新疆首批聚甲醛填补市场空白!高端产品扔依赖进口,聚甲醛出路何在?

材料文献解读 2023-07-18
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7月9日,新业能化公司成功实现了总投资13亿元的一期4万吨/年聚甲醛项目的全流程试车,生产出了首批高质量的聚甲醛产品。这一创举不仅填补了新疆聚甲醛市场的空白,而且仅用了短短的23天,这创造了国内同类型装置的最快开车记录。

新能化产业重点发展的战略性项目——聚甲醛项目,总投资28亿元,将分两期建设10万吨/年聚甲醛。在2021年4月,投资13亿元的一期项目——4万吨/年聚甲醛已经开工建设。

1、聚甲醛POM的发展历史

POM在行业内有一个美称叫“赛钢”或“超钢”,今天我们就来聊一聊它的历史。

要说到POM的历史呢,要追溯到上上个世纪,前苏联的化学家发现了POM的前身——甲醛二聚体。上世纪初,德国化学家奥尔巴赫和巴塞尔在实验室合成了真正意义上的聚甲醛。

之后的二三十年,是由德国化学家,1953年诺贝尔化学奖获得者赫尔曼·施陶丁格(德语:Hermann Staudinger)发现的POM。他在 1920年代研究高分子时发现了POM的结构与聚合过程,对POM进行了相对比较系统的研究。但是由于热稳定性的问题,POM当时并未实现商业化。

在1952年,杜邦公司的化学家合成了另一种POM,并且在1956年为其均聚物申请了专利。

杜邦公司将R N MacDonald作为高分子量POM专利发明人。MacDonald和他同事的专利描述了端基为半缩醛(~O–CH2OH)的高分子量POM的制备方法。但是由于缺乏足够的热稳定性,这种POM还是不能够商用。具备热稳定性也意味着可以商用的POM是由Dal Nagore发明的,他发现用乙酸酐对POM进行端基处理可以将容易解聚的半缩醛转变成热为稳定的,可以融化的塑料。

1962年,塞拉尼斯有了自己的共聚甲醛——Celcon®,并在美国实现了商业化生产。

1963年,塞拉尼斯与Hoechst在德国合资成立了泰科纳,生产 Hostaform®共聚甲醛。

1968年,塞拉尼斯和大赛璐在日本合资成立了宝理塑料,生产Duracon共聚甲醛,这也是亚洲最早的共聚甲醛的生产;

2004年,杜邦与旭化成在张家港建立4万吨的共聚甲醛的工厂;

2005年,PTM宝泰菱在南通的共聚甲醛开工,产能6万吨/年。(宝泰菱:宝理、泰科纳、三菱瓦斯)

2、POM的主要应用领域

POM综合性能优异,尤其是它的耐磨性、耐化学药品性和耐疲劳性突出,因此获得了广泛的应用。

汽车工业POM的主要应用领域

可制造汽化器部件、输油管、泵、动力阀、轴承、万向节轴承、齿轮、曲柄、手柄、把手、仪表板、轴套、护罩、汽车升降窗装置和汽车上的电器开关、安全装置等。

机械制造业

不漏电、强度高,且抗震,适合于作齿轮、链条、驱动轴、轴承、阀杆螺母、叶轮、滚轮、凸轮以及各种机械结构件、电动工具外壳手柄、开关等。

电子电器和仪表行业

用于制造各种接头、接插元件、开关、按钮、继电器等零部件。洗衣机的涡轮、动力轮;电话、录像机、微波炉的各种零部件,外壳,滑动部件,支撑架; 钟表、照相机、传真机等的机芯和精密零部件。 兵器和军工制作迫击炮的弹带,步枪的击发机,坦克和装甲车的各种机械部件、仪表部件和转动、往复耐磨密封件等。

3、全球产能约180万吨/年

目前,世界POM工业化生产企业有近20家,国外POM产能主要分布在西欧、日韩以及美国等地区,有美国杜邦和塞拉尼斯、德国巴斯夫、日本旭化成和宝理塑料等公司均有布局。

据统计,全球POM的产能约为180万吨/年,均聚甲醛产能约占总产能的12%左右,且除杜邦公司全部生产均聚甲醛,日本旭化成公司部分生产均聚甲醛外,国内外各公司均全部生产共聚甲醛。

国内外的POM专利商主要有香港富艺、韩国P&ID、波兰ZAT、杜邦、巴斯夫、美国塞拉尼斯、日本宝理和日本旭化成,其中对国内技术转让的主要有香港富艺和韩国P&ID公司。

目前,全球消费聚甲醛消费结构以电子电器、日用消费品和汽车为主,其中电子电器约占34%、日用消费品约占20%、汽车消费领域约占16%、工业机械约占13%、其他消费约占17%。

4、高端产品仍依赖进口

我国POM的研制工作始于20世纪50年代,与杜邦、塞拉尼斯几近同步,甚至早于日本旭化成,但生产技术还处于相对落后的状态,产品规模小,工艺尚有欠缺。国内很多POM产品属中低端产品,且供应严重过剩,高端POM仍严重依赖于进口,每年进口量约30多万吨。

中国聚甲醛产能比较分散,重庆、云南、河南、内蒙古、江苏、宁夏、山东、上海、天津和河北均有聚甲醛生产装置。截至目前,国产聚甲醛生产企业产能已达37万吨/年,此外还有两家中外合资企业,聚甲醛产能为8万吨/年,合计45万吨/年(见表1)。

2021—2023年,我国POM新增产能合计为52万吨/年,主要集中在新疆、内蒙古等煤炭资源丰富的地区,可利用充足的煤炭来生产甲醇,然后将其用于生产甲醛。

国外企业正在逐步退出中低端产品的生产,我国的中低端产品将逐渐融入全球消费者市场。从近几年我国POM出口方向来看,2022年起向中东地区和东盟国家的出口数量占比提升非常明显。

POM在国内的消费市场主要集中在华东、华南地区。其中,浙江有中国最大的塑料集散地,区域内集合了全国最全的塑料应用行业,行业分布广泛、用量大;江苏和上海集合了华东区域大部分的电子电器等中高端行业;广东东莞市是主要塑料原料集散流通地区,三个大型塑料原料市场,周边乡镇需求量较大;深圳市有发达的电子行业,对POM消费需求影响很大;广州产业集世界级品牌家电、卫浴于一体,有汽车、摩托车制造基地;佛山市塑胶集散流通强;福建有世界级玩具、卫浴、服装辅料生产基地,产业分布相对密集。此外,仍有部分POM消费市场分布在华北地区,主要以中小型产业为主,因运输距离短,成本面存在一定优势,且靠近港口,货物流通相对便利。

5、国内聚甲醛发展趋势

我国POM多为通用型牌号产品,存在原材料及公用工程消耗较高,产品质量不够稳定等工艺技术缺陷,低端产能已经过剩,但高端产品基本上依赖进口,存在“结构性过剩”与“结构性短缺”的问题。POM的生产与加工具有较高的技术含量和丰厚的利润,国外大公司为维持POM技术的封锁和市场垄断,不轻易对我国转让技术。我国POM生产技术主要为引进技术,缺乏自主创新,POM产品90%以上为通用型产品,大多应用于民生用品、工业配件以及中低端电子产品市场,竞争力较弱。

国内POM市场长期以来大部分都被国外产品占领,产品技术向我国的转让也受到严重限制,导致国内POM产品严重依赖国外进口。为扭转这种局面,打破国外产品的垄断,政府采取了一系列措施鼓励发展国内POM产业。

我国新材料产业发展规划曾指出,工程塑料将围绕提高宽耐温、高抗冲、抗老化、高耐磨和易加工等性能,加强改性及加工应用技术研发,扩大国内生产,尽快增强高端品种供应能力;加快发展聚碳酸酯(PC)、POM、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯醚(PPO)和聚苯硫醚(PPS)等产品,扩大应用范围,提高自给率。

未来国内POM拟建装置较多,新增产能多达104万吨/年,超过现有产能的两倍,多集中在煤炭原产地,如新疆、内蒙古等煤炭资源丰富的地区,可利用充足的煤炭来生产甲醇,然后将其用于生产甲醛,成本较低。国内POM中低端市场竞争将更加激烈,部分企业已将产品定位瞄准高端市场,以缓解竞争压力。随着国内POM高端牌号供应不断增多,以及POM改性技术的不断成熟,我国POM的国产替代有望加速。

6、提高产品竞争力,加强国际话语权

长远来看,国内POM市场前景广阔,且随着国内汽车行业、电子电器等行业的持续发展,POM需求将进一步扩大。伴随我国POM产能逐步释放,未来新产能投产将促进行业新旧动能转换,加快淘汰落后低端产能,提高产品竞争力,丰富应用领域,在满足我国内需的同时,加大对外出口力度。

但若想增强国产POM的市场竞争力,生产企业不仅要节流,还要开源,应重视延伸POM产业链,加大改性高端POM材料的研发投入,打破技术壁垒,加强行业交流,解决制约高端POM生产的关键技术难点,生产高端产品,在日后激烈的市场竞争中获得一席之地。

未来,国内厂家应强化技术研发,与科研机构及设计院所联合,促进技术的完善与提升,开发具有自主知识产权的万吨级均聚POM技术;同时大力开展POM产品改性研发工作,努力推动我国POM产业向生产高端产品目标快速迈进。

综上所述,POM新产能增加势必加大国产POM行业之间竞争压力。同时,在去产能和供给侧结构性改革的推动下,淘汰低端落后产能的速度进一步加快,开拓POM中高端产能发展空间,在电子电器、汽车行业不断突破创新,引导POM行业向更高水平发展。

文章来源: 南通润丰石油化工,注塑那些事儿,中国化工信息周刊

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