中國色母粒技術的發(fā)展歷程

中國色母粒技術的發(fā)展歷程

母粒生產(chǎn)是一個連接到下游的中間環(huán)節(jié)，在塑料下游。這樣一個位于產(chǎn)業(yè)鏈中間的行業(yè),必然有其獨有的特性。比如說它的分類就是一個問題,它到底應該劃歸為塑料原料還是塑料制品就在制定標準時遇到了爭執(zhí)。從表觀看,色母粒接近于合成樹脂,但從本質(zhì)說,色母粒是以合成樹脂為載體、以少量低分子蠟為分散劑、承載一定量顏料,經(jīng)過典型的塑料加工過程得到的一個未稀釋至最終濃度、未加工成最后形狀的塑料半成品。正是這種半成品形式的存在,為塑料加工、化纖加工以致橡膠加工業(yè)提供了極大的方便。首先,由于色母粒的存在,下游加工廠變得非常清潔,沒有了粉塵污染;其次,簡化了下游企業(yè)的技術流程,運用色母料技術可以直接做成各種顏色的制品;尤其是對于化纖行業(yè),稱為原液著色的色母粒技術,可將合成纖維直接紡成彩色絲,避免了后染整工藝,對節(jié)能減排、環(huán)境保護意義非凡。色母粒技術現(xiàn)在已經(jīng)擴展為功能母粒技術,與聚合物改性料行業(yè)一起,成為了合成樹脂與制品加工之間的中間產(chǎn)業(yè)?？梢哉f,母粒技術是聚合物產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的高技術環(huán)節(jié),少量母粒加大量樹脂加工一次即成為制品,與改性料技術從樹脂到制品要經(jīng)歷兩次加工過程相比,大部分物料少經(jīng)歷了一次加工過程,不僅省去了加工成本,更有利于保持產(chǎn)品性能。1中國色母粒發(fā)展概況1.1色母粒行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀中國的色母粒技術始于20世紀70年代末,至今已走過了30多年的發(fā)展歷程。色母粒技術在中國也早已成為一個舉足輕重的產(chǎn)業(yè),并以逐步擴充到其他助劑的母粒領域。這樣一個處于產(chǎn)業(yè)鏈中央位置的行業(yè),也必然肩負著承上啟下的發(fā)展重任。在互聯(lián)網(wǎng)上,可以查到中國色母粒企業(yè)有4000多家。多年以來,色母粒專委會對國內(nèi)最有代表性的200多家色母粒企業(yè)進行跟蹤調(diào)查,從這些企業(yè)的軌跡,透視中國色母粒行業(yè)發(fā)展狀況。圖1是200多家色母粒企業(yè)歷年產(chǎn)量情況。從圖1可以看出,2005~2008年是中國色母粒行業(yè)的快速發(fā)展期。正是在這一時期,色母粒行業(yè)實現(xiàn)了產(chǎn)量翻番,年產(chǎn)量從25萬t增至50萬t;不少廠家也在這一時期拓展了企業(yè)規(guī)模。這一時期,中國色母粒行業(yè)開始出現(xiàn)了產(chǎn)量上萬t,產(chǎn)值過億的企業(yè),并逐年增多。而2007~2011年,行業(yè)處于平穩(wěn)發(fā)展期,產(chǎn)量有穩(wěn)步增長。盡管經(jīng)歷著一波未平一波又起的經(jīng)濟風暴,中國色母粒行業(yè)依然保持著增長態(tài)勢。1.22色母粒企業(yè)產(chǎn)量與地域分布2011年,國內(nèi)一些色母粒企業(yè)在做大做強上做出了突出成績。寧波色母粒有限公司是國內(nèi)最為著名的色母粒企業(yè),繼獲得了跨國公司小家電用色母粒的訂單后,企業(yè)也在跨國公司客戶的高要求下,不斷改進產(chǎn)品質(zhì)量、管理水平,使實力得到了有效的攀升。廣東美聯(lián)新材料科技有限公司在今年和未來幾年內(nèi),在將企業(yè)做大做強方面做了大投入。目前,花重資引進的一條全球最新高智能全自動色母粒生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn),另有3條同樣的生產(chǎn)線正在采購中。這些舉措表明了管理者將企業(yè)做大做強,爭做世界一流色母粒企業(yè)的決心。美聯(lián)已經(jīng)走出了第一步,先進的設備、上乘的原材料為高產(chǎn)量、高品質(zhì)創(chuàng)造了條件,關鍵是看管理能否跟上。企業(yè)做強做大靠的是硬實力和軟實力的協(xié)調(diào)發(fā)展,要想成為百年老店,世界品牌,要靠幾代人的努力。蘇州寶力塑膠近年來更是加快了發(fā)展速度,2011年,化纖色母粒產(chǎn)量達1.6萬t,產(chǎn)值3.6億元,成為國內(nèi)最大的化纖母粒生產(chǎn)廠家。近年來一直保持著將近40%的增長速度。以技術見長的蘇州寶力塑膠正是適應了我國合成纖維行業(yè)快速發(fā)展的趨勢,為自己找到了市場。山東春潮色母料有限公司則是中國北方最大的色母粒企業(yè)。2011年,236家色母粒企業(yè)的規(guī)模及地域分布如表1所示。圖2是2011年色母粒企業(yè)規(guī)模與總產(chǎn)量的關系。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:2011年,236家色母粒企業(yè)總產(chǎn)量約為65萬t。年產(chǎn)量在1000t以上的176家企業(yè),占總產(chǎn)量的95%,而80家產(chǎn)量在1000t以下的企業(yè)僅占總產(chǎn)量的5%。80家大型企業(yè)則占據(jù)了總產(chǎn)量的78%,其中17家年產(chǎn)量超過10000t的色母粒企業(yè)產(chǎn)量達到229000t,占總產(chǎn)量的35%;63家年產(chǎn)量在3000~8000t的企業(yè)的產(chǎn)量達到277300t,更是達到總產(chǎn)量的43%。小微型的色母粒企業(yè)在我國數(shù)量較多,難以統(tǒng)計,一條生產(chǎn)線的家庭作坊也不在少數(shù),這些企業(yè)無所謂產(chǎn)量與質(zhì)量,只是滿足幾個特定的客戶,但這些企業(yè)的數(shù)量不少,維系著低端塑料制品加工的需求。圖3所示為2011年全國色母粒企業(yè)地域分布圖。從圖3可以看出,中國色母粒企業(yè)分布主要集中在廣東、江蘇、浙江、上海、山東等地,廠家數(shù)達到了總數(shù)的71%,僅廣東地區(qū)就超過1/4,可見目前色母粒生產(chǎn)企業(yè)的區(qū)域分布還是比較集中的,南方地區(qū)的企業(yè)數(shù)量明顯占有優(yōu)勢。北方省市中,山東,河北地區(qū)企業(yè)比較密集,分別占到總廠家數(shù)的10%和8%。而其他省市的廠家數(shù)相對較少。圖4所示為2011年全國色母粒的產(chǎn)量地域分布圖。從圖4可以明顯看出,全國色母粒的產(chǎn)量也是大部分集中在廣東、江蘇、浙江、上海、山東一帶,在所統(tǒng)計的色母粒企業(yè)中,僅廣東省產(chǎn)量便占到總產(chǎn)量的38%,而江蘇省也達到了總產(chǎn)量的19%,因此,在產(chǎn)量方面東南地區(qū)也占有絕對主導地位。在企業(yè)規(guī)模方面廣東、江蘇主要以超過3000~8000t/a的企業(yè)為主,在統(tǒng)計的17家大于10000t/a的企業(yè)中,廣東省占據(jù)9家,而江蘇省占據(jù)4家,63家3000~8000t的企業(yè)中廣東省有26家,江蘇也達到了11家之多。上海,浙江和山東地區(qū)則主要是以3000~8000t的企業(yè)居多,其他地域則主要是小于3000t和小于1000t規(guī)模的企業(yè)為主。圖5是2011年色母粒產(chǎn)量種類分布圖。白色母粒占總產(chǎn)量的18%,產(chǎn)量為11.8萬t;黑色母粒占40%,產(chǎn)量為26.0萬t;彩色母粒占28%,產(chǎn)量為18.3萬t,其他色母粒占21%,產(chǎn)量為9.4萬t。在中國建廠的外資企業(yè)以普立萬和科萊恩2家公司最為著名,這兩家公司始終占據(jù)著高檔聚合物制品著色的市場份額,國內(nèi)企業(yè)較難滲透。香港毅興行的產(chǎn)品也有一席之地?？ú┨毓緩妱輷尀┲袊谀噶Ｊ袌?在天津建立了世界上規(guī)模最大的黑色母粒加工廠,目前生產(chǎn)能力達到4.5萬t/a。在早期的發(fā)展中,外資企業(yè)為中國色母粒行業(yè)樹立了榜樣,他們的高品質(zhì)及質(zhì)量均一性至今仍是國內(nèi)色母粒廠家的楷模;但是,情況已經(jīng)悄然發(fā)生了變化,出現(xiàn)了一些能夠生產(chǎn)高品質(zhì)色母粒的中國企業(yè),如浙江七色鹿色母粒有限公司,江門市金仕達復合材料有限公司就是國內(nèi)生產(chǎn)高品質(zhì)色母粒產(chǎn)品的代表。2011年,全國塑料制品的產(chǎn)量達5474.3萬t,同比增長22.35%。其中,我國塑料薄膜的產(chǎn)量為843.6萬t,塑料管材產(chǎn)量大約1000萬t,日用塑料制品的產(chǎn)量為458萬t,車用塑料制品約為220萬t。這些應用為色母粒行業(yè)提供了廣闊的市場。2011年,中國化學纖維總產(chǎn)量為3362.36萬t,其中,合成纖維3096.36萬t。合成纖維主要包括錦綸、滌綸、腈綸、維綸、氨綸、丙綸。其中錦綸和滌綸是產(chǎn)量最大的2個品種。產(chǎn)量構(gòu)成情況如圖6所示。從圖6可見,與色母粒關系最為緊密的滌綸,占合成纖維產(chǎn)量的91%。據(jù)悉,目前使用紡前著色的滌綸只占了滌綸總產(chǎn)量的5%左右,這意味著2800萬t的滌綸中只有140萬t使用了色母粒著色技術。因此,滌綸色母粒在我國還有巨大的發(fā)展空間。隨著我國環(huán)保標準的逐步提高,國家政策必將向色母粒著色技術傾斜,可以預計滌綸將成為色母粒巨大的需求市場。2顏色母粒的行業(yè)標準和相關問題2.1色母粒國家標準制定工作的回顧行業(yè)標準的建立是引領行業(yè)進步、規(guī)范行業(yè)行為、保護行業(yè)利益的有效手段。從1994年至2011年,我國只有4個色母粒行業(yè)標準正式頒布實施。如表2所示。1992年《聚乙烯著色母料》標準實施后,直至2008年,才又實施了《聚丙烯纖維用色母料》標準、《丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)色母料》標準,時間間隔了16年之久,足以表明:當時的中國色母粒行業(yè)還處于懵懂期。2008年,兩個新的標準頒布實施后,色母粒行業(yè)開始認識到了制定標準的重要性,一些知名企業(yè)開始了色母粒標準的制定工作。但是,由于色母粒是介乎于原料與制品之間的半成品,它的歸屬與分類問題又引起了塑料與塑料制品兩大行業(yè)的爭端,經(jīng)過了長達3年的磨合,2012年這一分類與歸屬問題終于得到妥善決解,以下4個標準被工信部列入了2012年行業(yè)標準制定計劃,見表3。這4個標準的立項成功,標志著色母粒行業(yè)標準制定工作經(jīng)過了3年的原地踏步后,終于開始前行。2012年6月12~14日,由全國塑料標準化技術委員會及全國塑料制品標準化技術委員會聯(lián)合組織了《高抗沖聚苯乙烯色母料》及《聚丙烯色母料》標準研討會,這一會議由寧波色母粒有限公司承辦,兩大標委會負責人、色母粒及改性塑料行業(yè)專家、用戶代表就標準開展了廣泛而認真的討論。為了更好地引領行業(yè)進步,也為了配合色母粒標準的評審,色母粒專家委員會也于2012年5月25日正式宣布成立,首批11位專家,大都來自國內(nèi)著名色母粒企業(yè)。目前4個標準的制定工作正在有序的進行之中。這4個標準的立項也為今后色母粒標準的立項打通了道路。在塑料標委會及塑料制品標委會的聯(lián)合引導下,色母粒標準工作必將走向正軌。2.2色母粒行業(yè)歸屬的認定如何劃分行業(yè)歸屬是一些色母粒企業(yè)近年來遇到的關乎生存的大問題,其中無錫優(yōu)諦幻彩色母有限公司遇到的問題最具代表性。無錫優(yōu)諦幻彩色母有限公司在搬遷過程中遇到了行業(yè)歸屬問題,如果按化工企業(yè)劃分,必須進入工業(yè)園區(qū),但是進入工業(yè)園區(qū)產(chǎn)值必須達3億以上,目前中國可能只有一兩家色母企業(yè)能達到這個要求;如果按塑料加工企業(yè)劃分,又要經(jīng)過專家的認證。這意味著,一個經(jīng)營了幾十年的色母粒企業(yè),面臨著關門的威脅。經(jīng)過多方努力,江蘇省化工行業(yè)專項整治工作領導小組辦公室組織專家對色母粒行業(yè)的歸屬問題做出了定義,并以紅頭文件形式下發(fā)了《關于色母粒產(chǎn)品隸屬行業(yè)的函》。文件中三點重要內(nèi)容如下:1)色母粒產(chǎn)品是非化工產(chǎn)品,屬輕工產(chǎn)品行業(yè)管理,其生產(chǎn)工藝過程為物理過程,不涉及化學變化范圍。2)該產(chǎn)品及工藝過程為塑料制品行業(yè)管理。按《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》(GT/T4754-2002)中,屬制造業(yè)(C)塑料制料制品業(yè)(30)。3)該產(chǎn)品行業(yè)歸類為塑料制品加工行業(yè),不歸屬于化學工業(yè)行業(yè)。也不列入江蘇省化工行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)專項整治范疇。正是江蘇省化工行業(yè)專項整治工作領導小組辦公室這種實事求是的工作態(tài)度,保證了一個瀕臨停產(chǎn)的色母粒企業(yè)的生存。這一事件也必將對今后色母粒企業(yè)的生存產(chǎn)生積極影響。2.3以塑料功能色母粒的商品編碼適用的稅則號應增為32系列色母粒屬于特殊的塑料制品,在出口退稅問題上,企業(yè)遭受了很多困擾。由于中國色母粒的總產(chǎn)量只有幾十萬t。出口量僅為其1/10~1/5,因此,色母粒出口沒有單列的稅號,現(xiàn)仍然歸在32系列顏料制品中。顏料屬于高耗能、高污染行業(yè),早從2006年,這一系列產(chǎn)品的出口退稅降為0,以后很有可能會成為征稅產(chǎn)品。色母粒沿用這一稅號,是不合理的。色母粒是以聚合物作為載體樹脂、填加分散劑和適當?shù)念伭?通過物理摻混、熔融混合、造粒后制成的一種塑料半成品。色母粒的加工方法屬于塑料加工范疇,色母粒的組分與形狀都與塑料混配料相似,在出口時,海關編碼應該使用39系列更為合理。對此問題,色母粒專委會已于2007年8月通過其上級主管部門中國染料工業(yè)協(xié)會向有關部門提出了申請新的海關編碼的申請。在2008年及2009年又通過當時的中國石油和化學工業(yè)協(xié)會向主管部門財政部及海關總署提出了申訴。同時,為多個出口企業(yè)開具了證明,使得色母粒企業(yè)在出口時減少了一些損失。然而,直至2012年,色母粒依然沒有單列稅號,依然歸類于32系列中。2012年,寧波色母粒有限公司在市政府的支持下,又為色母粒海關編碼及出口退稅問題做出了積極努力,向商務部提出了塑料功能色母粒的增列稅目建議。建議通過組成及加工工藝等方面論述了“色母?！逼鋵嵕褪恰爸男运芰狭Ｗ印钡氖聦?只是商品名稱不同。因此提出了以塑料功能色母粒商品名稱申報出口時,商品編碼應歸類于該商品載體塑料樹脂的商品編碼,稅則號應增列為39系列,享受塑料樹脂商品編碼對應的出口退稅。如PP色母粒(聚丙烯色母粒)出口時,對應的商品編碼應為3902100090,其他初級狀態(tài)的聚丙烯塑料樹脂,享受出口退稅率為13%。以其他樹脂為載體的色母粒也應遵循這一原則。3行業(yè)發(fā)展概況3.1環(huán)境問題的解決為了適應中國塑料、化纖行業(yè)的發(fā)展,中國的顏料行業(yè)做出了積極的努力。其中最有影響力的事件是,在北京化工大學暨色母粒專委會多年的倡導下,在中國染料工業(yè)協(xié)會的組織協(xié)調(diào)下,有多家顏料企業(yè)和色母粒企業(yè)參與的13項塑料用顏料檢測標準于2012年開始申報立項,見表4。2012年3月,中國染料工業(yè)協(xié)會,常州涂料化工研究院在北京組織召開了這13個標準的項目立項研討會。這13項顏料檢測標準的立項是行業(yè)組織、主管部門、顏料企業(yè)、色母粒企業(yè)協(xié)同努力的結(jié)果,這一工作的起步表明了中國顏料行業(yè)提高品質(zhì),趕超先進的決心。近年來中國的顏料行業(yè)也確實有了長足的進步,許多顏料企業(yè)配備了高端檢測設備,上述13項標準都是參照國際最新標準制定,有了高端硬件及先進的軟件,為顏料品質(zhì)的提高提供了保障。有機顏料行業(yè)涌現(xiàn)了一批可生產(chǎn)高品質(zhì)顏料的企業(yè):如河北美麗達、江蘇雙樂、上海捷虹、杭州百合花、南通海迪、鞍山惠豐、山東宇虹、無錫新光等;無機顏料行業(yè)除了繼續(xù)提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的品質(zhì)外,也開發(fā)了高品質(zhì)無機環(huán)保型混相顏料,如湖南巨發(fā)、南京培蒙特等;龍蟒、東佳、鎮(zhèn)鈦、攀鋼等知名鈦白粉企業(yè)更是為色母粒行業(yè)專門研發(fā)了牌號;炭黑則有中橡集團、曲靖眾一影響力較大。巴斯夫、科萊恩、朗盛、杜邦鈦白、卡博特等跨國公司仍是高品質(zhì)顏料的象征,要達到他們的水平,中國的顏料行業(yè)還要繼續(xù)努力,但我國顏料行業(yè)所取得的進步也已經(jīng)讓跨國公司不可小覷。在中國這個大市場上,中外企業(yè)的博弈,促進了顏料行業(yè)的進步,使得色母粒企業(yè)有了更多的選擇。3.2色母粒用聚乙烯蠟的行業(yè)標準色母粒常用分散劑聚乙烯蠟主要有聚合型、裂解型和副產(chǎn)物型3種。中國至今沒有聚合蠟的生產(chǎn)。裂解蠟是國產(chǎn)蠟的主要品種,過去多采用反應釜裂解。最近兩年,采用螺桿裂解加噴霧干燥的工藝成為主流,出現(xiàn)了一些年產(chǎn)幾萬噸的生產(chǎn)廠家。但是,國產(chǎn)聚乙烯蠟的市場依然魚龍混雜,在原材料價格較高的情況下,摻假現(xiàn)象十分嚴重。為此,規(guī)范行業(yè)、制定色母粒用聚乙烯蠟行業(yè)標準也將重新提到日程上來。原北京化工大學精細化工廠曾起草了《色母粒用低分子聚乙烯蠟》行業(yè)標準,并列入了國家發(fā)改委2005年行業(yè)標準項目補充計劃(輕工行業(yè)),但當時中國的聚乙烯蠟產(chǎn)業(yè)還處于相對落后的初級階段,因此,這一標準的制定一直擱置至今。目前,中國的聚乙烯蠟產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展期,制定標準,引領行業(yè)進步已成了當務之急。3.3分散劑用量的影響色母粒廠一般會選擇被著色塑料作為載體樹脂,這種方法可以保證色母粒與被著色樹脂的相容性,有利于顏料更好分散。對于聚烯烴色母粒,許多色母粒廠家選用高熔體指數(shù)的LLDPE或LDPE作為載體樹脂,將其與被著色樹脂共混調(diào)節(jié)體系的黏度,起到浸潤顏料、分散顏料的作用,這樣做的結(jié)果,可以最大限度地減少分散劑用量,甚至可以不使用分散劑就達到良好的分散效果,同時可以保證被著色制品的使用性能不下降。高流動性載體樹脂的熔體指數(shù)分布范圍很寬,有多個牌號可供選擇,熔體指數(shù)范圍為5~200mg/10min,這就為調(diào)節(jié)色母粒的加工流動性能提供了充分的可行性,進而可以為顏料的浸潤與分散提供保證。目前中國市場上最流行的聚烯烴色母粒載體樹脂是粉狀高熔指LLDPE,其中尤以?？松梨诩吧程鼗A公司的產(chǎn)品最受青睞,國內(nèi)天津石化也有少量生產(chǎn),但由于產(chǎn)量不固定及價格原因,色母企業(yè)少有問津。3.4在色母粒中的應用許多企業(yè)使用碳酸鈣作為色母粒填充劑以降低成本。當對產(chǎn)品質(zhì)量要求較高時,碳酸鈣的加入要謹慎。因為碳酸鈣易老化,而且遇酸會發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。這些都會對制品的應用有一定的影響。超細硫酸鋇可以改進塑料和化纖制品的性能,在薄膜、化纖母粒中多有應用。北京化工大學的研究表明:在聚烯烴和ABS色母粒中,5%~10%碳酸鈣、硫酸鋇的合理使用,不僅可以大大降低色母粒的成本,更重要的是,可以提高體系中顏料的分散性,不降低甚至提高顏料的色彩性能。原因是無機填料與顏料之間由于結(jié)構(gòu)差別、硬度不同,兩者都不宜團聚,從而起到相互隔離、相互研磨的作用,提高了顏料的分散性。但是,必須指出的是,許多原材料廠家為了降低成本,已經(jīng)在其產(chǎn)品中添加了不少填料,形成了填料無處不在的奇怪現(xiàn)象,美其名曰低碳環(huán)保,顏料中有填料、分散劑中有填料、樹脂中有填料、穩(wěn)定劑中也有填料。色母粒廠家必須注意這一情況,把好原材料采購的質(zhì)量關。3.5色母粒生產(chǎn)線的多樣性目前,國內(nèi)色母?；径疾扇×烁煞üに嚒．斎?也有一些廠家在制備高檔色母粒時,自己制備預分散顏料,然后再用干法工藝造粒。色母粒生產(chǎn)線隨著制品的要求呈現(xiàn)了多樣化的選擇方案。高攪+單螺桿、高攪+雙螺桿是最通用的生產(chǎn)線。為了提高顏料的分散性,一些母粒生產(chǎn)廠家采用將載體樹脂磨成粉料的方案。密煉機+單螺桿、密煉機+雙螺桿也是現(xiàn)在高品質(zhì)色母粒采用較多的工藝技術。隨著從業(yè)人員的年輕化與知識化,色母粒測色、配色技術也更加普及,許多色母粒企業(yè)更多地引入了高性能分光光度計來輔助完成配色。4衛(wèi)生安全標準色母粒屬于半成品,它的檢測通常是通過被著色制品的性能指標完成的。使用色母粒著色的制品必須符合各種法律法規(guī)及衛(wèi)生安全標準,如歐盟的RoHS、EN71、REACH、PAHS等指令,如德國LFGB、法國食品FPL,歐盟AP(89)1、美國FDA、日本食品JHPA、中國GB9685-2008等。色母粒企業(yè)作為合成樹脂與最終制品之間的