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聚合物添加劑的全球發展趨勢
2015-06-25
  自從2004年開始,當能源和原材料價格大幅上升時,添加劑的原材料供應就成為塑料添加劑工業的主要問題。添加劑生產公司從2004年的第二季度開始至今,一直在提高他們的價格。Gastrock認為,添加劑價格隨著原材料公司價格的增長而增加,但是最終的利潤沒有增長,一些公司通過降低成本來提高利潤。添加劑供應商一直繼續尋找通過產品和售後服務來提高價錢。一個解決銷售的辦法是和客戶一起開發產品,解決特殊用途出現的一些問題,許多公司正在尋求新的辦法來開發新的、有價值的產品;道康寧公司全球塑料添加劑市場部經理報道:他們正在尋找重要的特性和添加物供應方法。瑞士巴塞爾汽巴精化公司塑料添加劑部門市場研究經理Jay Ghosh認為,提高產品的競爭力,從亞洲最終產品的應用到產品需要,添加劑供應商進行質量革新,如耐用、美觀、持久和生物降解。而添加劑購買商注重成本,絕大多數考慮添加劑的總成本而不是單位成本。如添加劑用來降低聚合物如聚丙烯的成本,希望他們和高成本的工程樹脂進行競爭;加工者是對添加物提高加工效率感興趣,希望他們比現有裝備有更多的輸出;行業專家認為:高成本效益的添加劑的解決方案可以包含高效率添加物或者是客戶特定目標的添加物混合,避免超過工程的特性。高增長添加劑可用在包括木屑塑料共混物(WPC)和長纖維增強熱塑性塑料(LFRT)。
  Gastrock認為:添加劑顧客的兼並和全球化,通過建立顧客的購買力來提高全球競爭力;Akcros化學公司製造部經理Richard Simpson認為:客戶兼並,引起本土化和以客戶要求為中心的挑戰,對供應商就要求全球化;全球化的OEM工業如汽車和電器行業已經為高分子添加劑工業全球化做出了貢獻;杜邦公司的工業貨物全球市場主管Penny L.Perry認為:最簡單的方法就是在全球範圍內提供相同的產品和消滅添加劑的限製;行業專家認為:樹脂供應商繼續簡化他們的等級製度,推動添加劑應用者能進行相應的混合和轉變。 
  中國市場上塑料的快速增長推動遠東添加劑的消耗和生產,雖然中國作為消費品的出口國,但Gastrock認為該地區仍然是一個塑料及塑料添加劑的純進口國,中國和亞太地區的低成本供應商已經開始能滿足中國的要求;而且全球化添加劑公司正在調整,來適應中國快速增長,主要通過合資。例如,汽巴精化公司和Albemarle公司合資了一家抗氧劑公司,和Chemson有一家PVC添加劑的合資公司,和ICL工業產品合資了一家阻燃劑的公司。一些合資公司完全由全球公司所有,如Arkema在北京的PVC穩定劑公司,剛開始是合資公司最後變成獨資公司;其它的一些跨國公司在中國有測試實驗室和技術中心,或者正在進行投資。 
  由於法令法規和環境問題,推動著聚合物添加劑市場的變化和發展。Simpson認為:因為產品的發展始終站在現有法律的前沿,所以把目光瞄準未來產品的發展要求;遵守歐洲聯盟的RoHS[危險物品的限製]要求,且在2006年開始生效。RoHS限製鉛作為PVC的穩定劑及多溴化物作為阻燃劑。其它的歐洲政策,如WEEE[廢舊的電子電器設備]法令法規和ELV也限製重金屬和含鹵材料的應用。尤其在歐洲,期待著鉛的替代品和無鹵阻燃劑。增塑劑,歐洲正用其它的鄰苯二甲酸鹽[ PBDE]增塑劑來代替鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯[DEHP]。為了保護人類的健康和提高歐洲化工行業的競爭力,此行業正在構想歐盟的契約要求和化學評估授權程序。歐洲工業成員認為後者將特別遇到挑戰,主要是來自中國競爭力的提高。Simpson認為:歐洲工業協會,如歐洲穩定劑生產協會,在幫助成員公司處理REACH協議挑戰時,起很重要的作用。Ghosh博士預言,由於嚴格的法律處理塑料廢棄物,推動添加物使用的再循環和生物降解;在農業市場上,殺蟲劑的減少和甲基溴化物熏蒸劑的禁止,推動農用塑料溶劑的解決使用。 
穩定劑
  由於規章製度的改變驅使穩定劑的改變。歐洲PVC熱穩定劑的製造商自願承諾,到2010年乙烯穩定劑鉛的用量減半,到2015年完全不用鉛作為穩定劑。在歐洲,鉛穩定劑主要被鈣和鋅的金屬混合物替代。有機穩定劑是另一種選擇,期望在亞太地區鉛穩定劑的利用也能降低,北美市場PVC的穩定劑主要是錫穩定劑。 
  易揮發的有機化合物的揮發限製越來越嚴格,Simpson認為,現在已有挺向,在乙烯基的地板和汽車內飾件的應用應減少揮發。Akcrstab新產品Akcrostab,鋇鋅混合物和鈣鋅混合金屬穩定劑產品具有百分之百的活性,所以允許較低等級的應用和減少揮發。汽巴精化公司推出了一種液體IRGASTAB穩定劑,專門為滿足聚氨酯作為汽車有內飾件揮發性的要求;為了滿足PVC和聚氨酯的應用要求,烷基亞磷酸鹽逐漸代替芳基亞磷酸鹽。 
  Ghosh報道,考慮到對環境、健康、和安全(EHS)的影響,添加劑盡量減少粉末和溶劑,如汽巴精化公司生產的新產品IRGASTAB,作為無溶劑的乳膠用在PVC、MBS、和ABS上。 
阻燃劑
  隨著全球安全防火標準的增強,阻燃劑用量不斷的增長,製造商由於政府的規定或者是自願的樹立他們公司的品牌形象。尤其在歐洲,無鹵阻燃劑代替含鹵阻燃劑的呼聲越來越高,雖然在一些應用上溴化物阻燃劑具有一定的效益,但是octa-BDE和penta-BDE已經排除在RoHS契約之外,deca-BDE的應用期望排在RoHS的最後。歐洲的REACH程序用來作為評估新產品是否遵守OEM。Albemarle公司阻燃劑副總裁Luc van Muylem研究大分子的聚合物或者易發生化學反應的含溴阻燃劑具有較小的微孔吸收,在REACH估算中具有很小的毒性。 
  阻燃劑要求具有較高的流動性、加工性能和最終較高的使用溫度。小型薄的電子器件要求較高的流動性的材料和在較高的溫度下使用。而且遵照RoHS,無鉛焊接,要求較高的流動性。這些影響因素要求聚合物材料具有較高溫度和抵抗高溫的添加劑,如溴化苯乙烯和高溫抵抗性的氫氧化鋁。 
  傳統的使用octa-或者penta-DBE阻燃聚氨酯泡沫材料,轉變成如:密胺樹脂或者Albemarle的Saytex反應溴或者磷和溴阻燃劑的混合物;其它聚氨酯泡沫材料的研究重點集中在發泡過程中降低焦燒和拓寬溫度範圍。
  納米材料開始用作阻燃劑的協效劑,Albemarle推薦氫氧化鎂和氫氧化鋁用量55%-60%混合部分的納米粘土。納米粘土降低了礦物阻燃劑的用量,保持了聚合物材料的性能。下一步的工作是提高納米粘土的用量,降低礦物阻燃劑的用量;同時納米粘土作為含溴阻燃劑的協效劑。 
偶聯劑和分散劑
  偶聯劑包括鈦酸酯偶聯劑和矽烷偶聯劑,用作不相容物質的改性劑,如聚合物和填料。矽烷也作為填料分散劑。偶聯劑隨著低成本高性能聚合物中長纖維和其它填料的增加而增加。Derry報道隨著無機阻燃劑的增長,及填充量大於含鹵阻燃劑,為了保持材料的物理機械性能,必須使用偶聯劑,新的增強劑如玻纖和納米複合材料需要偶聯劑。Uchida報道阻燃和填料分散都是相當重要的,而且繼續成為研究的方向。 
衝擊改性劑
  除了偶聯劑以外,還有衝擊改性劑在高分子材料大量的應用。Arkema公司的添加劑部門經理Stephen Hulme認為新發展的衝擊改性劑是低填充高效的衝擊改性劑,如Arkema生產的Durastrength。杜邦公司也推出了一種新的高校的衝擊改性劑作為PET的改性劑。納米材料作為衝擊改性劑,而且不降低聚合物材料的其它性能如剛度和透明性。Arkema公司生產的自製的嵌段共聚物Nanostrength正在小試階段,Hulme也認為Nanostrength可以作提高像膠和環氧樹脂的。

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