二級結(jié)構(gòu)專業(yè)輔導(dǎo):環(huán)氧樹脂固化劑發(fā)展談

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環(huán)氧樹脂必須與固化劑反應(yīng)以生成三向立體結(jié)構(gòu)才具有實用價值,因此固化劑的結(jié)構(gòu)與品質(zhì)將直接影響環(huán)氧樹脂的應(yīng)用效果。目前我國已成為環(huán)氧樹脂生產(chǎn)和消費大國,針對國外對固化劑的研究與開發(fā)遠(yuǎn)比環(huán)氧樹脂活躍,與環(huán)氧樹脂品種相比固化劑品種更多,且保密性很強,而國內(nèi)固化劑發(fā)展嚴(yán)重滯后的現(xiàn)狀,專家呼吁盡快把發(fā)展環(huán)氧樹脂固化劑提上重要日程,形成完整產(chǎn)業(yè)鏈,以未發(fā)展受制于人。
    上世紀(jì)90年代以來,世界環(huán)氧樹脂固化劑發(fā)展趨勢出現(xiàn)了許多新的特點,中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家概括為以下幾方面。從產(chǎn)品類型看新品種層出不窮,胺系仍居首位,其次是酸研系,含 P、Si、B、F、Mg等元素的“半無機高分子”固化劑以其獨特的性能引起人們關(guān)注,改性的硫醇系和改性的酚系固化劑也有不同程度的發(fā)展,末端有硫醇基的新的嵌段共聚物大量投放市場。從發(fā)展方向看出現(xiàn)六大趨勢:一是功能性固化劑成為人們研究開發(fā)的熱點,具有固化、增韌、阻燃、促進(jìn)等功能的多功能性固化劑成為人們追求的理想產(chǎn)品,由于開發(fā)全新結(jié)構(gòu)且富有優(yōu)異性能的環(huán)氧樹脂進(jìn)展不大,從而適應(yīng)樹脂改性要求的功能助劑成為人們追求的目標(biāo),一劑多能產(chǎn)品越來越多,同時快速固化、低溫固化及最小吸水率的固化劑發(fā)展迅速,特殊功能的固化劑如彈性固化劑也有很大發(fā)展;二是低毒、無毒化,人們不僅關(guān)注固化劑在生產(chǎn)和使用過程中的毒性及環(huán)境污染問題,而且重視廢棄環(huán)氧樹脂制品的環(huán)境污染問題,發(fā)達(dá)國家初級的多烯多膠、芳香胺已全部被無毒或低毒的改性胺所取代;三是適應(yīng)特殊環(huán)境(潮濕、水下、戶外等)使用的固化劑頗受歡迎;四是適應(yīng)環(huán)氧樹脂高性能化要求,電性能、力學(xué)性能、機械性能優(yōu)良的固化劑將得到很大發(fā)展;五是電子束和光固化型固化劑愈來愈引起人們的重視;六是粉末涂料專用固化劑、水性環(huán)氧樹脂涂料專用水溶性固比劑和單組分膠粘劑專用固化劑用量很大,前景廣闊。從制造技術(shù)看體現(xiàn)四大趨勢:一是改性技術(shù)倍受青睬、應(yīng)用日益廣泛,如脂肪胺改性、四是—香胺改性(尤其是間苯二胺、間苯二甲胺改性)、酸配改性及液態(tài)化、雙氰胺改性及液態(tài)化、咪唑改性及液態(tài)化,以及改性低分子量聚酷胺;二是復(fù)配增效和集裝化技術(shù)方興未艾,受毒性、環(huán)保法規(guī)和成本、效能等因素制約,全新結(jié)構(gòu)的固化劑開發(fā)愈加困難,通過復(fù)配集裝而提高效能日益成為開發(fā)新型固化劑的有效途徑;三是固態(tài)固化劉液態(tài)化技術(shù)很有發(fā)展前途,如常溫下呈固態(tài)的酸酐、雙氰胺等通過改性使其在常溫下至液態(tài),不僅能提高其操作和使用性能,又能節(jié)省能源;四是生產(chǎn)操作和包裝精細(xì)化。
    用戶及市場需求的拉動是環(huán)繞速度固化劑發(fā)展的巨大推動力。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家說,這主要表現(xiàn)在用戶對固化劑提出了更高、更新的要求,如:使用絕對安全可靠,適應(yīng)全球環(huán)保、衛(wèi)生及安全性潮流;應(yīng)用效果顯著提高,品質(zhì)卓越突出;使用、貯運方便;性價比適宜,成本—效能平衡,令人樂于購買和使用;高純化、透明化。市場的需求發(fā)展趨勢還表現(xiàn)在:朝系列化、專用化、配套化、精細(xì)化發(fā)展;在符合環(huán)保法規(guī)和滿足用戶需求的前提下,不斷降低成本、實現(xiàn)較高利潤;固化劑生產(chǎn)廠與固化劑用戶結(jié)成的伙伴關(guān)系,實現(xiàn)雙贏。目前環(huán)氧樹脂固化劑廠家從市場競爭和發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā),普遍注重培養(yǎng)高素質(zhì)綜合性的固化劑研究開發(fā)人才,同時技術(shù)改造和新產(chǎn)品開發(fā)異常活躍,強化科研一生產(chǎn)一應(yīng)用一經(jīng)營管理研究開發(fā)體系、加強知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),與環(huán)氧樹脂配套發(fā)展、互相促進(jìn)。
    我國環(huán)氧樹脂固化劑是隨著環(huán)氧樹脂行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。90年代中葉我國環(huán)氧樹脂生產(chǎn)和應(yīng)用得到快速發(fā)展,帶動和促進(jìn)了固化劑的發(fā)展,表現(xiàn)為固化劑的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、應(yīng)用日益活躍;固化劑的品種、數(shù)量、質(zhì)量也在逐年提高;涌現(xiàn)出一批小型固化劑生產(chǎn)廠。進(jìn)入21世紀(jì),中國環(huán)氧樹脂也成為世界“制造中心”,增長極快,據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會預(yù)測,2005年我國環(huán)氧樹脂產(chǎn)量和消費量將分別達(dá)到30、60萬噸消費將占全球三分之一強,以藍(lán)星新材料無錫樹脂廠為代表的龍頭企業(yè)不僅在規(guī)模而且在質(zhì)量上開始靠近世紀(jì)先進(jìn)水平。但是固化劑的發(fā)展卻被人們忽視,總體技術(shù)水平僅與國外90年代初相當(dāng)。
    我國環(huán)氧樹脂固化劑業(yè)的問題主要表現(xiàn)在以下幾方面:一是產(chǎn)品產(chǎn)量小、遠(yuǎn)不能滿足市場需求,目前國內(nèi)固化劑總產(chǎn)量約30000噸,而市場需求量超過150000噸,產(chǎn)需矛盾突出,高檔及許多專用固化劑需進(jìn)口;二是品種少、系列化程度低,固化劑系列基本齊全且每個系列中可供用戶選擇的品種很少,難以適應(yīng)千變?nèi)f化的環(huán)氧樹脂配方之需;三是環(huán)氧樹脂與固化劑配套發(fā)展水平極低,國外環(huán)氧樹脂企業(yè)十分重視環(huán)氧樹脂與固化劑的配套發(fā)展,每一種環(huán)氧樹脂都有與之配套的固化劑,而國內(nèi)環(huán)氧樹脂企業(yè)產(chǎn)品配套發(fā)展水平還很低,缺乏產(chǎn)業(yè)鏈的配套優(yōu)勢;四是固化劑發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃,固化劑生產(chǎn)廠布局分散,沒有一家形成規(guī)模和系列,無法形成氣候;五是研發(fā)狀況不盡人意,研究開發(fā)人員少、素質(zhì)低,力量分散,無法構(gòu)成固化劑專業(yè)研究中心;六是幾類重要固化劑的基礎(chǔ)原料供應(yīng)不足、質(zhì)量較差,特別是雙氰胺和間苯二胺、間苯二甲胺只能生產(chǎn)原料級產(chǎn)品,多烯多肢質(zhì)量與國外產(chǎn)品差距較大,異戊二烯產(chǎn)量太低。
    中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家稱,每開發(fā)一種新的固化劑就可以解決一個方面的問題,就相當(dāng)于開發(fā)一種新的環(huán)氧樹脂或開辟了環(huán)氧樹脂一個新的用途,因此開發(fā)新型固化劑遠(yuǎn)比開發(fā)新型環(huán)氧樹脂更為重要。我國固化劑的現(xiàn)有水平與國外差距極大,今后10年仍是我國環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)的黃金發(fā)展時期,預(yù)計“十一五”初將成為全球環(huán)氧樹脂產(chǎn)銷第一大國,這對固化劑提出了更高、更新的要求,迫使我們必須盡快做出相應(yīng)決策,研制開發(fā)高質(zhì)量、高功能、系列化、專用化的固化劑將成為今后的重要任務(wù)。為此,專家認(rèn)為必須落實以下措施:一是確定固化劑作為建設(shè)全球環(huán)氧樹脂大國的基礎(chǔ)地位,固化劑屬于典型的精細(xì)與專用化學(xué)品,發(fā)展固化劑意義重大但并非輕而易舉,我們必須按固比劑的特點和規(guī)律加以發(fā)展;二是統(tǒng)籌規(guī)劃、引導(dǎo)有序發(fā)展,國家有關(guān)部門應(yīng)把固化劑納入環(huán)氧樹脂“十一五”計劃和2020年遠(yuǎn)景規(guī)劃中配套考慮,今后有關(guān)廠家在建設(shè)環(huán)氧樹脂裝置的同時應(yīng)同步建設(shè)固化劑生產(chǎn)裝置,在引進(jìn)環(huán)氧樹脂制造技術(shù)的同時應(yīng)同步引進(jìn)固化劑的生產(chǎn)技術(shù)和配方應(yīng)用技術(shù)。發(fā)展固化劑要與現(xiàn)有環(huán)氧樹脂企業(yè)和固化劑生產(chǎn)廠的技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代相結(jié)合,選擇藍(lán)星新材料無錫樹脂廠等條件較好的企業(yè)籌建2~3個綜合性固化劑研發(fā)、生產(chǎn)基地,以形成氣候和整體優(yōu)勢,創(chuàng)國產(chǎn)固化劑;三是下大功夫搞好固化劑的應(yīng)用開發(fā)、市場開發(fā)和技術(shù)服務(wù)工作,從產(chǎn)品研究開發(fā)起就要建立應(yīng)用技術(shù)和商品化技術(shù)研究隊伍,以從事固化劑的配方、用途和加工工藝技術(shù)研究及性能評定工作,還要高度重視市場預(yù)測并完善技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)以限度地滿足不同用戶對各種實用功能的需求;四是形成以技術(shù)為核心的開發(fā)模式,開發(fā)固化劑不能象搞大宗化工產(chǎn)品那樣以項目為核心,要以技術(shù)為核心,著眼于完整的產(chǎn)品方案和系列產(chǎn)品開發(fā),建立綜合性多功能生產(chǎn)車間發(fā)展固化劑產(chǎn)品群,企業(yè)應(yīng)建立靈活而又經(jīng)濟高效的多功能生產(chǎn)固化劑的“廚房車間”,裝備單元操作從而既可供中試又可作生產(chǎn)之用,以適應(yīng)固化劑多品種、多規(guī)格、小批量和市場需求千變?nèi)f化的特殊性。
    在開發(fā)新品種、提高產(chǎn)品檔次方面,要瞄準(zhǔn)和努力趕超世界先進(jìn)水平。根據(jù)國內(nèi)市場需求并結(jié)合國內(nèi)外固化劑的品種結(jié)構(gòu)及發(fā)展動向,必須下大氣力開發(fā)以下新品種:一是新型胺系固化劑,胺系固化劑在所有固化劑中占突出地位,用量、品種最多,約占固化劑總量的80%,今后應(yīng)重點并大力發(fā)展改性胺和聚酰胺系列固化劑;二是新型酸酐系固比劑,常溫下呈液態(tài)的酸酐是今后的主攻方向,國內(nèi)應(yīng)大力發(fā)展市
    場缺口很大且前景廣闊的全液態(tài)異構(gòu)化甲基四氫苯酚和甲基六氫苯酚,并適度發(fā)展其他性能優(yōu)良的液體酸酐,如甲基納迪克酸酐(MNA);三是水性環(huán)氧樹脂專用的水溶性固化劑,以適應(yīng)隨著環(huán)保、綠色工業(yè)的建設(shè),環(huán)氧樹脂水性化發(fā)展的需求;四是就性能環(huán)氧粉末涂料專用固化劑,大力提高其固化速度快、保色好、易分散、易操作、省能源的功能,緊緊跟上環(huán)氧粉末涂料市場不斷擴大、要求不斷提高的步伐。