环保增塑剂三乙二醇二乙基己酸酯:研究现状与市场前景
环保增塑剂三乙二醇二乙基己酸酯:研究现状与市场前景
随着工业化进程的快速发展,增塑剂的产量逐年增加,尤其是可代替邻苯类的环保型增塑剂呈现出井喷式增长。三乙二醇二乙基己酸酯(3GO)又称为三甘醇二异辛酸酯,是一种溶剂型耐寒增塑剂,被广泛用于聚乙烯醇缩丁醛安全膜(PVB)、合成橡胶、乙烯基树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙基纤维素、工业涂布涂层、密封材料、丁二烯-丙烯晴类耐油合成橡胶等材料中,该产品是目前聚乙烯醇缩丁醛安全膜和合成橡胶的最佳特效增塑剂,能使之产生极佳的低温性能和低挥发性。
三乙二醇二乙基己酸酯的生产工艺
三乙二醇二乙基己酸酯的生产工艺主要分为两步法:第一步是三乙二醇(三甘醇)和二乙基己酸(异辛酸)在催化剂的作用下进行酯化反应生成三乙二醇单二乙基己酸酯;第二步是三乙二醇单二乙基己酸酯和二乙基己酸(异辛酸)在催化剂的作用下进行酯化反应脱水生成三乙二醇二乙基己酸酯。
韦晓竹等采用硫酸、磷酸作为催化剂,研究了三甘醇二异辛酸酯的最佳合成工艺条件,并探讨了固体超强酸催化剂的催化效果;傅俊红等采用异辛酸、三甘醇作为原料,固体酸作为催化剂,催化合成增塑剂三甘醇二异辛酸酯,并考察了催化剂用量、反应温度对催化反应的影响。图1为三甘醇二异辛酸酯的合成工艺流程图和反应方程式。
反应方程式如下:
2C7H15COOH+HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH → C22H42O6+2H2O; (1)
C7H15COOH+NaOH→C7H15COONa+H2O。(2)
三甘醇二异辛酸酯的主要下游是生产PVB安全膜的生产厂家。汽车工业和建筑业的蓬勃发展,带动了车用夹胶安全玻璃和高层建筑夹胶玻璃的迅猛发展。与此同时,2016年住建部发布了《建筑安全玻璃使用规范》相关文件,提出高层建筑必须使用双层夹膜钢化玻璃或中空玻璃。因此在政策和市场双重推动下,促使下游市场的持续扩张,预计未来3年夹胶玻璃的需求量会出现井喷式的增长,而作为夹胶膜的特效增塑剂三甘醇二异辛酸酯需求量也将随之出现快速增长。
上下游发展情况
上游发展情况
三甘醇二异辛酸酯产品的主要原料是异辛酸和三乙二醇,近两年因为异辛酸下游的急剧扩张,促使异辛酸发展势头强劲,目前应用在异辛酸酯类产品的异辛酸占比约在40%左右,并以年均20%左右的速度高速增长。异辛酸是公司自有产品,年生产量在3万t,生产三甘醇二异辛酸酯所需异辛酸3 350 t·a-1,公司能够保证充足的原料。三乙二醇是乙烯炼化得来的产物,其价格与原油的价格存在较高的关联度,近期三乙二醇市场比较平稳。供应变化对市场预期影响不大,三乙二醇的生产厂家主要有大连恒力石化、Sabic、北方华锦、三江石化、日本触媒、福建联合等大型炼化企业,生产总量在10 000 t·a-1,公司生产三甘醇二异辛酸酯所需的三乙二醇需要1 650 t·a-1,三乙二醇市场原料供应充足,完全能满足公司需求,无需担忧原料的供应情况。
下游发展情况
汽车工业和建筑业的蓬勃发展,带动了车用夹胶安全玻璃和高层建筑夹胶玻璃的迅猛发展。与此同时,2016年住建部发布了《建筑安全玻璃使用规范》相关文件,提出高层建筑必须使用双层夹膜钢化玻璃或中空玻璃。因此在政策和市场双重推动下,预计未来3年夹胶玻璃的需求量会出现井喷式的增长,而作为夹胶膜的特效增塑剂三甘醇二异辛酸酯也将随之出现快速增长。目前国内已有10多家大型的PVB厂商,主要的厂家有江苏澳天力、浙江德斯泰、吉林吉诺、齐鲁乙烯等,2019年国内预计需求量大概为70 000 t,有33 000 t的缺口,依然需要依赖进口,总之三甘醇二异辛酸酯的下游发展势头强劲,而且每年会以40%的速度增长。表1为国内行业标准三甘醇二异辛酸酯的理化指标。
理化指标 | 技术要求 |
---|---|
外观 | 无色透明液体 |
酸值(mgKOH/g) | ≤0.1 |
水分(%) | ≤0.1 |
铁含量(mg/kg) | ≤10 |
铅含量(mg/kg) | ≤5 |
汞含量(mg/kg) | ≤1 |
砷含量(mg/kg) | ≤1 |
镉含量(mg/kg) | ≤1 |
硫含量(%) | ≤0.05 |
灰分(%) | ≤0.1 |
密度(20℃,g/cm³) | 1.02-1.04 |
折光率(20℃) | 1.43-1.45 |
目前,国内生产的三甘醇二异辛酸酯铂钴比色≤10,酸值≤0.1 mgKOH·g-1,纯度≥98.5%,产品性能指标超过德国产品指标,技术性能指标达到国外同类产品先进水平。
市场竞争力及优势
国内市场竞争力及优势
目前,国内生产三甘醇二异辛酸酯的厂家主要有兰溪万盛达、无锡伟峰、晨阳生物、青岛昊成,其中兰溪万盛达年生产能力约8 000 t,无锡伟峰生产能力约7 000 t·a-1,晨阳生物生产能力约5 000 t·a-1,青岛昊成生产能力约5 000 t·a-1,其他小厂的生产能力在12 000 t·a-1,总共生产量达到37 000 t·a-1。2019年国内需求量大概为70 000 t,有33 000 t的缺口,依然需要依赖进口。该项目计划达产5 000 t·a-1,达产时的市场占有率为7.14%,国内市场供给量尚不能满足众多客户需求,因此彼此之间竞争力相对较小。
此外,该产品技术先进,纯度达到99%以上,性能指标在国内领先并达到国际同类产品先进水平。所售产品定价为每吨30 000.00元(税价),其他厂家的产品纯度为98.5%以上,售价在30 000元(税价)左右,相比而言,该产品具有较高的性价比。目前,已有10多家国内大型的PVB厂商预和公司合作,主要的厂家有江苏澳天力、浙江德斯泰、吉林吉诺、齐鲁乙烯等。
国外市场的竞争能力及竞争优势
2018年,全球对三甘醇二异辛酸酯的年需求量为150 000 t,2019年达到180 000 t,增速达到20%。随着工业、建筑业、塑料行业的快速发展以及人类安全意识的提升,加快了汽车安全玻璃、高层建筑玻璃幕墙以及环保塑料产业的壮大,国外对该产品的需求将保持强劲的增长势头。
该产品所售产品定价为每吨30 000.00元(税价),而国外同类产品的销售价格为每吨 32 000~33 000元,同时产品性能指标超过德国产品指标,处于国际同类产品的先进水平。项目产品优越的性价比,使其在国外市场具有很强的竞争力,在国内市场完全可替代进口产品。目前,国际上最大的PVB生产厂家日本积水已经试用了公司的产品,正与公司洽谈未来的合作,完全可以实现出口。表2 为该产品与国内外同类产品性能指标以及销售价格对比。
展望
三甘醇二异辛酸酯(3GO)是一种不含苯环且无害、价廉、助剂效果好的新型环保增塑剂,可以作为传统增塑剂的替代材料,提升塑料相关制品的安全性。
汽车工业蓬勃发展的同时也提高了交通事故发生的概率,每年因汽车玻璃碎片导致伤亡的人数不少于27万人,促使国家对汽车玻璃的性能提出了更高的要求。三甘醇二异辛酸(3GO)是环保型耐寒增塑剂,是制造汽车安全玻璃夹膜的主要原料,其规模化生产可以促使汽车安全玻璃的长远发展,大大提高了国民的安全保障。此外,三甘醇二异辛酸(3GO)也是高层建筑的玻璃幕墙功能性夹膜的主要原料。传统的幕墙主要为金属材质,视觉效果差;现如今大多数采用玻璃幕墙,透光性好、携带热能高,具有保温隔热等多重功能,可以节省大量的能源。
总之三甘醇二异辛酸酯市场前景广阔,其产业化发展存在着巨大的商机。