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1、ABS 树脂调研情况青岛庆昕塑料有限公司2004 年 7 月一、一、ABSABS 树脂简介树脂简介ABS 树脂，学名丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，又名丙丁苯树脂，是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种。ABS 树脂通常是聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其中 A 代表丙烯腈，提供耐化学性和热稳定性，B 代表丁二烯，提供韧性和抗冲击性，S 代表苯乙烯，赋予刚性和易加工性。但是，在聚丁二烯与苯乙烯和丙烯腈的接枝反应中，除生成聚丁二烯橡胶和苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物外，单体苯乙烯和丙烯腈会发生共聚生产游离SAN（丙烯腈和苯乙烯共聚物）。所以，实际上得到的是聚丁二烯与苯乙烯、丙烯腈的接枝共
2、聚物和游离的 SAN 的混合物。商业上通常将这种混合物与其他 SAN 的掺混物称之为 ABS 树脂。ABS 树脂具有复杂的二相结构。橡胶是分散相，SAN 作为基体树脂是连续相。橡胶以颗粒状分散在基体树脂中。由于橡胶颗粒的存在，使 ABS 树脂具有更优异的性能，尤其是抗冲击性能提高几倍甚至几十倍。ABS 树脂具有抗冲击性、高刚性、耐油性、耐低温性、耐化学腐蚀性，机械性能和电气性能优良，易于加工，加工尺寸稳定性和表面光泽性能良好，容易涂装、着色，还可以进行喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，是一种用途极广泛的热塑性工程塑料，广泛应用于机械工业、汽车工业、电子电器工业、仪器仪表工业、纺织工业
3、和建筑工业等。改变 ABS 树脂中 3 种组分之间的比例，可以在适当的范围内调节其性能，以适应各种特殊应用。按其配料组成的不同，ABS 树脂可分为通用型、中抗冲型、高抗冲型、耐低温抗冲型、耐热型、阻燃型、透明型、耐候型等品种。二、二、ABSABS 树脂生产工艺树脂生产工艺ABS 树脂工业生产方法按技术路线可分为 3 类：化学接枝法、化学接枝共混法和物理掺混法。其中化学接枝法分为 3 种：乳液接枝法、连续本体接枝聚合法、乳液接枝本体聚合法；化学接枝共混法分为 3 种：乳液接枝乳液 SAN（丙烯腈-苯乙烯共聚树脂）掺混法、乳液接枝-悬浮 SAN 掺混法、乳液接枝本体 SAN 掺混法；物理掺混法是以
4、 ABS 粉料和 SAN 粒料为原料，利用挤出机掺混生产ABS 树脂，它仅属于塑料加工范畴，不属于传统 ABS 生产方法。 目前乳液接枝法、乳液接枝乳液 SAN 掺混法在发达国家已被淘汰；乳液接枝本体聚合法因需改变本体聚合配方才能生产出不同品种牌号的产品，应用不普遍；乳液接枝悬浮 SAN 掺混法只适合于中小型生产装置。因此现阶段 ABS 树脂生产的主要方法是：乳液接枝本体 SAN 掺混法、连续本体聚合法。 乳液接枝本体 SAN 掺混法是在乳液接枝法的基础上发展起来的，是目前生产 ABS 树脂最主要的生产工艺，主要由接枝用主干胶乳的合成、主干胶乳与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚、本体 SAN 共聚物的
5、合成以及 ABS 接枝共聚物与 SAN 树脂的掺混等步骤组成。采用该方法生产 ABS 树脂的优点在于可通过调整掺混比例、添加剂的种类和数量，生产不同品种牌号的 ABS 树脂，技术先进可靠，产品范围宽，性能好，污染小。 ABS 连续本体聚合法由日本 TEC-MTC 公司在 20 世纪 80 年代中期实现工业化生产，是近年来发展较快的一种生产工艺。它与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的连续本体法很相似，主要区别在于反应多了丙烯腈单体。ABS 连续本体聚合主要包括溶胶、预聚合、聚合、脱挥和造粒等过程，将一定量聚丁二烯橡胶溶于按比例配制的苯乙烯和丙烯腈单体中，在少量溶剂存在的情况下连续加入到一个全混流反应器
6、实现相转变，再经过多级活塞流反应器继续反应，整个聚合过程亦都伴随着接枝反应，接着在物料达到约 75的转化率后送到脱挥器将未反应的苯乙烯和丙烯腈单体与溶剂闪蒸出去并回收循环利用，熔融的物料再经过造粒得到 ABS 树脂成品。上述反应器的结构与 HIPS、SAN 本体聚合的反应器基本相同，因此 ABS 连续本体生产线也可用于生产 HIPS 和 SAN 等产品。ABS 连续本体聚合法具有工艺流程简单、操作容易、污染小和投资省等特点，国外新建装置有向该工艺发展的趋势，但是由于本体法工艺本身的局限性，无法生产橡胶含量在 20以上的 ABS 产品，其产品的抗冲强度受到限制，另外在橡胶粒径控制上相对较难，亦无
7、法达到乳液接枝本体 SAN 掺混法能达到的高光泽度，使得产品的范围和性能有一定的局限性，还有待进一步改进。目前，乳液接枝本体 SAN 掺混法的研究方向是提高胶乳质量，缩短反应停留时间和增大胶乳粒径，而连续本体法的研究方向是橡胶粒径的分布以及大小控制以获得更高的抗冲性能和光泽度，目前在通过不同引发剂、橡胶种类的使用，引入第四单体等方面取得了较大进展。三、三、ABSABS 树脂发展树脂发展ABS 树脂起步于上世纪 40 年代。1946 年美国橡胶公司采用掺合法工业化生产 ABS 树脂，1954 年美国博格华纳化学品公司采用乳液接枝法工业化生产 ABS 树脂先后取得成功。2002 年世界 ABS 树
8、脂生产能力为 630 万吨，近 5 年年均增长 67%。2002 年世界 ABS 树脂消费量 524 万吨，近 5 年年均增长 78%，预计 2005 年将达 570万吨、2007 年总、将达 630 万吨，未来增长率将提高。世界各地区 ABS 树脂的消费结构有所不同。西欧 ABS 树脂主要用于汽车、器具和电信领域；北美除此之外还用于建筑(管材)领域；日本和韩国主要用于汽车领域，亚太其他国家主要用于器具、电信、玩具领域，亚太地区 ABS 树脂除日本有特殊牌号外，基本上都是通用品、而西欧和北美有大量高性能、混配的特殊 ABS 树脂产品。预计 2005 年 ABS 树脂消费，美国将达 70 万吨，
9、西欧将达 77 万吨，日本将达 44 万吨。 我国 ABS 树脂起步于 20 世纪 60 年代。1975 年兰化公司采用乳液接枝法建成我国第一套生产能力 2000 吨/年的装置，1978 年上海高桥化工厂用乳液接枝液乳液 AS 掺合工艺建成生产能力 2000 吨/年的装置。20 世纪 80 年代初期，我国 ABS 树脂产量为 3000 吨/年，远远不能满足迅速发展的要求。1982 年兰州石化公司引进日本三菱人造丝公司乳液接枝悬浮 AS 掺合工艺建成 1 万吨/年装置，1983年上海高桥化工厂引进美国钢铁公司(USS)乳液接枝乳液 AS 掺合工艺建成 2 万吨/年装置，1986 年底吉林化工公司
10、引进日本东洋工程公司-三井东公司(吨 EC-M 吨 C)连续本体法生产工艺建成 1 万吨/年装置，1993 年大庆石化总厂引进韩国韩南化学公司乳液接枝-本体 SAN 掺合工艺建成 5 万吨/年 ABS 装置。这些引进装置的建成投产大力促进了我国 ABS 树脂产业的发展。 20 世纪 90 年代后期，国外公司看好中国市场，纷纷采用合资或独资的方法在我国建立 ABS 树脂生产基地。其中韩国 LG 与浙江宁波甬兴化工厂合资成立浙江宁波甬兴 LG 化学有限公司，投资 9000万美元，采用乳液接枝-本体掺混法生产工艺，于 1998 年 7 月建成5 万吨/年装置，2002 年又扩产到 15 万吨/年；我
11、国台湾奇美公司、三菱化学、中轻原料和大港开发公司合资建设的江苏镇江奇美公司，投资 5500 万美元，采用乳液接枝-本体掺混法生产工艺，于 2000 年建成 25 万吨/年装置；我国台湾乔石化公司独资的江苏镇江国亨公司，投资 2950 万美元，采用乳液接枝本体掺混法，于 1998 年8 月建成 4 万吨/年装置；江苏常州塑料集团、常州新港经济发展有限公司共同投资兴建 10 万吨/年装置，一期 5 万吨/年于 2001 年投产、二期 5 万吨/年于 2003 年初完工；我国台湾奇美公司在镇江兴建的另一条 12.5 万吨/31121 的 ABS 树脂生产装置建成投产，2002年吉林石油化工公司将其原
12、有 10 万吨/a 的 ABS 树脂生产装置扩建到 15 万吨/a。经过这一轮建设，我国 ABS 树脂的生产厂家有 9 家，年生产能力 2000 年 48 万吨、2001 年 66 万吨、2002 年 96 万吨，目前生产能力已达为 101 万吨。生产工艺主要采用乳液接枝本体 SAN 掺混工艺和乳液接枝悬浮 SAN 掺混法。其中：宁波 LG 甬兴化工有限公司30 万吨/年装置是目前我国最大的 ABS 树脂生产装置；其余有江苏镇江奇美公司 25 万吨/年装置，吉林化学工业公司合成树脂厂 15 万吨/年装置，江苏常州塑料集团公司 10 万吨/年装置，甘肃兰化公司合成橡胶厂 5 万吨/年装置，大庆石
13、油化工总厂 5 万吨/年装置，辽宁盘锦乙烯工业公司 5 万吨/年装置，江苏镇江国亨有限公司 4 万吨/年装置，上海高桥石化公司化工厂 2 万吨/年装置；另有辽宁盘锦渤海化塑工业公司、河南洛阳索普塑胶有限公司、河南洛阳铭腾塑料有限公司、北京国联化学品公司、江苏盐城燕舞公司、上海赛璐配料有限公司、上海大赛璐塑料有限公司等多家 SAN 掺混厂，年总生产能力达 10 万吨，但这部分厂家只是购买 ABS 和 SAN 粉料进行掺混，不属于合成树脂生产装置，因此不计入总生产能力。 自 1946 年美国橡胶公司采用掺合法工业化生产 ABS 树脂以及1954 年美国博格华纳化学品公司采用乳液接枝法工业化生产 A
14、BS树脂以来，世界 ABS 树脂的生产能力得到了很大发展：1995 年 420万吨、2001 年达到 605 万吨，年均增长率为 6.3%；2002 年 630 万吨，其中北美地区 116 万 吨、约占 18.4%；西欧地区 125 万吨、约占 19.8%，日本 64.5 万吨、约占 10.2%；我国台湾 154 万吨、约占24.4%。在生产装置中，我国台湾奇美公司 100 万 吨/年装置是目前世界上最大的 ABS 树脂生产装置，生产能力约占世界 15.9%；其次是美国 GE 公司、我国台湾台塑化纤公司、美国 Bayer 公司，生产能力分别占世界 6.7%、5.7%和 5.1%。我国台湾已成为
15、全球 ABS 树脂产业领军企业。 四、四、ABSABS 树脂需求状况及市场前景树脂需求状况及市场前景ABS 树脂消费水平增长快于生产。世界 ABS 树脂的总消费量，1994 年 317 万 吨，2000 年 448 万吨，2001 年 490 万吨，年均增长率为 7.5%；2002 年 524 万吨，比 2001 年增长 7.0%，其中电子和器具占消费总量的 44%，汽车占消费总量的 30%，建筑占消费总量的19%，其他消费占消费总量的 7%。预计 2005 年世界 ABS 树脂总消费量将达 570 万吨，2007 年总需求量将达 630 万吨。世界各地区 ABS树脂的消费结构有所不同：西欧
16、ABS 树脂主要用于汽车、器具和电信领域；北美除此之外还用于建筑(管材)领域；日本和韩国主要用于汽车领域，亚太其他国家主要用于器具、电信、玩具领域。亚太地区 ABS 树脂除日本有特殊牌号外，基本上都是通照品、而西欧和北美有大量高性能、混配的特殊 ABS 树脂产品。尽管我国 ABS 树脂的生产能力和产量增长很快，但仍不能满足实际生产的需求，每年都要大量进口且进口量逐年增加。根据海关统计，1992 年进口 43.51 万吨，1997 年进口 102.7 万吨，年均增长18.7%；1999 年进口 133.4 万吨，2000 年进口 146.9 万吨，2002 年进口 163.8 万吨。1995 年2000 年年均增长 12.8%，1997 年2002年年均增长 9.8%。我国 ABS 树脂进口主要来源是我国台湾省、日本和韩国，占总进口量的 80%以上，其中又以我国台湾省的进口量为最大，约占进口总量的 45%；日本和美国的进口比例逐年下降，韩国和泰国的进口比例逐渐上升。2002 年总进口量 163.8 万吨，其中台湾省 74.2 万吨、占 45.3
