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)展的兩個技術瓶頸：成膜劑合成技術與浸潤劑復配技術，簡介了成膜劑種類及其特點和用途。關鍵詞：玻璃纖維；技術瓶頸；成膜劑；浸潤劑1 前言隨著中國市場經濟的迅速發(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、國防等行業(yè)必不可少的原材料，由于在諸多領域得到廣泛應用，玻璃纖維日益受到人們的重視。在全球產能向中國轉移的大背景下，受國際需求持續(xù)旺盛、國內需求增速加快的影響，我國玻纖行業(yè)在近幾年呈現高增長態(tài)勢，由此帶動玻纖相關產業(yè)的發(fā)展，如成膜劑合成技術、浸潤劑復配技術、玻纖深加工機械制造、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，由于生產技術落后，初期年產量僅125噸。經過多年發(fā)展，80年代總產量達到3萬噸，90年代總產量達到18萬噸，進入二十一世紀，隨著國內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年我國玻纖總產量僅有21.5萬噸，2007年玻纖總產量已經達到160萬噸，經過多年的風雨歷程，中國已躍居世界玻纖生產第一大國。中國玻纖行業(yè)的產能擴張，得益于全球對玻纖需求的日益增長，而中國玻纖產量的增長是帶動全球玻纖產量增長的重要動力，預計2008年中國玻纖總產量將達到200萬噸，這一高速增長勢頭有望持續(xù)到2010年。中國近七年玻纖產量及進出口變化趨勢見圖1。 圖1. 中國近七年玻纖產量及進出口變化趨勢2007年，我國玻纖制品出口量達到108.48萬噸，占全年玻纖總產量的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品，而電子紗、紡織紗、電子布等高檔玻纖產品大部分仍依賴進口，表明我國玻纖產品的結構不完善，高檔產品需求空間大。我國的玻纖行業(yè)正處于制造工藝改革和制品深加工結構調整的轉型期，產業(yè)結構也正在從粗放型結構向集約型結構轉移，這個轉型和轉移還將長時間存在。未來我國玻纖行業(yè)將受國內外兩大市場需求的拉動，繼續(xù)保持較快增長。在國外，除了傳統(tǒng)應用領域需求繼續(xù)上升之外，風力發(fā)電、油氣管道、民用航空等對玻纖增強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，規(guī)格達5萬個以上，平均每年增長1000多個規(guī)格，而我國玻纖品種只有6000多個，規(guī)格不足2萬個，與國際發(fā)達國家還存在較大差距，玻纖品種和質量有待提升，玻纖的應用領域還需加快拓展，玻纖相關技術水平有待提高。 國際上普遍將玻纖產品分為四大類：1. 增強熱固性塑料用玻纖（FRP），2. 增強熱塑性塑料用玻纖（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)，其關鍵在于浸潤劑技術，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、浸透性等起著關鍵作用，同時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，其種類選擇依據玻纖性能要求而定），潤滑劑、抗靜電劑、偶聯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5噸左右玻纖紗。5玻纖行業(yè)技術瓶頸分析中國玻纖行業(yè)的發(fā)展受限于兩個技術瓶頸：1.成膜劑的合成技術，2.浸潤劑的復配技術，這兩項技術在我國專業(yè)化、系列化程度均不高，且兩項技術相互交叉，息息相關，造成國內成膜劑合成及配方技術僅處于國際中低檔水平，在我國表現為高端成膜劑依賴進口，尚未形成成膜劑、浸潤劑原材料的自主創(chuàng)新或?？厍?，高端玻纖產品的市場占有率很低。世界知名成膜劑、浸潤劑助劑生產企業(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，這些跨國公司根據區(qū)域需求，就近生產，以占領較大的市場份額，這必將對國內成膜劑制造企業(yè)、浸潤劑原材料生產廠家造成巨大沖擊，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研發(fā)的企業(yè)和研究機構更是寥寥無幾。成膜劑合成技術不僅涉及高分子材料合成相關技術（乳液聚合），還涉及無機非金屬材料（玻璃）界面結合，以及無機材料與有機材料復合的相容性問題。該技術的研究是在高分子材料學科和無機非金屬材料學科的交集中，而國內大多數高校、研究機構、專家學者一直忽視這一交叉學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的研發(fā)和推廣。從浸潤劑復配技術方面來看，國內各大玻纖企業(yè)，尤其是大型池窯生產線，已經積累了多年生產實踐經驗，已具備較為完善的開發(fā)、研制浸潤劑配方，調試浸潤劑配方的能力，能夠較好地滿足玻纖生產專業(yè)化、規(guī)?；男枰６喈敂盗康闹行⌒筒＠w企業(yè)還不具備研發(fā)、調試浸潤劑配方的能力，少數有浸潤劑助劑研發(fā)生產能力的企業(yè)有待于進一步完善，研發(fā)生產的力度和深度還有待于進一步加強。 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)點是價格低廉，粘結性能好，容易賦予原絲良好的硬挺性和切割性。分為速溶型和交聯型，速溶型主要用于生產噴射紗、短切氈用紗等，交聯型主要用于生產SMC、BMC用紗。62環(huán)氧乳液和水溶性環(huán)氧：該乳液主要特點是浸透速度快、與基體樹脂結合力強，用量少，尤其可以大幅度提高玻璃鋼制品的力學性能和耐老化性能。主要用于生產纏繞紗、電子級紗、土工格柵、高檔網格布等。63 乙烯基樹脂乳液：該乳液既有環(huán)氧樹脂優(yōu)良的粘結性能，又具有雙鍵結構，其玻璃鋼制品綜合性能好、顏色淺、透明度高，主要用于生產透明玻璃鋼板材及透明部件，尤其是以PMMA為主體的透明復合材料應用更為廣泛。 64 聚酯乳液：該乳液在合成時應用多種原材料，二元酸有間苯型、對苯型，多元醇有三、四官能團，合成工藝復雜，采用二步及三步合成法，可以根據成膜劑的軟、硬、韌性、浸透速度、耐堿性、Tg等性能要求進行分子設計?？傊铣晒に嚫呌诰毣?，更符合分子設計原則。該乳液主要用于生產噴射紗、硬質SMC紗、BMC紗、短切氈等。65 聚氨酯（PU）乳液：該乳液性能優(yōu)異，國內目前還無法大量生產高質量的聚氨酯乳液，基本上依靠進口，價格昂貴。除了少量用于硬質SMC、BMC紗、硬質噴射紗外，主要用于增強熱塑性塑料用紗，對玻纖保護作用好、膜堅韌、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，國內目前使用較少，主要用于增強熱塑性塑料用紗，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，主要用于生產電子工業(yè)的玻纖細紗。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，含有大量能與玻璃和不飽和樹脂反應