中國光引發(fā)劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

中國光引發(fā)劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

一、光引發(fā)劑行業(yè)概述

光引發(fā)劑是光固化體系中的關(guān)鍵材料，與活性稀釋劑、低聚物、助劑等原材料形成配方產(chǎn)品，再應(yīng)用至終端用戶；光引發(fā)劑用量雖然不大，但在光固化體系中占有重要地位。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，光引發(fā)劑大多數(shù)為帶苯甲?；挠袡C(jī)化合物，常見的有安息香衍生物、聯(lián)苯甲酰衍生物、α-羧基酮類、α-氨基酮類、膦氧化合物類、二苯甲酮類、硫雜蒽酮類等化合物。

紫外光光引發(fā)劑又稱光敏劑或光固化劑，其分子在紫外光區(qū)(250-400nm)或可見光區(qū)(400-800nm)有一定吸光能力，在直接或間接吸收光能后，引發(fā)劑分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)單線態(tài)，經(jīng)系間竄躍至激發(fā)三線態(tài)。在激發(fā)單線態(tài)或三線態(tài)經(jīng)歷單分子或雙分子化學(xué)作用后，產(chǎn)生能夠引發(fā)單體聚合的活性碎片（自由基、陽離子、陰離子等），從而引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化。

光引發(fā)劑種類繁多。按照引發(fā)機(jī)理的不同，光引發(fā)劑主要可以分為陽離子光引發(fā)劑和自由基型光引發(fā)劑，其中自由基型光引發(fā)劑又分為裂解型和奪氫型，自由基型光引發(fā)劑應(yīng)用范圍最廣。按照吸收輻射類型分類，光引發(fā)劑又可以分為紫外光（250~420nm）引發(fā)劑和可見光（400~700nm）引發(fā)劑。

二、光引發(fā)劑行業(yè)產(chǎn)品型號及相關(guān)政策

目前行業(yè)內(nèi)主流的光引發(fā)劑品種為907、TPO、184、1173、DETX、ITX、369等，目前主要產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)已相對統(tǒng)一，即使各生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)工藝上存在一定差異，但制備出的同一型號光引發(fā)劑有固定的分子結(jié)構(gòu)及純度要求。不同型號的光引發(fā)劑有著不同的分子結(jié)構(gòu)，從而有著不同的性能。涂料、油墨生產(chǎn)商需視其需求不同、配方不同、產(chǎn)品性能不同來選擇不同的光引發(fā)劑進(jìn)行搭配使用。907與ITX或DETX光引發(fā)劑配合使用用于有色體系中，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋篜CB油墨、膠粘劑、印刷油墨、家居裝飾等；1173與TPO等搭配有較好的固化效果，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋杭揖吣酒髑迤帷⒌匕逋苛?、電子產(chǎn)品涂層、家居裝飾、紙上光油、塑料制品等；184可以與TPO等低黃變的光引發(fā)劑應(yīng)用于白色體系，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋杭揖吣酒髑迤帷⒌匕逋苛?、電子產(chǎn)品涂層，膠粘劑、汽車內(nèi)飾、家居裝飾、紙上光油、塑料制品等。

隨著環(huán)保意識的提高，國家相關(guān)部門針對限制VOCs排放出臺了一系列的法規(guī)及政策，明確要求2020年VOCs排放總量較2015年下降10%以上。UV光固化性能優(yōu)異，有望逐步替代傳統(tǒng)油墨、涂料。

三、光引發(fā)劑行業(yè)現(xiàn)狀

按照UV光固化配方產(chǎn)品用途的不同，一般將UV光固化配方產(chǎn)品分為UV光固化涂料、UV光固化油墨、UV光固化膠黏劑等。UV光固化配方產(chǎn)品通過對UV單體、UV樹脂、光引發(fā)劑、助劑四大類組分進(jìn)行選擇、成分配比并加以混合，以使其滿足各種基材、各種涂料/印刷工藝、環(huán)境條件以及不同涂層性能的要求。

一般情況下，光引發(fā)劑的使用量在光固化產(chǎn)品中的占比為1-5%，但是由于光引發(fā)劑價(jià)格昂貴，其成本占到光固化產(chǎn)品整體成本的10-15%。

光引發(fā)劑發(fā)展始于西方國家，過去光引發(fā)劑的生產(chǎn)長期壟斷在Ciba等歐美老牌專營企業(yè)手中；隨著光引發(fā)劑專利權(quán)先后到期失效，國內(nèi)企業(yè)自主生產(chǎn)快速發(fā)展，20世紀(jì)末國內(nèi)光引發(fā)劑的生產(chǎn)就發(fā)展到一定規(guī)模。根據(jù)輻射固化專業(yè)委員會的統(tǒng)計(jì)，2018年我國光引發(fā)劑產(chǎn)量3.78萬噸，較2010年復(fù)合增長率達(dá)到10.22%。

根據(jù)《2019-2025年中國光引發(fā)劑市場全景調(diào)查及發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：光引發(fā)劑產(chǎn)品主要包括184、1173、TPO/TPO-L、TX系列（ITX/DETX）等，其中，1173和184是目前應(yīng)用規(guī)模最大的2中光引發(fā)劑產(chǎn)品，2018年1173和184品種產(chǎn)量分別為7677噸和6489噸，比重分別為20%和17%。

目前行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)有IGM、揚(yáng)帆新材、久日新材、強(qiáng)力新材、固潤科技、雙鍵化工。IGM2014年并購北京英力，2015年并購意大利Lamberti公司光引發(fā)劑業(yè)務(wù)，2016年并購德國BASF（巴斯夫）的Irgacure系列光引發(fā)劑業(yè)務(wù)，是全球UV涂料、油墨行業(yè)的領(lǐng)先原料及技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商；揚(yáng)帆新材主要從事光引發(fā)劑和巰基化合物及其衍生物的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，目前主要光引發(fā)劑產(chǎn)品是907，將在內(nèi)蒙古建設(shè)1.1萬噸光引發(fā)劑（包括TPO、1173、184等品種）及1.8萬噸醫(yī)藥中間體；久日新材是TPO、DETX、TPO-L等產(chǎn)品國內(nèi)主要廠家，目前擬在科創(chuàng)板上市募投建設(shè)27000噸光引發(fā)劑（1173、184、TPO、TPO-L）和60000噸單體（TMPTA、TPGDA）；強(qiáng)力新材光引發(fā)劑產(chǎn)品主要是光刻膠用光引發(fā)劑。

光引發(fā)劑依托光固化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，環(huán)保推動(dòng)傳統(tǒng)油墨、涂料轉(zhuǎn)型升級，UV光固化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展為光引發(fā)劑帶來了新機(jī)遇。環(huán)保壁壘的不斷提高限制潛在進(jìn)入者進(jìn)入，行業(yè)并購整合不斷，光引發(fā)劑行業(yè)集中度提升。

四、光引發(fā)劑行業(yè)發(fā)展趨勢

（1）行業(yè)市場發(fā)展趨勢

近年來，國家及各省市各級政府不斷出臺環(huán)保法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，對減少溶劑型涂料、油墨、膠粘劑產(chǎn)品的使用，及促進(jìn)環(huán)保型產(chǎn)品使用提出了明確的計(jì)劃和目標(biāo)，有關(guān)法規(guī)政策對UV光固化產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用。首先，由于我國將長期持續(xù)加大力度推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，預(yù)計(jì)未來環(huán)保監(jiān)管的不斷加強(qiáng)將繼續(xù)推動(dòng)UV光固化產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長。第二，作為一種先進(jìn)的材料表面處理技術(shù)，UV光固化技術(shù)的高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，能夠滿足下游家具、建材、印刷、PCB、金屬加工、光纖、3D打印等眾多制造業(yè)自動(dòng)化、清潔化、提升效率、降低成本的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。第三，近年來，以UVLED、大分子光引發(fā)劑、水性UV光固化配方產(chǎn)品等新技術(shù)、新產(chǎn)品為代表，UV光固化技術(shù)在涂料、油墨等行業(yè)的應(yīng)用量不斷提高，未來隨著行業(yè)內(nèi)的持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷推陳出新，UV光固化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用場景將得到持續(xù)拓展。

（2）技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展趨勢

UV光固化領(lǐng)域自身持續(xù)技術(shù)進(jìn)步將使得光固化技術(shù)應(yīng)用成本更低、效率更高，為UV光固化技術(shù)催生出更加豐富的應(yīng)用場景，為相關(guān)產(chǎn)品帶來廣闊的市場需求。目前及未來幾年，相對熱點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)方向主要包括：①UVLED技術(shù)：UVLED技術(shù)是指用LED發(fā)出的光使UV油墨、UV涂料、UV膠粘劑等流體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w，與傳統(tǒng)的汞燈相比，UVLED光源更加節(jié)能，使用壽命更長，且UVLED光源無需預(yù)熱，可以根據(jù)需要隨時(shí)開啟或關(guān)閉，使用更為靈活。②水性UV固化材料：水性UV固化材料是以水性樹脂為基礎(chǔ)，用水作為稀釋劑，采用光照方式進(jìn)行固化的材料，同時(shí)具備UV光固化技術(shù)和水性涂料技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，用水來代替活性稀釋劑稀釋低聚物，可實(shí)現(xiàn)低粘度，特別適用于全自動(dòng)化噴涂，VOCs含量更低。③大分子光引發(fā)劑：隨著大眾安全意識的提高，對食品藥品等包裝的安全性越來越重視，如歐洲對食品藥品包裝油墨制訂了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，禁止使用遷移性大的材料，已主要采用低遷移性的大分子光引發(fā)劑。在全球范圍內(nèi)，大分子光引發(fā)劑由于其低毒性和低遷移性的優(yōu)點(diǎn)，會被越來越多應(yīng)用到包裝油墨中，因此開發(fā)更多類型的大分子光引發(fā)劑是行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。④陽離子光引發(fā)劑：由陽離子光引發(fā)劑和配套樹脂、單體構(gòu)成的配方產(chǎn)品，具有抗氧阻聚、體系收縮低的優(yōu)點(diǎn)，可與自由基固化體系互補(bǔ)。未來陽離子固化產(chǎn)品應(yīng)用或與自由基固化產(chǎn)品混合使用具備發(fā)展前景，因此陽離子光引發(fā)劑也是產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展方向之一。

（3）行業(yè)經(jīng)營模式發(fā)展趨勢

隨著光固化技術(shù)的發(fā)展，特別是UVLED、水性UV、3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，其對光引發(fā)劑以及整個(gè)配方產(chǎn)品的性能提出了新要求。在研究開發(fā)解決方案時(shí)，通常不同光引發(fā)劑之間的搭配使用以及光引發(fā)劑混合物與樹脂、單