1.不飽和聚酯樹脂發展史
不飽和聚酯樹脂是由不飽和、飽和的二元酸(酐)與多元醇在190~220℃和酸性條件下縮聚而成。產品中一般加有乙烯基結構的交聯劑,為了提高貯存期,通常還加入一定量的阻聚劑。不飽和聚酯的外觀為粘稠的無色或微黃色液體,在使用時加入添加劑、填料、引發劑和促進劑后,通過共聚反應生成體型交聯的固化材料。由于其具有優異的機械性能、電性能和耐化學腐蝕性能等,目前已被廣泛用于工業、農業、交通及運輸等領域。
不飽和聚酯樹脂產品發展至今大約有70多年的歷史。我國不飽和聚酯樹脂研究工作始于1958年,當時最先從事這項技術開發工作的是化工部北京化工研究院,之后1964年常州263廠從英國斯考特巴德(Scott Bader Co.)公司引進技術,建成了500t/a的生產裝置,為我國不飽和聚酯工業的發展奠定了基礎。此后天津合成材料廠采用天津市合成材料工業研究所得技術,于1968年建成了150t/a生產裝置。進入70年代后,隨著幾個重點企業的擴建改造,生產能力逐年擴大,70年代末我國的不飽和聚酯工業已初具規模。1968年到1985年我國不飽和樹脂產量年均增長率為20%左右。80年代中期,由于原料價格大幅提高,貨源緊缺,使產量一直徘徊在3~5萬t之間。此外我國陸續從國外引進生產線,例如南京復合材料廠引進美國SILMAR公司生產線,生產SMC、瑪瑙、膠衣等。秦皇島玻璃鋼廠引進日本三井東壓公司、英國Scott Bader Co公司生產線,開發出阻燃不飽和聚酯樹脂產品,并引進拉擠工藝等等。90年代后全國不飽和聚酯工業發生了翻天覆地的變化。為了配合引進的成型加工生產線和國內自己配套的加工生產線,近十來年來我國開發和完善了各種樹脂,比如鄰苯,間苯和乙烯基樹脂、阻燃樹脂、低收縮樹脂、亞克力粘合樹脂、拉擠樹脂、人造花崗巖樹脂、原子灰、RTM樹脂、SMC樹脂及片材等,并已形成一定的生產能力。隨著我國汽車工業和房地產住宅業的開發,十幾年來也帶動了我國高強度、低收縮SMC樹脂及片材,以及FRP拉擠門窗的配套生產。
2.不飽和聚酯樹脂市場分析
隨著近幾十年我國不飽和樹脂工業的蓬勃發展,我國不飽和樹脂產量年年攀升。1980年首次不飽和聚酯突破萬噸級產量,達到1.07萬噸。1980-1990年間,產量逐漸提升,1990年達到3.31萬噸。到了1990-2000年間,不飽和聚酯產量進入快速增長期,截1999年達到32萬噸,突破十倍量級的提升。進入新世紀以后,迎來高速發展階段,2004年產量首次邁入100萬噸,2009年還實現零排放、全自動生產。2010-2020年間,產量繼續從153萬噸提升至340萬噸。占全球不飽和樹脂產量的50%以上。目前,我國不飽和聚酯樹脂產量位居全球第一。2021-2022年受疫情以及國內房地產市場調整,不飽和樹脂產量有所下降。2021年,我國不飽和聚酯樹脂總產量315萬噸,同比下降7%左右,2022由于疫情持續及石材萎縮、建筑影響,市場下滑嚴重,年產銷量預計189萬噸,同比下降41%。隨著疫情的放開以及經濟的恢復,預測2023年產量會好于2022年。2023年預計我國不飽和樹脂將在新能源汽車、環保工程、海洋船舶、軌道交通、管道等領域將獲得大量應用。
(來源:中國合成樹脂協會不飽和聚酯樹脂分會)
據不完全統計,2022年我國不飽和聚酯有效產能加上2022年新開工產能累計達到700萬噸,近幾年開工率僅在5-6成,2022年由于特殊原因,開工率降至最低,行業承壓明顯增大。且我國不飽和樹脂企業大多數屬于中下企業,生產集約化程度不高,抗風險能力也差,小企業生產環境每況愈下,面臨淘汰壓力。
不飽和聚酯樹脂生產企業集中在沿海地帶,江蘇、廣東、福建以及山東位居前列。據報道,僅華東地區不飽和樹脂產量就在全國產量的46%左右,華南占到25%。區域居中度明顯。且主要消費市場也集中在華東、華南以及山東、河北一帶。
據業內不完全統計,國內不飽和樹脂企業典型企業目前產能情況如下:
3. 不飽和聚酯樹脂市場需求及占比
我國UPR主要應用行業是FRP(玻璃鋼復合材料)市場、人造石和工藝品市場、膠衣和涂料市場。
據玻璃鋼市場是不飽和聚酯樹脂當前和今后將持續增長的應用領域。這里主要指車輛零部件、軌道交通、化工管罐及門窗格柵、船舶、冷卻塔及水處理工程等等。后面將著重展開討論。
工藝品市場主要包括樹脂工藝品、平面和立體雕塑等。在石材市場,由于礦山開采的限制和加工成本升高,大量石材企業和裝飾材料企業從天然石材轉變為人造石。人造石的巨大需求成為UPR第二大增長點。據粗略統計,國內住宅平均每戶裝備的人造石櫥柜板(40KG)和衛生間漱洗臺盆(8KG)就共計需要50KG左右,而其中樹脂用量就達到10%以上,市場體量巨大。但隨著去年房地產深度調整,也波及到石材市場。據不飽和聚酯分會提供的數據顯示,2021年中國大陸不飽和聚酯樹脂中,用于增強類產品占比達到50.5%,非增強類產品占比為49.5%。而在2022年間,用于增強類產品占比為54%,非增強類產品占比達到46%。據華礱樹脂有限公司反映,2022年我國不飽和聚酯樹脂市場下滑主要是石材萎縮和建筑影響。
涂料和膠衣作為UPR市場的第三應用領域,被廣泛用于裝飾板用底層涂料、石材表面涂料及防腐、抗靜電地坪等以及一些中高檔樂器面漆和玻璃鋼表面膠衣。高檔樂器面漆相對較少,主要集中在石材、人造板和裝飾板用面漆。例如光敏性UPR主要應用于涂料,它不但固化速度快,而且有光澤、力學性能和耐腐蝕性能優良。在玻璃鋼表面裝飾方面,防老化阻燃膠衣、耐熱膠衣、噴涂膠衣、模具膠衣等已投放市場。
據粗略統計,我國UPR消費構成大致為:玻璃鋼復合材料51%;人造石和工藝品占比42.2%;涂料及膠衣占比5.2%;其他(包括紐扣等)占比1.6%。