我國目前聚乙烯專用樹脂應用情況簡要分析
2007-03-07 來源:中國包裝網(wǎng) 文字:[
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簡述了棚膜、高強薄膜、管材、中空容器、鋁塑復合板、電線電纜、涂層料、EVA樹脂等八種具有較高的附加價值的聚乙烯專用樹脂產品的下游市場情況。指出目前國內生產時有一定難度,在不同程度上依賴進口。國內聚乙烯企業(yè)應加大結構調整力度,以市場為導向,增產高附加值產品,提高經(jīng)濟效益。
聚乙烯是乙烯最重要的衍生物,約有60%的乙烯用于制造聚乙烯。2001年我國聚乙烯表觀消費量為7 189 kt(產量3 083 kt、進口4 113 kt、出口7 kt)。根據(jù)市場調查,我國聚乙烯專用樹脂(特指棚膜、高強度薄膜、管材、中空容器、鋁塑復合板、電線電纜、涂層料、EVA樹脂等八種產品)的消費量約為2 600 kt,占我國聚乙烯總消費量的36.2%,
下面簡要分析聚乙烯各種專用樹脂的下游應用情況。
1聚乙烯棚膜專用樹脂
塑料棚膜主要包括普通棚膜、功能棚膜及飼草用棚膜等。功能棚膜又分為耐候、防霧滴、保溫等品種。飼草用膜又分為氨化膜、青貯膜等。農業(yè)生產對普通棚膜的要求是:具有較好的透明性,連續(xù)扣棚300天以上不發(fā)生自然破損;功能棚膜則要求棚膜具有保溫、防霧滴、耐老化等功能。就目前狀況,我國防霧滴、耐老化多功能棚膜的使用壽命在1年以上,防霧滴期在4個月左右。
目前,國內生產的功能棚膜多為三層擠出復合膜,所用原料基本為棚膜專用樹脂。復合棚膜的結構一般外層為防老化,中間層為保溫層,內層為防霧滴。外層使用的樹脂有高壓低密度聚乙烯(MFR一般為0.3~1.0 g/10 min)和線性低密度聚乙烯(MFR小于1 g/10 min),中間層使用EVA樹脂或EVA樹脂、高壓低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯的共混物,內層使用EVA樹脂或高壓低密度聚乙烯與EVA樹脂的共混物。目前國內功能棚膜用量約占棚膜總用量的30%。
國內普通棚膜生產多采用高壓低密度聚乙烯棚膜專用樹脂(MFR為1~2 g/10 min)與普通線性低密度聚乙烯(MFR小于2 g/10 min)的共混料,摻混比例不等。有的廠家為了降低成本,不斷提高線性低密度聚乙烯樹脂在棚膜中的使用量,這樣明顯降低了棚膜的質量。據(jù)農業(yè)部有關人士估計,目前國內普通棚膜中棚膜專用樹脂的使用比例僅占35%左右。
近年來,國外棚膜制品已開始進入我國市場,如韓國、日本、西班牙、希臘等國家的棚膜產品在我國市場都有出售。這些薄膜的性能明顯好于國內產品,一般壽命可長達2年以上、防霧滴期在6個月以上,且保溫、防塵效果良好。因此,特別適合于蔬菜、花卉等經(jīng)濟作物的種植。
近年來,國內對長壽命功能棚膜的需求呈增長之勢,被稱作“白膜”的普通棚膜在一些地方已出現(xiàn)了滯銷。因此,樹脂生產廠應加大功能棚膜專用樹脂的開發(fā)生產力度,特別是蔬菜、花卉等經(jīng)濟作物種植的長壽、無滴與防霧、高透明、保溫等多功能棚膜。此外,還應根據(jù)不同的氣候區(qū)域,開發(fā)適銷對路的產品。如據(jù)了解,北方地區(qū)棚膜生產廠非常希望樹脂生產廠提供MFR在1.0 g/10 min以下的線性低密度聚乙烯產品。目前,國產線性低密度聚乙烯棚膜專用樹脂均為丁烯-1共聚,其透明性不能滿足需要。用戶希望提供己烯-1共聚產品。2001年國內對棚膜的需求量約為830 kt。隨著功能棚膜使用比例的增加,棚膜的平均使用周期在延長,同時棚膜的厚度也在逐漸變薄。因此,未來幾年盡管棚膜覆蓋面積會繼續(xù)增長,但棚膜樹脂的用量不會有太大增長。2聚乙烯高強薄膜專用樹脂
聚乙烯高強薄膜因其具有高韌性、良好的著色性、可印刷性和密封性等特點,被廣泛用于生產背心袋、購物袋、垃圾袋、雜貨袋、多層襯里膜、耐候膜等。目前,高強薄膜專用樹脂使用的主要是高密度聚乙烯樹脂牌號。由于生產薄膜對設備和工藝要求不高,因此國內這類生產企業(yè)較多,規(guī)模一般都在1 kt/a左右,萬噸以上規(guī)模的企業(yè)很少。通過對廣東市場的調研,目前以來料加工生產包裝袋的市場很大。1999年僅廣東省就出口了高強包裝袋150 kt。高強薄膜對聚乙烯樹脂的要求一般為:MFR(2.16 kg)在0.03~0.08 g/10 min,丁烯-1共聚產品的密度為0.95 g/cm3,己烯-1共聚產品的密度為0.930~0.935 g/cm3,并要有較高的屈服強度和斷裂伸長率。2001年我國聚乙烯高強薄膜專用樹脂的市場需求量約為600 kt。
據(jù)調查,目前國內高強薄膜專用樹脂的應用領域正在逐步擴大,有轉向中小型中空容器制品的趨勢。據(jù)對山東省塑料加工行業(yè)的調查結果顯示,齊魯DGDA6098(主要應用領域應是高強薄膜及微膜)在高強薄膜制品的應用比例僅為三分之一左右,而用于中空容器制品的比例卻高達50%以上(與5000S混用,比例約為1:4);此外,也在向土工膜方向發(fā)展,如鐵路和公路建設中的土工材料都是用高強薄膜專用樹脂來生產的;還有一部分應用于鈣塑包裝箱及管材生產。
3聚乙烯管材專用樹脂
聚乙烯管材可以分為以下幾種:農田噴滴灌用管、給水管、燃氣管、排水管及穿線套管等。2001年我國聚乙烯管材專用樹脂的市場需求量約為185 kt,其中農業(yè)用管121 kt、給水管為53 kt、燃氣管為11 kt。
(1)農業(yè)用管
包括農村飲水用管和農業(yè)灌溉用管。由于我國地域較廣,部分農村地區(qū)飲用水不符合衛(wèi)生標準造成某些地方病流行是目前最迫切需要解決的問題。近年來,聯(lián)合國在援助我國進行“農村飲水改造工程”中的主要工作就是鋪設塑料管材(絕大部分為聚乙烯管),防止造成飲用水的二次污染。農村飲水工程由于受缺少資金的影響,所用管材絕大多數(shù)也為通用產品,只有在部分干線才使用專用管。這些管材對樹脂的要求也不高,國內的高密度聚乙烯裝置都有類似的牌號。
近幾年,國內水資源嚴重短缺。在全國總用水量中,農業(yè)灌溉用水占75%。因此,節(jié)約灌溉用水工作意義重大!鞍宋濉币詠,我國以低壓塑料管道輸水為重要特征的節(jié)水灌溉面積平均每年增加1 000多萬畝,目前已達8 000多萬畝;高效能、標準化噴灌和微灌(包括滴灌、滲灌和微噴)節(jié)水工程澆灌面積已達1 000余萬畝。為了節(jié)約灌溉用水,諸如低壓管道輸水及機井塑料管、噴滴灌為代表的各種節(jié)水灌溉的方法正在各地推廣。這一切為聚乙烯管材的應用創(chuàng)造了良好的條件。農業(yè)灌溉用管包括干線管和支線軟管。國外農業(yè)用管基本為聚乙烯專用樹脂,但國內目前仍以聚氯乙烯管為主,聚乙烯管材不足三分之一,且基本為通用牌號。
(2)給水管和燃氣管
室內自來水給水管過去普遍采用鍍鋅鋼管(俗稱白鐵管)。由于這種管材容易產生銹蝕,污染水質,因此許多國家已禁止使用。1999年我國北京、上海、廣州等14個城市已提出嚴禁在新建建筑中使用鑄鐵管和鍍鋅管,為聚乙烯管材占領這一市場創(chuàng)造了條件。目前,我國新建筑物使用的管材主要有純聚乙烯管、鋁塑復合管及少量鋼塑復合管。
純聚乙烯管是歐洲開發(fā)成功的一種高強度聚乙烯管材,使用專用樹脂,耐長期強度,使用壽命在50年以上。1997年我國引進這種技術,在國內推廣使用。純聚乙烯管對專用樹脂的性能要求極高,產品需通過8 000 h以上的長期耐壓試驗,即要通過PE80或PE100的認證。目前這類專用樹脂基本上依賴進口。
為了解決我國十分嚴重的城市空氣污染,大部分大中城市都在進行“燃氣化改造”,隨著“西氣東輸”工程的建設,國內將出現(xiàn)燃氣管網(wǎng)的興建熱潮。當前,塑料燃氣管主要用作干線輸氣管。燃氣管對樹脂的要求是:除具備純聚乙烯管的要求外,出于安全的考慮,該專用樹脂還必須通過其耐快速開裂的性能測試。生產廠家要求燃氣管專用樹脂必須通過PE100認證。
我國于1997年開始引進純聚乙烯管材生產技術(包括給水管和燃氣管),目前已擁有10多家生產企業(yè),生產能力達到了50 kt以上。
(3)鋁塑復合管
鋁塑復合管是我國自行開發(fā)的新型管材,主要應用于城市給水管。由于這種管材解決了鑄鐵管對飲用水的污染問題,且生產線投資不高;加之鋁塑復合管對樹脂性能要求并不苛刻,國內企業(yè)生產的高密度聚乙烯管材專用樹脂基本可滿足需求,因此已成為近年來的投資熱點。目前,國內生產企業(yè)已近200家,年生產能力約為7×108 m。但由于鋁塑復合管使用壽命指標尚無定論,因此許多建筑企業(yè)對其應用仍持觀望態(tài)度,致使許多生產企業(yè)開工不足。
4聚乙烯中空容器專用樹脂
高密度聚乙烯因其密度大,剛性、韌性好,加工性能好,而適用于生產牛奶瓶、果汁瓶、化妝品瓶、藥瓶、洗滌劑及食品容器、工業(yè)瓶等各類大中小型中空容器。一般情況下,用于中空制品生產的高密度聚乙烯密度在0.947~0.967 g/cm3,MFR在0.01~1.0 g/10 min;而制造大型容器(200 L以上)則需用高分子量高密度聚乙烯(一般為300~500 kt),密度在0.945~0.955 g/cm3,MFR在2~15 g/10 min。
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國高密度聚乙烯樹脂吹塑加工領域使用的專用設備近2 000套,其中120~1 250 L約50套,60~120 L約200套,小中空簡易設備不計其數(shù)。2001年我國中空容器專用樹脂市場需求量約360 kt。其中大型中空容器的用量約占20%,中小型中空容器的用量約占80%。
在調查中發(fā)現(xiàn),我國中小型中空容器加工廠家的用料很雜,中空容器專用樹脂僅在加工大中型中空容器時使用,而生產小型中空容器往往使用價格較低的通用料5000S和DGD6098(薄膜料)來替代;進口料主要用于生產出口產品包裝以及知名度高的化妝品包裝等質量要求高的場合。
5鋁塑復合板專用樹脂
鋁塑復合板即兩層薄鋁板中間夾以塑料板材,是建材行業(yè)新興的裝飾材料,除應用于建筑物內外墻裝修外,還可應用于機器設備外觀裝飾,以及各類辦公及民用家具和各種廣告牌、展板的制作。鋁塑復合板夾層塑料通常為高壓低密度聚乙烯或聚氯乙烯,防火型的鋁塑復合板則以酚醛樹脂作夾層。夾層用的高壓低密度聚乙烯樹脂,要求MFR在0.5~0.6 g/10 min為最佳。
我國現(xiàn)有鋁塑復合板加工企業(yè)40多家,生產線50條左右,生產能力近2×107 m2。生產線多為引進德國、日本、意大利的設備,生產工藝有一次成型的一步法,也有先擠聚乙烯板再加鋁皮合成的二步法,以一步法居多。2001年我國鋁塑復合板的市場需求量為2.5×107 m2,聚乙烯鋁塑復合板專用樹脂用量達到70 kt。
6電纜料
電線電纜產品按用途主要分為:電力電纜、架空電纜、通訊電纜及光纜等四大類。
電線電纜專用樹脂包括電纜絕緣料和電纜護套料,所用原料主要有聚乙烯和聚氯乙烯,F(xiàn)在,國內6 kV級以上電力電纜已全部采用聚乙烯交聯(lián)絕緣料;1 kV以下的低壓電纜則以聚氯乙烯絕緣和聚氯乙烯護套為主,但由于聚氯乙烯穩(wěn)定性及電絕緣性較差,因此,正在愈來愈多地被聚乙烯取代;通訊電纜一般以高密度聚乙烯做絕緣層,以線性低密度聚乙烯做護套層;光纜則主要是用高密度聚乙烯和中密度聚乙烯做為護套料。
進入20世紀90年代中期,我國繼美國、日本之后已成為世界第三大電線電纜生產國。有關專家預測,未來幾年隨著城市電網(wǎng)改造以及西部開發(fā)“西電東送”的實施,我國電線電纜產量會超過日本,成為世界第二大電線電纜生產國。
目前,我國共有電線電纜制造企業(yè)3 000多家,其中以小企業(yè)居多,主要集中在東南沿海省份。從調研的情況看,大多數(shù)電纜廠既生產電力電纜,也生產通訊電纜和光纜。2001年,我國聚乙烯電纜料的總需求量為170~175 kt。
(1)電力電纜
我國電力電纜按耐壓等級主要分為三類:即1 kV低壓電纜,10~35 kV高壓電纜,110 kV及以上超高壓電纜。其中,需求量最大的是1~35 kV電纜。我國交聯(lián)電力電纜生產線已超過100多條,其中三分之一可以生產高壓交聯(lián)電纜。
2001年,我國電力電纜及架空絕緣電纜所需的聚乙烯電纜料約為63 kt。由于目前我國正值城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的高峰期,對交聯(lián)電力電纜的需求也接近高峰,因此,未來2~3年內電纜料需求總量不會有太大增長。但考慮到低壓聚乙烯電纜絕緣料取代聚氯乙烯進程將加快,因此,未來幾年國內聚乙烯電力電纜料總需求量仍會有所增長,估計增長率在8%~10%。①1 kV低壓電纜
1 kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜制造廠家眾多,多數(shù)為小廠。1999年全國1 kV硅烷交聯(lián)電纜的總產量約為8萬公里(單芯),所需的聚乙烯電纜料約為10 kt。目前,國內1 kV級的電力電纜90%以上仍采用聚氯乙烯絕緣料。歐美等發(fā)達國家已于20世紀80年代初禁止在高大建筑及公共場所中使用聚氯乙烯絕緣電纜。我國在1999年開始的城市電網(wǎng)改造中將大量使用硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜,國內一些較大的供電局(如上海、北京、天津)已明文規(guī)定不再在配電網(wǎng)中采用聚氯乙烯塑力纜。因此,低壓硅烷交聯(lián)電纜的需求量將有較大增長。
②10~35 kV高壓電纜
國內10~35 kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的生產能力很大,生產線在100條以上,基本上是化學交聯(lián)法生產。1999年產量約為3.5×104 km,以消耗絕緣料800 kg/km計,年消耗量約為28 kt。
、110 kV及以上超高壓電纜
國內現(xiàn)有110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜生產線29條,年生產能力為4000km.1999年因城市電網(wǎng)改造,110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜年產量一躍而達800km,今后幾年將穩(wěn)定要每年1000km左右。國內110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜用絕緣料目前全部進口。護套材料國內供貨已無障礙,一般采用符合GB15065-1994中的GH型黑色高密度聚乙烯護套料。目前,110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜料的需求量約為1kt.
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架空電纜分為1 kV和10 kV兩類,10 kV架空電纜主要使用交聯(lián)聚乙烯絕緣料,1 kV架空電纜以聚氯乙烯為主。全國現(xiàn)有約150家10 kV架空電纜生產廠,多數(shù)采用化學交聯(lián)方式生產。2001年架空聚乙烯電纜料需求量約為14 kt。
(2)通訊電纜
20世紀80年代末以來隨著國內市話網(wǎng)的建設,通訊電纜制造業(yè)迅速膨脹,迄今共引進生產線230條,線速在600~2 000 m/min不等,加上國內生產線400多條,生產能力已超過9 000萬對公里,生產能力已過剩。
我國通訊電纜市場消費量為7 000萬對公里,加上80萬箱(4對)高速數(shù)據(jù)傳輸電纜,通訊電纜絕緣料的總消費量約為49 kt。通訊電纜護套以每萬對公里用料5 t計算,通訊電纜護套料市場需求量約為35 kt。
目前我國通訊電纜絕緣及護套共需聚乙烯電纜料約84 kt。未來幾年,隨著市話電纜逐漸被光纜替代,普通通訊聚乙烯電纜料市場需求也將會逐步減少,但高速數(shù)據(jù)傳輸電纜料將會不斷增加。
(3)光纜護套
我國光纜建設正處于快速發(fā)展期。全國現(xiàn)有200多家光纜生產廠,2001年全國光纜需求量為31萬光纜皮長公里。以每公里用聚乙烯護套料80 kg計算,2001年我國光纜護套料的需求量約25 kt。目前,光纜護套料主要由國內生產供應。
7聚乙烯涂層料專用樹脂
聚乙烯涂層料為高壓低密度聚乙烯樹脂,應用于包裝材料的內襯或復合包裝材料的粘接層。主要應用領域有:①紙板涂覆,用于牛奶、果汁的紙盒包裝、冷凍食品紙盒、烘烤用紙盒及冰激凌用紙盒等。②薄膜涂覆及共擠出膜,在其他基料(如聚酯膜、玻璃紙和聚丙烯膜)上涂覆,在擠出膜中作結構或粘結層。③涂敷箔,用于食品包裝,包括粉狀及粒狀飲品、飲料糖漿及奶制品、快餐食品等。④淋膜紙,用于小食品包裝、廣告用紙、膠帶的保護層等。
目前,國內使用高壓低密度聚乙烯涂層制品的生產企業(yè)很多,但規(guī)模普遍較小,主要集中在珠江三角洲和浙江溫州地區(qū)。全國約80%的淋膜紙都是產于這些地區(qū)。2001年我國高壓低密度聚乙烯涂層專用樹脂的市場需求量約為150 kt。其中主要為國產品,進口比例不超過20%。進口產品主要用于高檔的紙盒包裝涂覆,以韓國、日本產品居多。
8 EVA樹脂
EVA樹脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%~40%。與聚乙烯相比,EVA由于在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體,從而降低了高結晶度,提高了柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性和熱密封性能,被廣泛應用于發(fā)泡鞋料、功能性棚膜、包裝膜、熱熔膠、電線電纜及玩具等領域。一般來說,EVA樹脂的性能主要取決于分子鏈上醋酸乙烯的含量。2001年我國EVA樹脂的市場消費量約為290 kt。隨著我國制鞋工業(yè)的發(fā)展以及功能棚膜用量的增加,我國對EVA樹脂的需求量還將逐年增加。
(1)發(fā)泡鞋材
鞋材是我國EVA樹脂最主要的應用領域。在鞋材使用的EVA樹脂中,醋酸乙烯含量一般在15%~22%。由于EVA樹脂共混發(fā)泡制品具有柔軟、彈性好、耐化學腐蝕等性能,因此被廣泛應用于中高檔旅游鞋、登山鞋、拖鞋、涼鞋的鞋底和內飾材料中。另外,這種材料還用于隔音板、體操墊和密封材領域。我國廣東的順德、中山,福建的晉江、泉州和浙江的溫州是我國鞋業(yè)的主要生產基地,每年消耗大量的EVA樹脂產品。1999年我國發(fā)泡鞋材和減震領域共消耗EVA樹脂約150 kt。
(2)薄膜
EVA薄膜的主要用途是生產功能性棚膜。功能性棚膜具有較高的耐候、防霧滴和保溫性能,由于聚乙烯不具有極性,即使添加一定量的防霧滴劑,其防霧滴性能也只能維持2個月左右;而添加一定量EVA樹脂制成的棚膜,不僅具有較高的透光率,而且防霧滴性能也有較大提高,一般可超過4個月。另外,EVA還可用于生產包裝膜、醫(yī)用膜、層壓膜、鑄造膜等。
1999年,我國使用EVA樹脂加工薄膜的企業(yè)有50余家。1999年,我國共生產棚膜800 kt,其中功能性棚膜220 kt,消耗EVA樹脂30 kt左右,再加上包裝膜、醫(yī)用膜等領域,我國在薄膜領域共消耗EVA樹脂37 kt。
(3)電線電纜
絡工程的不斷發(fā)展,出于對機房安全的考慮,人們越來越多地使用無鹵阻燃電纜和硅烷交聯(lián)電纜。由于EVA樹脂具有良好的填料包容性和可交聯(lián)性,因此在無鹵阻燃電纜、半導體屏蔽電纜和二步法硅烷交聯(lián)電纜中使用較多。另外,EVA樹脂還被應用于制作一些特殊電纜的護套。在電線電纜中使用的EVA樹脂,醋酸乙烯含量一般在12%~24%。1999年,電線電纜行業(yè)共消耗EVA約6 000 t。
(4)玩具
EVA樹脂在玩具中也有較多應用,如童車輪、座墊等。近年來,我國玩具加工業(yè)發(fā)展迅速,生產多集中于沿海的東莞、深圳、汕頭等地,主要以出口和對外加工為主。據(jù)分析,這些廠家每年消耗EVA樹脂約5 000 t,使用牌號與鞋材用料基本相同。
(5)熱熔膠
以EVA樹脂為主要成分的熱熔膠,由于不含溶劑,不污染環(huán)境且安全性較高,非常適合于自動化的流水線生產,因此被廣泛應用于書籍無線裝訂、家具封邊、汽車和家用電器的裝配、制鞋、地毯涂層和金屬的防腐涂層上。熱熔膠主要使用醋酸乙烯含量在25%~40%的品種。國內雖有此牌號的產品,但長期未安排生產,因此全部被進口料所占有。1999年,我國熱熔膠領域估計消耗EVA樹脂17 kt。
(6)其他
EVA樹脂在油墨、箱包、酒瓶墊蓋等領域也有較為廣泛的應用,估計這些方面消耗EVA樹脂不少于15 kt。上面所述聚乙烯棚膜、高強薄膜、管材、中空容器、鋁塑復合板、電線電纜、涂層料、EVA樹脂等八種專用樹脂產品具有較高的附加價值,國內生產有一定難度,目前在不同程度上依賴進口解決,國內聚乙烯企業(yè)應加大結構調整力度,一方面在現(xiàn)有裝置上努力攻克生產上述產品的難關,另一方面在新建裝置中注意產品的品種、牌號,以市場為導向,增產高附加值產品,提高經(jīng)濟效益。
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