCHCHOH2222固相缩聚反应：1酯交换：pet-coo-ch2-ch2

49、-oh+HO-CH2-CH2-OOC-PETfpet-coo-ch2-ch2-ooc-pet+ho-ch2-ch2-oh2酯化：pET-COOH+HO-CH2-CH2-OOC-pETpET-COO-CH2-CH2-OOC-pET+H2O成品切片中PIA含量的多少是在PET反应中控制的，固相增粘的过程中二者含量基本不变。PIA的多少对于切片的增粘非常关键，加入PIA是为了降低PET大分子排列一定的规整性，从而降低切片的结晶性能，一是可以改进注塑、吹瓶时的加工性能，降低加工温度，二是可以增加瓶胚、瓶子的透明性。但是由于PIA的加入降低了PET的软化点和熔点，使生产瓶子的耐温性变差、机械强度降低。所

50、以PIA的含量要根据市场要求适当调整，严格控制。另外，PIA含量对于固相缩聚也有一定的影响，如果PIA含量不当，比如，含量过高时候，会造成切片在预结晶和结晶器中结晶不完善，从而造成增粘过程中切片的粘结。PET生产的催化剂用于聚酯生产的催化剂种类繁多，主要有锑系、锗系、钛系、锡系等。由于锑系催化剂在缩聚过程中能大大促进缩聚反应，而对热降解反应的促进程度较小，因此目前聚酯工业普遍采用锑系催化剂，主要品种有三氧化二锑、醋酸锑以及近年来开始受到广泛关注的乙二醇锑。此外，用于酯交换反应的锰、锌、钙、钴、铅等金属的醋酸盐对缩聚反应也有一定的催化作用。与常规催化剂相比，使用高效催化剂可显著提高缩聚反应速度，

51、缩短缩聚反应时间20%以上，制备的聚酯切片质量指标达到常规催化剂制备切片的水平，切片的热稳定性、可纺性和染色性能良好，缩聚反应宏观动力学研究也表明使用高效催化剂的缩聚反应速率常数明显高于常规催化剂。全球聚酯切片生产工艺趋势分析13聚酯生产技术正朝着开发高性能、多功能、差别化以及回归自然、保护环境新产品和更大经济规模装置方向发展。首先，新建生产装置正向大型化、高速化、自动化发展。目前已建成的最大单线生产能力已达600吨/天，杜邦的NG3工艺装置可达20万吨/年；而减少生产工序，缩短工艺流程也是新建装置的设计方向。它可以减少投资成本，降低原料消耗和能耗，节约运输和输送成本。其次，提高生产装置的操作

52、柔性也是聚酯技术发展的明显趋势。目前聚酯装置的操作弹性可达设计负荷的50%120%，许多柔性生产线可以方便的转换品种，而不产生排废。再其次，为了保护环境，各聚酯生产企业在改进生产工艺、开发环保新产品的同时，都在致力于开发废旧聚酯的再生与循环利用技术。已开发的回收利用技术大致可分为两类：一类是把废聚酯经过化学过程再生还原为原料另一类是开发直接利用废聚酯加工成各种制品的技术。生物技术、纳米技术和信息技术等高新技术的不断发展又将为聚酯生产技术的进一步发展提供新的契机。用高新技术提升后的聚酯工业将继续朝着降低生产成本、提高产品附加值、满足社会需要和安全环保的方向发展。3.3.4PET瓶用聚酯的市场情况

53、PET瓶用聚酯总体市场情况及预测2007年全球瓶用聚酯的消费量为1143.1万吨，消费量最大的国家是美国，占总消费量的34.2%；其次是其它亚洲国家，消费量为342.1万吨，占总消费量的29.9；然后是西欧和中、东欧，分别占总消费量的18.2%和13.5%；日本的消费量最低，只占总消费量的4.2%。2007年世界主要地区瓶用聚酯消费量及预测见表11。表112007年世界主要地区瓶用聚酯消费量及预测14国家或地区2007年/万吨2012年/万吨2007-2012年均增长率，%美国390.4398.20.4西欧207.5258.24.5中、东欧154.1237.19.0日本49.051.40.9其

54、它亚洲国家342.1532.79.3合计1143.11477.65.3a包括PET瓶和纤维近年来，由于碳酸饮料市场的成熟、瓶装水销量降低、瓶子回收率的提高及经济萧条的原因，从2007年起，PET瓶用聚酯的消费量一直处于下降趋势。美国2008年PET瓶用聚酯所用PIA的消费量为3.8万吨，预计2013年消费量将增长至4.3万吨，2008-2013年美国消费年均增长率仅为2.5%；西欧2008年PET瓶用聚酯所用PIA的消费量4.0万吨，预计2013年将达到4.5万吨,2008-2013年西欧消费量年均增长率为2.4%；2008年，日本PET瓶用聚酯所用PIA的消费量为0.1万吨，预计未来几年日本

55、PET瓶用聚酯消费量维持不变，2013年仍为0.1万吨，年平均增长率为0；2008年其它亚洲国家PET瓶用聚酯所用PIA的消费量为12.1万吨，预计2008-2013年，其年均增长率为11.8%，2013年消费量将达21.1万吨。2018-2013年，主要地区间PET瓶级聚酯的总年均增长率为4.3%。2013年主要地区PET瓶级聚酯消费PIA的量预测见表12。表122013年世界主要地区PET瓶级聚酯消费PIA的量及预测国家或地区2013年/万吨2008-2013年均增长率，%美国4.32.5西欧4.52.4日本0.10其它亚洲国家21.111.8合计30.04.33342国内PET瓶用聚酯市

56、场情况及预测2009年中国PET瓶用聚酯切片产量为297万吨，消耗PIA5.5万吨，同比增长为19.6%，近几年中国PET瓶用聚酯切片产量及PIA消费情况见图7。图7近几年中国PET瓶用聚酯切片产量及PIA消费情况随着中国经济的快速发展，消费习惯的改变，2009年后中国又出现了PET瓶用切片扩建高峰，预计2013年中国PET瓶用聚酯切片消耗PIA将达到6.7万吨，20092013年年均消费增长率保持在5.1，这主要是因为：1）随着中国聚酯瓶片生产装置的扩建和新建，预计2014年中国聚酯瓶片产能将达到650万吨，这必将引起对PIA的需求增长。2）西欧、中、东欧等国家未来5年对聚酯瓶片等领域的年均

57、增长率分别为4.5%和9.0%，国外市场需求的增加将会带动中国PET瓶用聚酯切片出口量的继续增加；3）中国PET瓶用切片的应用领域不断扩展，聚酯瓶已逐渐成为人们首选的包装材料，已由原来只用于碳酸饮料、茶饮料、矿泉水等饮料包装瓶用发展到成为白酒、啤酒、食用油、化妆品、医药等多领域包装材料，应用领域多元化势必将带动PET瓶用切片需求的增长；4）预计未来5年，PET瓶用聚酯切片传统消耗行业饮料市场是中国食品行业中发展最快的市场之一，中国饮料年产量以超过15%的年均增长率递增，对包装材料的需求逐渐扩大。全球PIA生产总体情况及消费预测4.1全球PIA生产的总体情况近年来，世界PIA的生产稳步发展。20

58、07年，世界PIA的总生产能力为80.8万吨，2008年总产能达101.3万吨。PIA的生产商主要集中在美国、西欧和亚洲。美国仍是生产能力最大的国家，产能为26.8万吨/年，约占世界总产能的26.5%；日本的生产能力为22万吨，占世界总产能的21.7%；西欧的生产能力为20.5万吨/年，约占世界总产能的20.2%；韩国、新加坡、中国、台湾的总生产能力为32万吨/年，约占世界总产能的31.6%。美国FlintHillsRe-sources公司20万吨/年装置是目前世界上最大的单套PIA生产装置，其生产能力约占世界总产能的19.7%。世界PIA主要生产厂家情况如表13所示。表132008年世界PI

59、A的生产国家14生产国家产能/万吨份额，%工艺技术美国26.826.520万吨是Amoco高温空气氧化法6.8万吨是自有氧化技术西欧20.520.2Amoco高温空气氧化法日本2221.7Amoco高温空气氧化法韩国2019.8Amoco高温空气氧化法新加坡76.9Amoco高温空气氧化法中国54.9自有技术总计101.3100近年来，各国PIA生产商的实际产量远远没有达到各自标定的产能，一方面是受市场需求影响，另一方面则是受实际生产水平所限。其原因主要是PIA生产装置基本上是由对苯二甲酸生产装置改造转产而来或是生产PIA/对苯二甲酸的柔性装置，其生产能力主要是指对苯二甲酸而言的，PIA的生产

60、水平实际上根本达不到对苯二甲酸的生产水平。因此PIA的实际生产能力要低于101.3万吨/年。目前，世界PIA的消费主要体现在不饱和聚酯、共聚酯、粉末涂料用醇酸树脂、油墨、增塑剂和包装材料的中间产物等几个方面。2008年PIA的消费量为50.8万吨，消费主要集中在美国、西欧、日本和其它亚洲国家。其中美国的消费量为12.3万吨/年，约占总消费量的24.2%；西欧地区的消费量为13.6万吨/年，约占总消费量的26.8%；其它亚洲国家的消费量为22.9万吨/年，约占总消费量的45.1%；日本PIA的消费量为2万吨，仅占总消费量的3.9%,其产品大部分用于出口。2008年世界PIA消费情况见表14。20