2010-2012年聚碳酸酯行业深度研究及行业竞争力分析报告

-2012年聚碳酸酯行业深度研究及行业竞争力分析报告第一部分行业发展现状第一章PC行业发展概述第一节PC的概念一、PC的定义聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)是一种无色透明热塑性聚合体，它不仅具有很高的抗冲击强度、优良的热稳定性、耐蠕变性和耐寒性以及良好的电绝缘性、阻燃性，而且可抗紫外线、耐老化。目前使用的工程塑料中，PC的透明性能是最好的，可见光透过率高达90%以上。此外，PC密度低，容易加工成型，是一种性能优良，应用广泛的工程塑料。化学名：2,2＇-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯CAS编号：25037-45-0图表SEQ图表\*ARABIC1：聚碳酸酯单体的结构式二、PC的特点聚碳酸酯耐酸，耐油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。密度：1.20－1.22g/cm线膨胀率：3.8×10cm/cm°C热变形温度：130°C聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，需要添加阻剂才能符合UL94V-0级。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。图表SEQ图表\*ARABIC2：聚碳酸酯的工艺特点特点注意问题熔融黏度对剪切速率的敏感性小，而对温度的敏感性大，近似于牛顿流体行为要增加熔体的流动性，不是通过增大注射压力而应通过提高注射温度的办法来达到无明显熔点，熔体黏度较高要求模具的流道、浇口短而粗，以减少流体的压力损失，同时需要较高的注射压力高温下树脂易水解树脂在成型加工之前需进行充分的干燥处理，使其含水量控制在0.02%以内。此外，在加工过程中对树脂还应采取保温措施，以防重新吸湿制品易开裂不仅需要合理的制品设计，还应正确掌握成型工艺。如提高模具温度、对制品进行后处理等都可以减少或消除内应力聚碳酸酯的综合优良性能是一般塑料所无法比拟的。这种塑料特别适用于制造尺寸较精密准确、形状复杂、能承受轻负荷或较少冲击负荷的小型制件。由于增加温度使粘度将十分容易减少，成型原本并不困难，但是要向完整无损的保持这么一些好的特性却不容易。关键是要对工艺特性有充分的了解和掌握，特别注重严格控制原料干燥、注射温度、模具温度等三大条件。1、原料干燥。聚碳酸酯最突出的是高温下对微量水分的敏感性，加上熔融温度高，熔融粘度大，常因处理不当而出现开裂和其他质量事故，所以住塑前必须严格、彻底进行干燥。经干燥后所料水分含量应不大于0.02%,微量水分的存在可以使聚碳酸酯发生破坏性的降解，粘度下降，放出二氧化碳等气体，塑料变色，性能变坏。注成的光盘带银丝、气泡、强度下降、破裂。水分含量越高，破坏性降解越厉害。(1)、若干燥程度很差，塑料中水分多，熔融粘度急剧下降，熔体迅速淌出，炮筒喷嘴在劈啪响声中不断喷出泡沫状云球、白烟或气体。用这样的料成型的制件颜色很深，表面有大量银纹色线，内部带气泡，性能极脆，由于内应力大，很多制件脱摸时马上就开裂了。(2）、若干燥程度一般，喷嘴中缓慢注出的细条浑浊不清，表面不光亮，内部夹有少量小气泡。制成的制件在浇口附近或其它部位表面粗糙失光，抗冲击强度较低。2、注射温度。聚碳酸酯的热加工特性有两个方便之处：有较高的热稳定性和很宽的成型温度范围；由温度变化引起粘度变化较大，由剪切速率变化引起粘度变化较小。即聚碳酸酯熔融流动性大受温度变化的影响，而压力的影响作用不大。所以历来都是把注塑温度的调节作为顺利进行成型和控制制件质量的必要而有效的手段。但要注意，若温度过低，因粘度大，供料不足，制件表面收缩或起皱纹，无光泽，银丝紊乱；温度过高或高于320℃3、模具温度。聚碳酸酯粘度高，流动性差，对剪切作用不很敏感，冷却速度又快，很容易使制件表面产生缺陷，内部形成应力。若模温过低，制件可能难充满或带有收缩率大、波纹、毛斑、暗条、空洞等表观缺陷，并出现制件残余了增加。若模温过高，制件冷却慢，成型周期长，表面光泽差，又会造成粘模，使顶出和脱模困难，制件桥区、翘曲变形。4、注塑压力。注塑压力对制件性能影响主要表现在保压时间上，保压时间短，制件收缩或出现收缩空洞、真空泡；加长保压时间，尤其对大面积厚壁制件，可增加其密度，消除真空洞，尺寸也稳定；保压时间过长，由于是强行充模，又会使制件产生内应力，容易开裂。5、制件内应力检查。比较普遍的方法有两种：偏振光检验法及溶剂浸渍法。偏振光检验法适用于各种透明塑料制件的检验，利用制件的透明性，把制件置于偏振光镜片之间，从镜上观察制作表面彩色带面积的大小来确定内应力发生的范围的大小，光带面积越大，内应力范围越大。三、PC的应用PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。PC板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器，PC树脂用于汽车照相系统，仪表盘系统和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元件，继电器外壳，PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血标本器具，血液充氧器，外科手术器械，肾透析器等，PC可做头盔和安全帽，防护面罩，墨镜和运动护眼罩。PC薄膜广泛用于印刷图表，医药包装，膜式换向器。第二节PC行业发展成熟度一、行业发展周期分析聚碳酸酯的特点是性能优异、技术壁垒高、产品附加值高、行业景气周期长，产品都会经历毛利率波和进口替代率不断上升的过程。目前，中国聚碳酸酯的研究水平与国外发达国家相比仍然存在差距，导致产能存在一定的缺口。一般来说，技术难度越大产能缺口越大，对国外的依存度就越大。由于技术的差距，导致行业进入壁垒大、产能扩张进程较慢，因此行业景气周期比一般的行业长。二、行业中外市场成熟度对比经过几年的发展，我国化工新材料产业已经初具规模，而且在少数领域有较强的国际竞争力。但与先进国家比，我国仍存在生产能力不足、产品质量差、产品规格少、没有实现系列化等缺点，因此许多重要产品和高性能产品仍需依赖进口。化工新材料行业在发展过程中，不可避免的是产品市场价格波动较大。由于国内化工新材料的生产能力严重不足、对外依存度较高，生产技术水平与大型国际跨国公司还存在一定的差距，因此较易受到国外公司的倾销和打压。一般而言，化工新材料产品都经历了一个国外技术封锁、市场垄断、产品高价高毛利到自主研发、装置建成、国外倾销到国家保护、反倾销、合作、市场稳定、合理价格的过程。对化工新材料企业，一方面，需要进一步延伸公司产业链，提高上下游产品之间的配套能力，扩大新材料品种范围，降低市场价格波动的风险，促进公司经营业绩的稳定并保持发展的能力；另一方面，也要使公司自身规模和实力迅速扩大，提高与国外跨国企业竞争的能力，有助于我国民族化工新材料产业的健康发展。原油作为基础能源和化工原料，其价格对制造业特别是直接的化工下游行业有重要的影响。例如，通用工程塑料的原材料基本来自石油乙烯和炼油装置，原油价格的下跌将大大降低工程塑料的生产成本。但由于与石油相关的化工新材料一般具有高壁垒、高附加值，所以当油价上涨时，相关公司具有较强的向下游转移成本的能力。但在过去，由于劳动力、原油、煤炭、电力、土地等资源的低价格，纵容了化工企业高耗能、低附加值的粗放经营模式，阻碍了企业和行业通过提高技术和效益增强竞争力、形成自主品牌和自我创新能力，是化工产业结构从劳动密集向资本密集和技术密集转变的障碍。资源价值的重估，事实上是中国化工行业盈利模式和产业结构调整的开端。同时，包括人民币汇率、出口退税、引进外资等政策的调整，也反映了国家对企业从粗放型转向精细型、技术型盈利模式的调整已经开始。随着资源价格的不断提升，现在化工行业的成本优势将面临日益严峻的挑战，转型压力日益突出。在经济全球化的背景下，面对国外跨国巨头的外忧、国内资源价值重估的内患，中国的化工新材料行业需要把握中国国内消费不断增长的机遇，利用好天时（政策支持）、地利（地域宽广、市场巨大）、人和（人口众多，消费拉动）就能获得长期增长的发展机遇。三、行业及其主要子行业成熟度分析在众多行业中，石油和化学工业具有行业多、门类广、产品多等特点，在整个国民经济中约占20%，是我国的支柱产业之一。其产业链几乎渗透到所有行业领域，包括轻工、纺织、冶金、机械等行业中的化纤、洗涤剂、化妆品、电池、橡塑、医药化工、国防化工、化工新材料等。石油化工行业规模大、品种多、产业成熟度高、国际化标准化程度高、交易活跃、企业资信容易查验，而且企业、市场高度分散，现实交易成本高，现实市场价格地区差异较大。第三节聚碳酸酯生产方法一、溶液光气法溶液光气法的工艺路线为：光气+双酚A(BPA)→PC。以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力。二、界面缩聚光气法界面缩聚光气法是目前工业上应用较为广泛的工艺，其与溶液光气法的主要不同在于：双酚A首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐，后加入二氯甲烷，通入光气，使物料在界面上聚合，生成低分子量PC，然后经缩聚分离得到高分子量PC产品。此工艺路线技术成熟，产品质量高，不用脱除溶剂，成本较低，适合大规模和连续生产，而且产品纯净、易加工、分子量高，能满足各种用途性能要求，在PC生产工艺中占绝对优势，目前世界上约有90%的PC生产采用该工艺。近年来对该工艺的主要改进体现在环状齐聚物的开环聚合和后处理工艺方面。美国GE公司推出了环状低聚物开环聚合新工艺，不仅改善了产品的加工性能，而且成本有所降低，其关键步骤是制备环状低聚物。双酚A与光气反应生成双酚A-双氯甲酸酯，经水解缩合生成环状低聚物，再进一步缩合即得产品PC。此工艺比熔融缩聚更为实用，且为活性聚合，在较短时间内可制得比传统产品分子量高10倍的PC产品。后处理工艺的主要改进是开发出将蒸发与沉析相结合，并配之以排气式挤出机的工艺路线，即将溶有PC的二氯甲烷溶液与甲苯蒸气以逆流方式在汽提塔去除沸点较低的二氯甲烷。由于PC只微溶于甲苯，二氯甲烷去除后，便得到PC与甲苯的浆料；经薄膜蒸发可得到PC含量大于80%的PC-甲苯混合物；然后直接送入排气式挤出机脱净残余甲苯，共挤出造粒，从而有效简化了后处理工艺。三、酯交换熔融缩聚法酯交换熔融缩聚法的工艺路线分为两步：①光气+苯酚→DPC；②DPC+BPA→PC，简称酯交换法，又称本体聚合法，也是一种间接光气法工艺。苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC)，然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应生成低聚物，再进一步缩聚制得PC产品。该工艺流程短，无溶剂，全封闭，无污染，生产成本略低于光气法，但产品光学性能较差，催化剂易污染，副产品难以去除，加工困难，应用范围有限，再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大吨位工业化生产。四、非光气酯交换熔融缩聚法非光气酯交换熔融缩聚法因工艺过程中彻底不使用光气，是在酯交换法生产工艺的基础上开发成功，属绿色环保工艺路线，又称全非光法。其生产工艺也分为两步：①酯交换法合成DPC：苯酚+DMC→DPC；②DPC+BPA→PC。首先，以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DMC)；其次，苯酚和DMC反应首先生成甲基苯基碳酸酯(MPC)，然后MPC和苯酚进一步反应生成DPC，同时MPC发生歧化反应也生成DPC。得到非光法DPC后，在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。该法与光气法及酯交换法相比，有以下优点：①不使用剧毒的光气和溶剂二氯甲烷，无脱溶剂和水洗脱盐工序，流程简单，大大降低了对环境的污染；②产品质量高，聚碳透明度可达98%，达到光学级聚碳酸酯性能指标，可用来制造光盘类光电子产品；③副产品甲醇和苯酚可循环使用，降低原料成本。第四节聚碳酸酯的主要应用领域分析一、光盘片PC可用作光盘材料。聚碳酸酯是光盘基材的首选材料，目前市场上90%以上的CD、VCD、DVD光盘采用聚碳酸酯作为基材。近两年国内PC消费市场已有了较大变化，电子电器及光盘虽仍为PC的最大用户，但所占比例已有所下降，PC在建材、汽车等领域的应用正在增加。近年来，随着信息产业的倔起，由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音像信息存储介质，正在以极快的速度迅猛发展。聚碳酸酯以其优良的性能特点因而成为世界光盘制造业的主要原料。目前世界光盘制造业所耗聚碳酸酯量已超过聚碳酸酯整体消费量的20%，其年均增长速度超过10%。我国光盘产量增长迅速，因而聚碳酸酯在光盘制造领域的应用前景是极为广阔的。二、汽车材料聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件，其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。根据发达国家数据，聚碳酸醋在电子电气、汽车制造业中使用比例在40%～50%，目前中国在该领域的使用比例只占10%左右，电子电气和汽车制造业是中国迅速发展的支柱产业，未来这些领域对聚碳酸醋的需求量将是巨大的。因而聚碳酸酯在这一领域的应用是极有拓展潜力的。三、建筑材料聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗冲击性，耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。目前，国内建有聚碳酸酯建材中空板生产线20余条，年需用聚碳酸酯7万t左右，预计到2009年将达到30万t。四、包装材料近年来，在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶。由于聚碳酸酯制品具有质量轻，抗冲击和透明性好，用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且