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1、PBT塑料产业发展与应用杨定吉甫，李翰卿上海金发科技发展有限公司 上海市青浦区朱家角工业区康园路 88 号 201714 聚对苯二甲酸丁二醇酯，又名聚对苯二甲酸四次甲基酯英文名为： Polybutylene Terephthalate ，简称 PBT 、 PBTP 或 PTMP ，以下简称 PBT ，它是对苯二甲酸与 1 ， 4- 丁二醇的缩聚物。可用酯交换法或直接酯化法经缩聚制得，今后的发展趋势为直接酯化法生产。 PBT 是通用工程塑料中工业化最晚而发展最快的一个品种，虽然到上世纪 70 年代才工业化生产，由于 PBT 具有优良的综合性能，良好的成型加工性和优异的性能 / 价格比，很快热销市
2、场。 PBT 具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低 , 在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，低温下可迅速结晶，成型性良好。但 PBT 体积电阻、介电损耗大，耐热水、碱类、酸类、油类但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，缺口冲击强度低，成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高，可以在 140 下长期工作。但玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品发生翘曲。 PBT 经过改性获得 良好的耐热、阻燃、电绝缘性及成型加工性，使其在电子工业中得到较广的应用。加入 一定比例的 玻璃纤维和改性助剂
3、后， PBT 改性塑料 可长期用于高温下尺寸稳定性要求高的电子电器零件。 PBT 因击穿电压高而适于用作耐高电压的零部件，因其熔融流动性好，易于加工结构复杂的电子零件，如集成电路的插座、印制线路板，角形连接器、接线柱、电动机罩盖、计算机的风扇、节能灯灯头等。 在汽车制造领域， PBT 广泛用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。 GE 公司的 PBT/PC 合金，商品名为 Xenoy1731 ，耐热性好，耐应力开裂，具有优良的耐磨、耐化学腐蚀性，低温冲击强度高，易加工和涂饰性好，主要应用于高档轿车保险杠、车底板、面板
4、和摩托车护板等。同时，由于 PBT 对汽油、发动机油的耐受性好， PBT 也用于汽车发动机系统配件的生产。 作为一种综合性能优良的新型工程塑料， PBT 工程塑料及其各种合金在全球范围内已经广泛用于电子电气、汽车、机械及民用等各个领域，目前全球共有 40 多家公司生产 PBT 树脂，由于其具有综合性能优良、原料来源丰富、设备投资少、生产工艺成熟、能耗较低等特点，近 20 年来的生产增长率一直保持较高水平。 2004 年全球 PBT 树脂的总消费超过 60 万吨，总产能约 80 万吨 /a 。而中国是其中需求量最大的国家。截至 2006 年，国内市场消费量达到 12 .5 万吨。中国 PBT 市
5、场的持续繁荣主要是受电子电气行业和汽车工业这两大朝阳行业的带动。目前国内的 PBT 工业化水平较低，产量不能满足国内市场的需要，每年都要进口各种 PBT 数万吨。 今后几年。随着汽车， OA 产品， IT 产品，节能灯国产化程度的提高， PBT 的应用会有较大幅度的增长，预计增长率会超过 15% 。预计到 2010 年产能可能达到 25 万吨，消费量将超过 20 万吨。 一、塑料用 PBT 树脂产业发展现状 根据美国 SRI International 统计分析，美国 GE 塑料公司是目前世界最大的 PBT 生产商，生产能力为 14.4 万 t/a ，占世界总生产能力的 20% 。 Ticon
6、a 公司和杜邦公司是世界第二、三位 PBT 生产商，这两家公司的生产能力分别为 11 万 t/a 和 9.5 万 t/a ，占世界总生产能力的比例分别为 13.8% 和 12.0% 。长春塑料、巴斯夫公司、德固萨和 DSM 居于其后，生产能力分别为 8.0 万 t/a 、 4.0 万 t/a 、 3.0 万 t/a 和 3.0 万 t/a 。 2002 年全球 PBT 消费量约为 40.2 万 t/a ，需求以北美和欧洲为主，亚洲由于电子 /电器工业需求的驱动，消费量也快速增长。 2002 年全球 PBT 分地区的需求量分别为：北美 12.2 万 t 、欧洲 14 万 t 、日本 6.5 万
7、t 、亚洲其他地区 7.5 万 t 。汽车和电子电气工业消费量占全球 PBT 总消费量的 70% 左右。 2003 年初世界主要的 PBT 生产能力分布见表 1-1 （来源于 CEH ）。表 1-2 给出了 2002 年世界主要地区的 PBT 供需情况。 表 1-1 2003 年初世界主要的 PBT 生产能力分布 公司 地点 产能，万 t/a GE 美国， 德国 14.4 杜邦 美国、德国、卢森堡 11 Ticona 美国、日本 9.5 长春塑料 中国台湾 8 巴斯夫 德国，美国 4 德固萨 德国 3 DSM 荷兰 3 备注：占世界总能力的 71% 表 1-2 2002 年世界主要地区的 PB
8、T 供需情况 美国 欧洲 日本 亚洲其它国家 产能 20.1 23.2 16.3 17.4 产量 13.9 14.0 7.0 7.0 进口 7 - 1.2 5 出口 2.4 0 1.7 - 消费 12.2 14.0 6.5 7.5 2004 年后，全球各大 PBT 生产商如 Ticona 、杜邦、 DSM 、帝人、拜尔等公司新增产能 25.5 万 t/a 。塞拉尼斯公司子公司 Ticona 公司与 DSM 公司组建了 50/50 合资企业在荷兰埃门建设 6 万 t/a 的 PBT 装置，于 2005 年建成。 DSM 公司在当地拥有 3 万 t/a 的 PBT 装置。 Ticona 公司在美国
9、谢尔比拥有 3 万 t/a 的 PBT 装置。为巩固在工程塑料领域的领导地位，拜耳、杜邦联手投资 5000 万欧元成立合资企业 DuBay 公司，在德国建造世界级 PBT 工厂，初期年产量 8 万 t ，新装置建在杜邦的德国 Hamm-Uentrop （乌曲普）化学工业园内，采用最新的环保和安全标准建设，该装置已于 2004 年初投产。 Ticona 与帝人和 Daicel 公司（日本最大的 PBT 生产商）的合资公司 WinTech 公司在日本松山拥有 1 万 t/a 的 PBT 装置，并又在建设 5 万 t/a 的 PBT 装置。巴斯夫和东丽公司组建 50/50 合资企业在马来西亚现有石化
10、联合装置所在地，投资 4000 万美元建设 PBT 装置， 2006 年投产时初期能力为 6 万 t/a ，并可根据需要扩增至 10 万 t/a ，由现有巴斯夫石化联合装置供应生产 PBT 原料丁二醇。 世界上 30 多家万吨级 PBT 生产公司主要集中在美国、西欧、日本和韩国， 2005 年底全球产能约 80 万吨。 我国 PBT 技术开发始于 20 世纪 70 年代 , 先后建成一些百吨级至千吨级的小型生产装置。其中 , 较大的有北京市化工研究院所属的北京泛威公司的间歇酯交换法 5000t/a 装置和中国蓝星南通合成材料厂连续酯交换法 5000t/a 装置 , 但由于工艺技术及主要原材料供
11、应等方面的问题 , 北京泛威公司的生产能力未能充分发挥（都己停产）。目前我国仪征化纤公司工程塑料厂引进连续酯化缩聚工艺及关键设备 , 建成 2 万 t/a 的 PBT 装置，因工艺技术先进 , 又有自产原料优势，使国内 PBT 生产大为改观。蓝星化工新材料公司目前拥有 2.1 万吨的 PBT 生产装置（其中 1.5 万吨 / 年 PTA 直接酯化法、 0.6 万吨 DMT 酯交换法），该公司还在南通建设 5 万吨 / 年的 PBT 装置，该装置将于 2007 年第三季度投产，采用德国 GEA 集团的吉玛公司的连续低压法工艺生产。 我国与国外发达国家生产水平相比差距仍比较明显，进口树脂和进口粒料
12、占了大部分市场，国产 PBT 只满足中低档产品需求，大部分厂家开工不足。长期以来制约我国 PBT 工业发展主要有两大因素：一是 PBT 树脂所用原料 1,4- 丁二醇不配套，由于 1,4- 丁二醇国内供应不足，价格受国际市场的波动影响较大，价格较高时，使 PBT 生产厂家难以承受；二是我国 PBT 工程塑料后加工和应用领域开发力度不够，尤其是供电子电气、汽车使用的 PBT 新品种特别少。 2004 年国内 PBT 消耗量达到了 8.7 万吨，共消耗树脂 6.2 万吨，其中树脂进口量占总消费量的 57% ，国产树脂产能 4.5 万吨，产量 2.5 万吨。 2006 年树脂消耗量超过了 10 万吨
13、，专用树脂还在极大程度上依赖进口。尽管我国 PBT 进口产品仍占据相当比例 , 但是与其他主要工程塑料比较国产化率还是较高的，在工程塑料产品中是国内发展较好的品种之一，近几年又在原料生产上取得了长足的进步， 1,4- 丁二醇工业发展迅速，国内数家企业正在或计划建设规模化 1,4- 丁二醇装置，而且有部分企业计划建设规模化的 PBT 装置，其产能将有较大增加。仪征化纤股份限公司已建成了 3 万吨的生产能力，南通蓝星公司 5 万吨的生产装置已准备在近期投产 , 台湾长春在常熟的 6 万吨工厂己于 7 月底投产。因此，今后国内 PBT 原料供应不成问题，为了适应国内产能的增加和国内汽车、电子 / 电
14、气工业的需求，加快国内 PBT 应用研究开发已经成为当务之急，要紧跟国际发展潮流，促使 PBT 产品向高性能化、多功能化、系列化方向发展。 二、改性 PBT 产业发展及应用现状 2.1 改性 PBT 生产企业构成及布局 目前改性 PBT 的生产供应商包括日本的宝理、三菱、东丽，美国的杜邦等，他们的产品质量较高，但价格很贵，一般比国内产品高 30% ；台商也是这个领域的有力竞争者，主要的供应商有长春、新光、南亚，他们的竞争优势主要来源于上述公司自我拥有原材料。 在国内生产改性 PBT 的外资企业中，帝斯曼公司在江苏江阴高科技发展园区建设的工程塑料混配生产装置于 2006 年 4 月底投产，这使其
15、 PBT 混配能力翻一番；朗盛公司在无锡的工程塑料混配物装置于 2006 年 4 月投产，这套投资 2000 万欧元的装置，第一阶段拥有 Durethan 品牌尼龙和 Pocan 品牌 PBT 聚酯混配能力为 2 万吨 / 年，该公司还将进一步扩能，使其能力翻一番；巴斯夫中国有限公司将在中国上海浦东现有生产基地建设年产 4.5 万吨混配料厂，产品为用于汽车、机械以及电子电气产业等领域的 Ultramid （聚酰胺）与 Ultradur （聚对苯二甲酸丁二醇酯）。 国内生产 PBT 改性材料的企业很多，但规模不大，产品档次不高，竞争力不强。最有竞争力的企业主要有三家广州金发科技股份有限公司、三房巷集团、南通蓝星公司旗下的中南公司，除广州金发科技股份有限公司外，其它两家改性 PBT 非其集团生产主业，因此发展的速度较慢。广州金发科技股份有限公司进入此领域较晚，但发展速度很快，目前是国内产销量最大的改性 PBT 生产企业。 据统计， 2006 年国内生产销售改性 PBT 的厂家居前六位的是：广州金发科技股份有限公司，江阴济化新材料（三房巷集团），上海金发科技发展有限公司，南通合成材料厂，北京市化工研究院，横店德邦。 2006 年居前六位的企业生产销售的改性 PBT 材料有 5.2 万吨，市场占有率达到 41.6% ，见表 2-1 。 表 2-1 2006 年改性
