2010-2012年聚碳酸酯行業(yè)深度研究及行業(yè)競爭力分析報(bào)告

-2012年聚碳酸酯行業(yè)深度研究及行業(yè)競爭力分析報(bào)告第一部分行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀第一章PC行業(yè)發(fā)展概述第一節(jié)PC的概念一、PC的定義聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱PC)是一種無色透明熱塑性聚合體，它不僅具有很高的抗沖擊強(qiáng)度、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐蠕變性和耐寒性以及良好的電絕緣性、阻燃性，而且可抗紫外線、耐老化。目前使用的工程塑料中，PC的透明性能是最好的，可見光透過率高達(dá)90%以上。此外，PC密度低，容易加工成型，是一種性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛的工程塑料。化學(xué)名：2,2＇-雙（4-羥基苯基）丙烷聚碳酸酯CAS編號(hào)：25037-45-0圖表SEQ圖表\*ARABIC1：聚碳酸酯單體的結(jié)構(gòu)式二、PC的特點(diǎn)聚碳酸酯耐酸，耐油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐強(qiáng)堿。密度：1.20－1.22g/cm線膨脹率：3.8×10cm/cm°C熱變形溫度：130°C聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊，阻燃BI級(jí)，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐沖擊性能好，折射率高，加工性能好，需要添加阻劑才能符合UL94V-0級(jí)。但是聚甲基丙烯酸甲酯相對聚碳酸酯價(jià)格較低，并可通過本體聚合的方法生產(chǎn)大型的器件。隨著聚碳酸酯生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之間的價(jià)格差異在日益縮小。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進(jìn)行特殊處理。圖表SEQ圖表\*ARABIC2：聚碳酸酯的工藝特點(diǎn)特點(diǎn)注意問題熔融黏度對剪切速率的敏感性小，而對溫度的敏感性大，近似于牛頓流體行為要增加熔體的流動(dòng)性，不是通過增大注射壓力而應(yīng)通過提高注射溫度的辦法來達(dá)到無明顯熔點(diǎn)，熔體黏度較高要求模具的流道、澆口短而粗，以減少流體的壓力損失，同時(shí)需要較高的注射壓力高溫下樹脂易水解樹脂在成型加工之前需進(jìn)行充分的干燥處理，使其含水量控制在0.02%以內(nèi)。此外，在加工過程中對樹脂還應(yīng)采取保溫措施，以防重新吸濕制品易開裂不僅需要合理的制品設(shè)計(jì)，還應(yīng)正確掌握成型工藝。如提高模具溫度、對制品進(jìn)行后處理等都可以減少或消除內(nèi)應(yīng)力聚碳酸酯的綜合優(yōu)良性能是一般塑料所無法比擬的。這種塑料特別適用于制造尺寸較精密準(zhǔn)確、形狀復(fù)雜、能承受輕負(fù)荷或較少?zèng)_擊負(fù)荷的小型制件。由于增加溫度使粘度將十分容易減少，成型原本并不困難，但是要向完整無損的保持這么一些好的特性卻不容易。關(guān)鍵是要對工藝特性有充分的了解和掌握，特別注重嚴(yán)格控制原料干燥、注射溫度、模具溫度等三大條件。1、原料干燥。聚碳酸酯最突出的是高溫下對微量水分的敏感性，加上熔融溫度高，熔融粘度大，常因處理不當(dāng)而出現(xiàn)開裂和其他質(zhì)量事故，所以住塑前必須嚴(yán)格、徹底進(jìn)行干燥。經(jīng)干燥后所料水分含量應(yīng)不大于0.02%,微量水分的存在可以使聚碳酸酯發(fā)生破壞性的降解，粘度下降，放出二氧化碳等氣體，塑料變色，性能變壞。注成的光盤帶銀絲、氣泡、強(qiáng)度下降、破裂。水分含量越高，破壞性降解越厲害。(1)、若干燥程度很差，塑料中水分多，熔融粘度急劇下降，熔體迅速淌出，炮筒噴嘴在劈啪響聲中不斷噴出泡沫狀云球、白煙或氣體。用這樣的料成型的制件顏色很深，表面有大量銀紋色線，內(nèi)部帶氣泡，性能極脆，由于內(nèi)應(yīng)力大，很多制件脫摸時(shí)馬上就開裂了。(2）、若干燥程度一般，噴嘴中緩慢注出的細(xì)條渾濁不清，表面不光亮，內(nèi)部夾有少量小氣泡。制成的制件在澆口附近或其它部位表面粗糙失光，抗沖擊強(qiáng)度較低。2、注射溫度。聚碳酸酯的熱加工特性有兩個(gè)方便之處：有較高的熱穩(wěn)定性和很寬的成型溫度范圍；由溫度變化引起粘度變化較大，由剪切速率變化引起粘度變化較小。即聚碳酸酯熔融流動(dòng)性大受溫度變化的影響，而壓力的影響作用不大。所以歷來都是把注塑溫度的調(diào)節(jié)作為順利進(jìn)行成型和控制制件質(zhì)量的必要而有效的手段。但要注意，若溫度過低，因粘度大，供料不足，制件表面收縮或起皺紋，無光澤，銀絲紊亂；溫度過高或高于320℃3、模具溫度。聚碳酸酯粘度高，流動(dòng)性差，對剪切作用不很敏感，冷卻速度又快，很容易使制件表面產(chǎn)生缺陷，內(nèi)部形成應(yīng)力。若模溫過低，制件可能難充滿或帶有收縮率大、波紋、毛斑、暗條、空洞等表觀缺陷，并出現(xiàn)制件殘余了增加。若模溫過高，制件冷卻慢，成型周期長，表面光澤差，又會(huì)造成粘模，使頂出和脫模困難，制件橋區(qū)、翹曲變形。4、注塑壓力。注塑壓力對制件性能影響主要表現(xiàn)在保壓時(shí)間上，保壓時(shí)間短，制件收縮或出現(xiàn)收縮空洞、真空泡；加長保壓時(shí)間，尤其對大面積厚壁制件，可增加其密度，消除真空洞，尺寸也穩(wěn)定；保壓時(shí)間過長，由于是強(qiáng)行充模，又會(huì)使制件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，容易開裂。5、制件內(nèi)應(yīng)力檢查。比較普遍的方法有兩種：偏振光檢驗(yàn)法及溶劑浸漬法。偏振光檢驗(yàn)法適用于各種透明塑料制件的檢驗(yàn)，利用制件的透明性，把制件置于偏振光鏡片之間，從鏡上觀察制作表面彩色帶面積的大小來確定內(nèi)應(yīng)力發(fā)生的范圍的大小，光帶面積越大，內(nèi)應(yīng)力范圍越大。三、PC的應(yīng)用PC的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機(jī)械零件、光盤、包裝、計(jì)算機(jī)等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護(hù)窗，用于飛機(jī)艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。PC板可做各種標(biāo)牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標(biāo)牌、點(diǎn)式滑動(dòng)指示器，PC樹脂用于汽車照相系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強(qiáng)筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護(hù)套、阻流板、PC被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機(jī)、配電盤元件，繼電器外殼，PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達(dá)、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機(jī)、烤面包機(jī)、動(dòng)力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導(dǎo)規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。PC是光盤儲(chǔ)存介質(zhì)理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做計(jì)算機(jī)架，外殼及輔機(jī)，打印機(jī)零件。改性PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標(biāo)本器具，血液充氧器，外科手術(shù)器械，腎透析器等，PC可做頭盔和安全帽，防護(hù)面罩，墨鏡和運(yùn)動(dòng)護(hù)眼罩。PC薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。第二節(jié)PC行業(yè)發(fā)展成熟度一、行業(yè)發(fā)展周期分析聚碳酸酯的特點(diǎn)是性能優(yōu)異、技術(shù)壁壘高、產(chǎn)品附加值高、行業(yè)景氣周期長，產(chǎn)品都會(huì)經(jīng)歷毛利率波和進(jìn)口替代率不斷上升的過程。目前，中國聚碳酸酯的研究水平與國外發(fā)達(dá)國家相比仍然存在差距，導(dǎo)致產(chǎn)能存在一定的缺口。一般來說，技術(shù)難度越大產(chǎn)能缺口越大，對國外的依存度就越大。由于技術(shù)的差距，導(dǎo)致行業(yè)進(jìn)入壁壘大、產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)程較慢，因此行業(yè)景氣周期比一般的行業(yè)長。二、行業(yè)中外市場成熟度對比經(jīng)過幾年的發(fā)展，我國化工新材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，而且在少數(shù)領(lǐng)域有較強(qiáng)的國際競爭力。但與先進(jìn)國家比，我國仍存在生產(chǎn)能力不足、產(chǎn)品質(zhì)量差、產(chǎn)品規(guī)格少、沒有實(shí)現(xiàn)系列化等缺點(diǎn)，因此許多重要產(chǎn)品和高性能產(chǎn)品仍需依賴進(jìn)口?；ば虏牧闲袠I(yè)在發(fā)展過程中，不可避免的是產(chǎn)品市場價(jià)格波動(dòng)較大。由于國內(nèi)化工新材料的生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足、對外依存度較高，生產(chǎn)技術(shù)水平與大型國際跨國公司還存在一定的差距，因此較易受到國外公司的傾銷和打壓。一般而言，化工新材料產(chǎn)品都經(jīng)歷了一個(gè)國外技術(shù)封鎖、市場壟斷、產(chǎn)品高價(jià)高毛利到自主研發(fā)、裝置建成、國外傾銷到國家保護(hù)、反傾銷、合作、市場穩(wěn)定、合理價(jià)格的過程。對化工新材料企業(yè)，一方面，需要進(jìn)一步延伸公司產(chǎn)業(yè)鏈，提高上下游產(chǎn)品之間的配套能力，擴(kuò)大新材料品種范圍，降低市場價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)公司經(jīng)營業(yè)績的穩(wěn)定并保持發(fā)展的能力；另一方面，也要使公司自身規(guī)模和實(shí)力迅速擴(kuò)大，提高與國外跨國企業(yè)競爭的能力，有助于我國民族化工新材料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。原油作為基礎(chǔ)能源和化工原料，其價(jià)格對制造業(yè)特別是直接的化工下游行業(yè)有重要的影響。例如，通用工程塑料的原材料基本來自石油乙烯和煉油裝置，原油價(jià)格的下跌將大大降低工程塑料的生產(chǎn)成本。但由于與石油相關(guān)的化工新材料一般具有高壁壘、高附加值，所以當(dāng)油價(jià)上漲時(shí)，相關(guān)公司具有較強(qiáng)的向下游轉(zhuǎn)移成本的能力。但在過去，由于勞動(dòng)力、原油、煤炭、電力、土地等資源的低價(jià)格，縱容了化工企業(yè)高耗能、低附加值的粗放經(jīng)營模式，阻礙了企業(yè)和行業(yè)通過提高技術(shù)和效益增強(qiáng)競爭力、形成自主品牌和自我創(chuàng)新能力，是化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從勞動(dòng)密集向資本密集和技術(shù)密集轉(zhuǎn)變的障礙。資源價(jià)值的重估，事實(shí)上是中國化工行業(yè)盈利模式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的開端。同時(shí)，包括人民幣匯率、出口退稅、引進(jìn)外資等政策的調(diào)整，也反映了國家對企業(yè)從粗放型轉(zhuǎn)向精細(xì)型、技術(shù)型盈利模式的調(diào)整已經(jīng)開始。隨著資源價(jià)格的不斷提升，現(xiàn)在化工行業(yè)的成本優(yōu)勢將面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，轉(zhuǎn)型壓力日益突出。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，面對國外跨國巨頭的外憂、國內(nèi)資源價(jià)值重估的內(nèi)患，中國的化工新材料行業(yè)需要把握中國國內(nèi)消費(fèi)不斷增長的機(jī)遇，利用好天時(shí)（政策支持）、地利（地域?qū)拸V、市場巨大）、人和（人口眾多，消費(fèi)拉動(dòng)）就能獲得長期增長的發(fā)展機(jī)遇。三、行業(yè)及其主要子行業(yè)成熟度分析在眾多行業(yè)中，石油和化學(xué)工業(yè)具有行業(yè)多、門類廣、產(chǎn)品多等特點(diǎn)，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中約占20%，是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其產(chǎn)業(yè)鏈幾乎滲透到所有行業(yè)領(lǐng)域，包括輕工、紡織、冶金、機(jī)械等行業(yè)中的化纖、洗滌劑、化妝品、電池、橡塑、醫(yī)藥化工、國防化工、化工新材料等。石油化工行業(yè)規(guī)模大、品種多、產(chǎn)業(yè)成熟度高、國際化標(biāo)準(zhǔn)化程度高、交易活躍、企業(yè)資信容易查驗(yàn)，而且企業(yè)、市場高度分散，現(xiàn)實(shí)交易成本高，現(xiàn)實(shí)市場價(jià)格地區(qū)差異較大。第三節(jié)聚碳酸酯生產(chǎn)方法一、溶液光氣法溶液光氣法的工藝路線為：光氣+雙酚A(BPA)→PC。以光氣和雙酚A為原料，在堿性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶劑中進(jìn)行界面縮聚，得到的PC膠液經(jīng)洗滌、沉淀、干燥、擠出造粒等工序制得PC產(chǎn)品。此工藝經(jīng)濟(jì)性較差，且存在環(huán)保問題，缺乏競爭力。二、界面縮聚光氣法界面縮聚光氣法是目前工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的工藝，其與溶液光氣法的主要不同在于：雙酚A首先與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成雙酚A鈉鹽，后加入二氯甲烷，通入光氣，使物料在界面上聚合，生成低分子量PC，然后經(jīng)縮聚分離得到高分子量PC產(chǎn)品。此工藝路線技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量高，不用脫除溶劑，成本較低，適合大規(guī)模和連續(xù)生產(chǎn)，而且產(chǎn)品純凈、易加工、分子量高，能滿足各種用途性能要求，在PC生產(chǎn)工藝中占絕對優(yōu)勢，目前世界上約有90%的PC生產(chǎn)采用該工藝。近年來對該工藝的主要改進(jìn)體現(xiàn)在環(huán)狀齊聚物的開環(huán)聚合和后處理工藝方面。美國GE公司推出了環(huán)狀低聚物開環(huán)聚合新工藝，不僅改善了產(chǎn)品的加工性能，而且成本有所降低，其關(guān)鍵步驟是制備環(huán)狀低聚物。雙酚A與光氣反應(yīng)生成雙酚A-雙氯甲酸酯，經(jīng)水解縮合生成環(huán)狀低聚物，再進(jìn)一步縮合即得產(chǎn)品PC。此工藝比熔融縮聚更為實(shí)用，且為活性聚合，在較短時(shí)間內(nèi)可制得比傳統(tǒng)產(chǎn)品分子量高10倍的PC產(chǎn)品。后處理工藝的主要改進(jìn)是開發(fā)出將蒸發(fā)與沉析相結(jié)合，并配之以排氣式擠出機(jī)的工藝路線，即將溶有PC的二氯甲烷溶液與甲苯蒸氣以逆流方式在汽提塔去除沸點(diǎn)較低的二氯甲烷。由于PC只微溶于甲苯，二氯甲烷去除后，便得到PC與甲苯的漿料；經(jīng)薄膜蒸發(fā)可得到PC含量大于80%的PC-甲苯混合物；然后直接送入排氣式擠出機(jī)脫凈殘余甲苯，共擠出造粒，從而有效簡化了后處理工藝。三、酯交換熔融縮聚法酯交換熔融縮聚法的工藝路線分為兩步：①光氣+苯酚→DPC；②DPC+BPA→PC，簡稱酯交換法，又稱本體聚合法，也是一種間接光氣法工藝。苯酚經(jīng)光氣法反應(yīng)生成碳酸二苯酯(DPC)，然后在高溫、高真空和微量鹵化鋰或氫氧化鋰等催化劑和添加劑存在下與雙酚A進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成低聚物，再進(jìn)一步縮聚制得PC產(chǎn)品。該工藝流程短，無溶劑，全封閉，無污染，生產(chǎn)成本略低于光氣法，但產(chǎn)品光學(xué)性能較差，催化劑易污染，副產(chǎn)品難以去除，加工困難，應(yīng)用范圍有限，再加上攪拌、傳熱等問題的限制，難以實(shí)現(xiàn)大噸位工業(yè)化生產(chǎn)。四、非光氣酯交換熔融縮聚法非光氣酯交換熔融縮聚法因工藝過程中徹底不使用光氣，是在酯交換法生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)成功，屬綠色環(huán)保工藝路線，又稱全非光法。其生產(chǎn)工藝也分為兩步：①酯交換法合成DPC：苯酚+DMC→DPC；②DPC+BPA→PC。首先，以碳酸丙烯酯與甲醇酯交換生產(chǎn)碳酸二甲酯(DMC)；其次，苯酚和DMC反應(yīng)首先生成甲基苯基碳酸酯(MPC)，然后MPC和苯酚進(jìn)一步反應(yīng)生成DPC，同時(shí)MPC發(fā)生歧化反應(yīng)也生成DPC。得到非光法DPC后，在熔融狀態(tài)下與雙酚A進(jìn)行酯交換、縮聚制得PC產(chǎn)品。該法與光氣法及酯交換法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：①不使用劇毒的光氣和溶劑二氯甲烷，無脫溶劑和水洗脫鹽工序，流程簡單，大大降低了對環(huán)境的污染；②產(chǎn)品質(zhì)量高，聚碳透明度可達(dá)98%，達(dá)到光學(xué)級(jí)聚碳酸酯性能指標(biāo)，可用來制造光盤類光電子產(chǎn)品；③副產(chǎn)品甲醇和苯酚可循環(huán)使用，降低原料成本。第四節(jié)聚碳酸酯的主要應(yīng)用領(lǐng)域分析一、光盤片PC可用作光盤材料。聚碳酸酯是光盤基材的首選材料，目前市場上90%以上的CD、VCD、DVD光盤采用聚碳酸酯作為基材。近兩年國內(nèi)PC消費(fèi)市場已有了較大變化，電子電器及光盤雖仍為PC的最大用戶，但所占比例已有所下降，PC在建材、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用正在增加。近年來，隨著信息產(chǎn)業(yè)的倔起，由光學(xué)級(jí)聚碳酸酯制成的光盤作為新一代音像信息存儲(chǔ)介質(zhì)，正在以極快的速度迅猛發(fā)展。聚碳酸酯以其優(yōu)良的性能特點(diǎn)因而成為世界光盤制造業(yè)的主要原料。目前世界光盤制造業(yè)所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費(fèi)量的20%，其年均增長速度超過10%。我國光盤產(chǎn)量增長迅速，因而聚碳酸酯在光盤制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景是極為廣闊的。二、汽車材料聚碳酸酯具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能，而且耐候性好、硬度高，因此適用于生產(chǎn)轎車和輕型卡車的各種零部件，其主要集中在照明系統(tǒng)、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險(xiǎn)杠等。根據(jù)發(fā)達(dá)國家數(shù)據(jù)，聚碳酸醋在電子電氣、汽車制造業(yè)中使用比例在40%～50%，目前中國在該領(lǐng)域的使用比例只占10%左右，電子電氣和汽車制造業(yè)是中國迅速發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，未來這些領(lǐng)域?qū)厶妓岽椎男枨罅繉⑹蔷薮蟮?。因而聚碳酸酯在這一領(lǐng)域的應(yīng)用是極有拓展?jié)摿Φ摹Ｈ?、建筑材料聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗沖擊性，耐紫外線輻射及其制品的尺寸穩(wěn)定性和良好的成型加工性能，使其比建筑業(yè)傳統(tǒng)使用的無機(jī)玻璃具有明顯的技術(shù)性能優(yōu)勢。目前，國內(nèi)建有聚碳酸酯建材中空板生產(chǎn)線20余條，年需用聚碳酸酯7萬t左右，預(yù)計(jì)到2009年將達(dá)到30萬t。四、包裝材料近年來，在包裝領(lǐng)域出現(xiàn)的新增長點(diǎn)是可重復(fù)消毒和使用的各種型號(hào)的儲(chǔ)水瓶。由于聚碳酸酯制品具有質(zhì)量輕，抗沖擊和透明性好，用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時(shí)不變形且