玻纖成膜劑對我國玻纖行業(yè)的影響.doc

玻纖成膜劑對我國玻纖行業(yè)的影響王國軍（北京東方亞科力化工科技有限公司，北京 101149）摘 要：本文介紹了中國玻纖行業(yè)發(fā)展概況及影響行業(yè)發(fā)展的兩個(gè)技術(shù)瓶頸：成膜劑合成技術(shù)與浸潤劑復(fù)配技術(shù)，簡介了成膜劑種類及其特點(diǎn)和用途。關(guān)鍵詞：玻璃纖維；技術(shù)瓶頸；成膜劑；浸潤劑1 前言隨著中國市場經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，玻璃纖維成為建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環(huán)境保護(hù)、國防等行業(yè)必不可少的原材料，由于在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，玻璃纖維日益受到人們的重視。在全球產(chǎn)能向中國轉(zhuǎn)移的大背景下，受國際需求持續(xù)旺盛、國內(nèi)需求增速加快的影響，我國玻纖行業(yè)在近幾年呈現(xiàn)高增長態(tài)勢，由此帶動(dòng)玻纖相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如成膜劑合成技術(shù)、浸潤劑復(fù)配技術(shù)、玻纖深加工機(jī)械制造、玻璃鋼成型加工等。2中國玻纖行業(yè)發(fā)展概況我國玻璃纖維工業(yè)始創(chuàng)于1958年，由于生產(chǎn)技術(shù)落后，初期年產(chǎn)量僅125噸。經(jīng)過多年發(fā)展，80年代總產(chǎn)量達(dá)到3萬噸，90年代總產(chǎn)量達(dá)到18萬噸，進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著國內(nèi)外市場對玻纖需求的增加，中國玻纖行業(yè)發(fā)展迅速，連年創(chuàng)新高。2001年我國玻纖總產(chǎn)量僅有21.5萬噸，2007年玻纖總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到160萬噸，經(jīng)過多年的風(fēng)雨歷程，中國已躍居世界玻纖生產(chǎn)第一大國。中國玻纖行業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張，得益于全球?qū)Σ＠w需求的日益增長，而中國玻纖產(chǎn)量的增長是帶動(dòng)全球玻纖產(chǎn)量增長的重要?jiǎng)恿?，預(yù)計(jì)2008年中國玻纖總產(chǎn)量將達(dá)到200萬噸，這一高速增長勢頭有望持續(xù)到2010年。中國近七年玻纖產(chǎn)量及進(jìn)出口變化趨勢見圖1。 圖1. 中國近七年玻纖產(chǎn)量及進(jìn)出口變化趨勢2007年，我國玻纖制品出口量達(dá)到108.48萬噸，占全年玻纖總產(chǎn)量的67.8，雖然近幾年我國玻纖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檔玻纖產(chǎn)品，而電子紗、紡織紗、電子布等高檔玻纖產(chǎn)品大部分仍依賴進(jìn)口，表明我國玻纖產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不完善，高檔產(chǎn)品需求空間大。我國的玻纖行業(yè)正處于制造工藝改革和制品深加工結(jié)構(gòu)調(diào)整的轉(zhuǎn)型期，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也正在從粗放型結(jié)構(gòu)向集約型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移，這個(gè)轉(zhuǎn)型和轉(zhuǎn)移還將長時(shí)間存在。未來我國玻纖行業(yè)將受國內(nèi)外兩大市場需求的拉動(dòng)，繼續(xù)保持較快增長。在國外，除了傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域需求繼續(xù)上升之外，風(fēng)力發(fā)電、油氣管道、民用航空等對玻纖增強(qiáng)材料的需求增長最快。3玻纖品種、規(guī)格及分類 目前國外玻纖品種已發(fā)展到2萬多個(gè)，規(guī)格達(dá)5萬個(gè)以上，平均每年增長1000多個(gè)規(guī)格，而我國玻纖品種只有6000多個(gè)，規(guī)格不足2萬個(gè)，與國際發(fā)達(dá)國家還存在較大差距，玻纖品種和質(zhì)量有待提升，玻纖的應(yīng)用領(lǐng)域還需加快拓展，玻纖相關(guān)技術(shù)水平有待提高。 國際上普遍將玻纖產(chǎn)品分為四大類：1. 增強(qiáng)熱固性塑料用玻纖（FRP），2. 增強(qiáng)熱塑性塑料用玻纖（FRTP），3. 電子級絕緣、紡織用玻纖，4. 建筑防水、保溫用玻纖。其中玻纖增強(qiáng)材料占7075，電子級、建筑用玻纖紡織材料占2530。4玻纖成膜劑、浸潤劑簡介玻纖新品種的開發(fā)，其關(guān)鍵在于浸潤劑技術(shù)，浸潤劑中最重要的組分是成膜劑。成膜劑除了對玻纖起保護(hù)作用外，它對玻纖的硬挺度、集束性、切割性、分散性、浸透性等起著關(guān)鍵作用，同時(shí)也對玻纖的加工性能和玻璃鋼制品性能起著決定性影響。在浸潤劑配方中，成膜劑用量一般不超過10（分為主成膜劑和輔成膜劑，其種類選擇依據(jù)玻纖性能要求而定），潤滑劑、抗靜電劑、偶聯(lián)劑等助劑總用量不超過5，其余為去離子水，用量超過85，一般情況下，1噸浸潤劑可以生產(chǎn)5噸左右玻纖紗。5玻纖行業(yè)技術(shù)瓶頸分析中國玻纖行業(yè)的發(fā)展受限于兩個(gè)技術(shù)瓶頸：1.成膜劑的合成技術(shù)，2.浸潤劑的復(fù)配技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)在我國專業(yè)化、系列化程度均不高，且兩項(xiàng)技術(shù)相互交叉，息息相關(guān)，造成國內(nèi)成膜劑合成及配方技術(shù)僅處于國際中低檔水平，在我國表現(xiàn)為高端成膜劑依賴進(jìn)口，尚未形成成膜劑、浸潤劑原材料的自主創(chuàng)新或?qū)？厍溃叨瞬＠w產(chǎn)品的市場占有率很低。世界知名成膜劑、浸潤劑助劑生產(chǎn)企業(yè)、跨國公司均看好中國玻纖這一廣闊市場的良好發(fā)展態(tài)勢，準(zhǔn)備或已在中國建廠，例如國民淀粉在廣東建廠，賽拉尼斯在南京建廠，帝斯曼在上海建廠等，這些跨國公司根據(jù)區(qū)域需求，就近生產(chǎn)，以占領(lǐng)較大的市場份額，這必將對國內(nèi)成膜劑制造企業(yè)、浸潤劑原材料生產(chǎn)廠家造成巨大沖擊，以此來不斷削弱我國的成膜劑、浸潤劑助劑自主研發(fā)與生產(chǎn)能力。而我國的成膜劑研究還處于成長發(fā)展階段，能作為玻纖浸潤劑的專用成膜劑種類少、品種單一、綜合性能不高，專業(yè)從事成膜劑合成技術(shù)研發(fā)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)更是寥寥無幾。成膜劑合成技術(shù)不僅涉及高分子材料合成相關(guān)技術(shù)（乳液聚合），還涉及無機(jī)非金屬材料（玻璃）界面結(jié)合，以及無機(jī)材料與有機(jī)材料復(fù)合的相容性問題。該技術(shù)的研究是在高分子材料學(xué)科和無機(jī)非金屬材料學(xué)科的交集中，而國內(nèi)大多數(shù)高校、研究機(jī)構(gòu)、專家學(xué)者一直忽視這一交叉學(xué)科中的諸多研究課題，中國玻纖行業(yè)的飛速發(fā)展勢必引起人們高度重視成膜劑合成技術(shù)的研發(fā)和推廣。從浸潤劑復(fù)配技術(shù)方面來看，國內(nèi)各大玻纖企業(yè)，尤其是大型池窯生產(chǎn)線，已經(jīng)積累了多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已具備較為完善的開發(fā)、研制浸潤劑配方，調(diào)試浸潤劑配方的能力，能夠較好地滿足玻纖生產(chǎn)專業(yè)化、規(guī)?；男枰?。而相當(dāng)數(shù)量的中小型玻纖企業(yè)還不具備研發(fā)、調(diào)試浸潤劑配方的能力，少數(shù)有浸潤劑助劑研發(fā)生產(chǎn)能力的企業(yè)有待于進(jìn)一步完善，研發(fā)生產(chǎn)的力度和深度還有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。 6玻纖成膜劑種類及用途61 聚醋酸乙烯酯（PVAc）乳液：是玻纖浸潤劑中使用最廣泛的成膜劑之一，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，粘結(jié)性能好，容易賦予原絲良好的硬挺性和切割性。分為速溶型和交聯(lián)型，速溶型主要用于生產(chǎn)噴射紗、短切氈用紗等，交聯(lián)型主要用于生產(chǎn)SMC、BMC用紗。62環(huán)氧乳液和水溶性環(huán)氧：該乳液主要特點(diǎn)是浸透速度快、與基體樹脂結(jié)合力強(qiáng)，用量少，尤其可以大幅度提高玻璃鋼制品的力學(xué)性能和耐老化性能。主要用于生產(chǎn)纏繞紗、電子級紗、土工格柵、高檔網(wǎng)格布等。63 乙烯基樹脂乳液：該乳液既有環(huán)氧樹脂優(yōu)良的粘結(jié)性能，又具有雙鍵結(jié)構(gòu)，其玻璃鋼制品綜合性能好、顏色淺、透明度高，主要用于生產(chǎn)透明玻璃鋼板材及透明部件，尤其是以PMMA為主體的透明復(fù)合材料應(yīng)用更為廣泛。 64 聚酯乳液：該乳液在合成時(shí)應(yīng)用多種原材料，二元酸有間苯型、對苯型，多元醇有三、四官能團(tuán)，合成工藝復(fù)雜，采用二步及三步合成法，可以根據(jù)成膜劑的軟、硬、韌性、浸透速度、耐堿性、Tg等性能要求進(jìn)行分子設(shè)計(jì)?？傊铣晒に嚫呌诰?xì)化，更符合分子設(shè)計(jì)原則。該乳液主要用于生產(chǎn)噴射紗、硬質(zhì)SMC紗、BMC紗、短切氈等。65 聚氨酯（PU）乳液：該乳液性能優(yōu)異，國內(nèi)目前還無法大量生產(chǎn)高質(zhì)量的聚氨酯乳液，基本上依靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴。除了少量用于硬質(zhì)SMC、BMC紗、硬質(zhì)噴射紗外，主要用于增強(qiáng)熱塑性塑料用紗，對玻纖保護(hù)作用好、膜堅(jiān)韌、有彈性，與熱塑性塑料親和性好。66 聚丙烯酸酯（PA）乳液：為新型迅速崛起的一種玻纖成膜劑，國內(nèi)目前使用較少，主要用于增強(qiáng)熱塑性塑料用紗，取代聚氨酯乳液，可大幅度降低成本，在粒度、流動(dòng)性、密著度上優(yōu)于聚氨酯乳液。 67 淀粉類成膜劑：分為常規(guī)型和改性型，主要用于生產(chǎn)電子工業(yè)的玻纖細(xì)紗。以上七種成膜劑都可以通過乳液聚合制得，這些乳液以水為分散介質(zhì)，含有大量能與玻璃和不飽和樹脂反應(yīng)