abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂是重要的通用合成樹脂,它作為通用合成樹脂與工程塑料之間的接合點,更具有特殊的重要性。ABS樹脂是由50%以上的苯乙烯和可變量的丁二烯及丙烯腈所組成,其中苯乙烯提供硬度和易加工性,丙烯腈提供耐化學性和熱穩定性,丁二烯提供韌性和沖擊強度。ABS樹脂具有抗沖擊強度高,耐熱和耐低溫性能較好等特點,而且加工容易,廣泛應用于電子電器,汽車零部件,文教用品,生活用品和工業零件等領域。
生產技術及發展現狀
ABS樹脂是在聚苯乙烯樹脂改性的基礎上發展起來的。早在ABS樹脂出現以前,美國橡膠公司和聚苯乙烯生產廠就已經對用丁苯橡膠和丁腈橡膠改善聚苯乙烯的脆性進行了多方面的研究工作,并制得了抗沖聚苯乙烯。1947年,美國橡膠公司首先用共混法實現了ABS樹脂的工業生產。該法工藝簡單,但產品耐老化性能差,加工困難,已被淘汰。1954年美國Borg-Warner公司將丙烯腈和苯乙烯在聚丁二烯膠乳中進行接聚合,制得了接枝型 ABS樹脂,并首先實現了工業化生產。乳液接枝聚合法ABS樹脂生產技術的開發,為ABS樹脂 工業的迅速發展奠定了基礎。之后,前西德、法國、英國和日本紛紛引進ABS樹脂生產技術建廠,并在引進技術的基礎上各自開發ABS樹脂生產技術,進而實現工業化。 目前,ABS樹脂生產方法主要有乳液接枝法、乳液接枝-摻混法、連續本體法、本體-懸浮法、乳液接枝-懸浮法、乳液接枝-連續本體法等。其中乳液接枝-摻混法又可細分為乳液接枝-乳液SAN摻混法、乳液接枝-懸浮SAN摻混法和乳液接枝-本體SAN摻混法3種方法。經過多年的實際運行和市場競爭的考驗,乳液接枝-本體SAN摻混法和連續本體法這2條技術路線成為目前生命力最強的ABS技術路線。
世界市場分析
據美國 《化學周刊》統計ll J,2003年世界ABS產能718萬t,其中北美和西歐合計194萬t,占世界總量的27%;亞太地區產能增長較快,達到5012萬t,占世界總量的69.8%。
2003年全球的ABS樹脂需求量高達580萬t,其最大的市場在于電子設備和家用電器,占 ABS總需求量的 54%;其次是用于汽車工業,占20%;此外用于建筑業的產品占 l9%,日用消費品約7%。但 ABS的消費在不同地區和國家存在很大差異,例如,在汽車領域中美國和西歐的消費比較高,約占22% 24%,13本占 l5%左右,遠東地區僅 占 5%;在 器具方面 13本 占 27%,西歐占24%,美國占2O%;在電子電器領域遠東地區所占比例高達50%左右,13本西歐約占23% ~26%,美國僅占10%左右。此外13本在雜品方面的應用比例高達28%,美國在建筑建材方面應用比例占13%~16%。近年來全球ABS需求一直保持著5%左右的年均增長率,亞太地區尤其是中國大陸是帶動消費增長的主要地區。2004年世界ABS(含SAN)產能達900萬t。總消費量約600萬t,預計到2007年和2012年,全球ABS需求量將達到710萬t和820萬t。ABS產能目前主要集中在美國、西歐和亞洲地區,奇美、拜耳、LG化學、BASF、GE塑料、臺灣化學和纖維公司是主要的生產商。
中國市場分析
ABS樹脂牌號眾多,應用領域很廣。目前,我國ABS產品高度集中在電子/電器配件上,如電冰箱、電視機、電話、辦公機械以及其它小家電等,約占總消費量的 80%左右;玩具和 ITE設備各占 10%左右。在電子/電器領域,計算機、空調和復印機等對 ABS 的需求近年增長較快 ;在交通運輸領域 ,汽車、摩托車對 ABS的消費也將顯著增加,用于汽車配件的高抗沖、耐熱型 ABS,用于冰箱的板材級 ABS和用于計算機的阻燃級 ABS將成為新的需求增長點。但在某些應用領域,ABS正面l臨具有較低成本優勢的其它改 性樹脂或樹脂共混料所帶來的新的競爭。
在上述行業產品中,不同種類的 ABS,如:通用注塑級 ABS,阻燃 ABS,擠出級 ABS,耐熱 ABS,管材 ABS,透明 ABS,電鍍級 ABS,改性用 ABS等被應用于不同的用途。這其中通用注塑級 ABS,由于其均 衡的物理性能,廣泛的適用范圍,相對低廉的價格, 在現階段是中國市場上最主要的一種 ABS產品,占總應用量的70%以上。
目前我國市場上流通的阻燃ABS,改性 ABS及其它一些特殊級別的ABS大部分來源于二次加工的通用注塑級 ABS。這樣2004年通用注塑級ABS的實際用量高達224萬t。目前我國ABS的生產企業主要是生產這一類ABS,原因就是為了滿足國內市場的巨大需求。
發展前景
隨著我國制造業水平及各行業產品要求的不斷提高,預測各種特殊級別ABS的應用量將會有較大的增長空間。但是,由于通用注塑ABS擁有較高的光澤度,抗沖擊強度,較好的加工性能以及較均衡的其他物理特性,導致其非常適合于生產器具的外殼及眾多產品的內外部的零部件;而且在今后較長的一段時間我國仍是世界中低檔產品的重要生產基地,較之特殊級別的ABS,通用注塑級ABS的價格優勢非常明顯。因此,其廣泛的應用性和在我國巨大的市場需求這一實際情況將不應有所改變。換言之,在未來的中國ABS市 場中,通用注塑ABS仍將是最主要的一類產品。同時各行各業的發展也對ABS的性能和品種提出了新的較高要求,各種專用料如抗沖擊、阻燃、抗靜電、高耐熱、耐候、高阻尼、抗電磁屏蔽等新品種將受到青睞;尤其是電冰箱用板材ABS、計算機和汽 車儀表板專用料將成為需求增長最快的品種。
隨著科學技術的不斷發展和對ABS樹脂性能要求的不斷提高,以及人們環境保護意識的不斷增強,ABS樹脂生產技術將進一步改進、完善和提高,并向節能、降耗、無公害化方向發展,以求大力降低產品成本、提高經濟效益和社會效益。
乳液接枝一摻混法是工藝最成熟、產品范圍最寬、實用性最強的ABS樹脂生產技術,也是目前世界范圍內應用最廣泛的工藝技術。而在乳液接枝-摻混法工藝中,以乳液接枝-本 體SAN摻混法工藝最有發展前途,其優點是:橡膠用量不受限制,便于生產高抗沖產品;接枝率容易控制,產品性能穩定;調節ABS粉料與SAN粒料混合比例可以生產多種牌號的 ABS樹脂;采用本體聚合法生產SAN 樹脂能耗最低。因此,乳液接枝-本體SAN摻混法是 目前ABS生產的最實用方法,具有廣闊的發展前景。連續本體法ABS樹脂生產工藝是一種正在發展中的技術,具有工藝流程短、裝置建設費用低 、“三廢 ”量少并能與高抗沖聚苯乙烯、通用聚苯乙稀、SAN切換生產的優點,產品性能較以前已有很大提高,可與乳液 接枝一摻混法生產的ABS 產品相媲美,有些性能甚至已經超過了乳液接枝-摻混法生產的ABS產品。
面臨的問題
我國 ABS樹脂的生產發展速度仍滯后于市場需求的增長速度,每年尚需大量進 口,應 在提高現有裝置開工率的同時,進一步擴大生產能力,提高產品自給率,從根本上緩解供需矛盾。未來幾年,我國ABS產能和需求都呈現迅猛增長態勢,各大ABS生產企業紛紛看好國內的巨大市場,但國內企業ABS的產量與產能和市場需求量相比仍偏低,主要因素之一是原料價格和供應問題制約其發展,尤其是未來幾年國內ABS產能快速增長,原料供應成為生產企業特別關注的問題。
發展建議
(1)今后擴建和新建ABS裝置一定要考慮到原料配套和供應問題,在產能和需求快速增長的狀況下,原料穩定供應將成為今后我國ABS樹脂生產企業重點面對的問題。
(2)應加大產業結構調整力度,發展抗沖擊、耐熱、耐候、高流動、電鍍、阻燃、高光澤、抗靜電、激光標識、抗電磁屏蔽、抗阻尼運動、氣體阻隔等專用ABS樹脂品種以及電冰箱、頭盔、板材以及汽車儀表板表皮等各種專用料的開發。
(3)近年來ABS樹脂與其它高性能的工程樹脂的合金共混物發展很快,其中最主要品種有ABS/PC、ABS/pvc、ABS/PBT、ABS/PA以及TPU/ABS等,我國應加大ABS樹脂共混金的開發力度,盡快大規模推出ABS樹脂共混合金,改變我國ABS樹脂產品品種單一,產品檔次低的現狀,以滿足國內實際生產對不同品質產品的需求。
(4)ABS樹脂生產過程中不僅廢水廢氣需要治理,達標排放,清潔生產,而且改性加工過程中也要避免阻燃劑等助劑對環境的污染。