含氟聚合物:「化學界頑童」賦予無法比擬的優越性能

氟元素是一種反應性能極高的元素,被稱為是“化學界頑童”。

氟原子一旦與其他元素結合,就會成為耐熱、難以被藥品和溶劑侵蝕的具有高度安全性能的化合物。(來源:化工最有料,ID:XM-ZYL)

含氟聚合物:“化學界頑童”賦予無法比擬的優越性能

同樣,當聚合物中部分或全部氫原子被氟原子取代後,該聚合物則會具有很多其他聚合物無法比擬的優越性能,如耐候性、電絕緣性、耐摩擦性和耐化學品性能等。

由於其優異的性能,含氟聚合物在航空、汽車、石油和化工等領域得到了廣泛的應用。含氟聚合物的廣泛應用,使得人們對其應用及市場現狀更為關心。

含氟聚合物:“化學界頑童”賦予無法比擬的優越性能

▲C-F 鍵特徵和含氟聚合物特性

含氟聚合物主要包括氟樹脂、氟橡膠和氟塗料,具體產品包括聚四氟乙烯(PTFE)、氟橡膠(FKM)、氟硅橡膠(FVMQ)、聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。

目前使用中的氟樹脂品種主要有:聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟乙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)和四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物(TFB)等。

含氟聚合物品種及其主要用途

聚四氟乙烯(PTFE)

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特性:耐熱性\耐藥品性\電氣特性\不粘性\自潤滑性

用途:模塑,微細粉末,分散體、懸浮液,加入填料

四氟乙烯/全氟烷基醚共聚物(PFA)

含氟聚合物:“化學界頑童”賦予無法比擬的優越性能

特性:具有與 PTFE 相當的特性,可熔融加工成形狀複雜的製品

用途:半導體工業領域

四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)

含氟聚合物:“化學界頑童”賦予無法比擬的優越性能

特性:與 PTFE 相比,熱性能差,其他性能相同,可熔融加工成型

用途:電線包覆、薄膜等

四氟乙烯/乙烯共聚物(ETFE)

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特性:機械強度、電氣絕緣性、耐射線性和加工性好

用途:電線材料、電纜、室溫用膜等

聚三氟氯乙烯(PCTFE)

含氟聚合物:“化學界頑童”賦予無法比擬的優越性能

特性:優異的光學性質、機械強度,在極低溫度下仍具有尺寸穩定性和耐衝擊性

用途:閥體、泵等成型品飛機、導彈的連結線、工業用控制電線等

聚偏氟乙烯(PVDF)

含氟聚合物:“化學界頑童”賦予無法比擬的優越性能

特性:機械強度高,耐磨性優異,耐腐蝕性能好,優異的光澤保持性

用途:在金屬板卷材塗層中應用,以提供裝飾性和保護性,建築物的外牆用塗料等

其中,聚四氟乙烯(PTFE)是氟聚合物最主要的產品,被美譽為“塑料王”,它是由四氟乙烯單體聚合而成的聚合物,是一種類似於PE的透明或不透明的蠟狀物。

PTFE耐熱、耐化學品性能良好,摩擦係數低,電氣絕緣性能十分優異,能在高溫下連續使用。2015年全世界氟樹脂產能約為45萬噸,其中PTFE產能佔據五成左右。

2014年全球PTFE市場規模約為20億美元,預計將以每年5%以上的增速增長到2020年市場規模為27億美元左右。

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▲PTFE全球市場空間(單位:億美元)

我國是全球氟聚合物最大消費國,氟聚合物消費增長迅速。2012 年全球消費氟聚合物約24.54萬噸,其中美國佔全球氟樹脂消費總量的28.4%,西歐佔21.35%,日本佔9.05%,中國佔29.5%,世界其他地區佔11.65%。

我國已產業化的氟樹脂主要有PTFE、FEP、PVDF、PVF,其他氟樹脂仍處於開發階段,其中又以PTFE為主。2016年我國PTFE產能約為12.3萬噸,處於快速發展的階段;此外PVDF發展也很迅速。

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▲“十二五”期間我國主要氟樹脂產品情況

根據《中國氟化工行業“十三五”發展規劃》,預計“十三五”期間,PTFE產品將隨著其在線纜、節能環保領域中的應用不斷加大,預計其需求仍將保持8%左右的增長速度。

▶▷FEP產品隨著高層建築用通訊電纜、局域網電纜、4G網絡基站、智能手機用導線以及各類特種電纜等方面的需求增長,預計將保持在10%左右的增長速度。

▶▷PVDF產品將隨著風電、泥多佛大產業、新能源、環保、橋樑、建築等行業的發展,其需求預計將保持10%左右的增長速度。

▶▷ETFE、PFA、PCTFE、PVF等產品將隨著生產技術水平的不斷突破,加之國內航空工業、農業、建築及半導體制造等行業的發展,預計將會以15%以上的速度增長。

按照規劃測算,到2018年PTFE的表觀消費量約在10.38萬噸,目前國內PTFE產能約在12.01萬噸,開工率需達到約90%才可滿足需求,行業處於快速發展階段。

含氟聚合物:“化學界頑童”賦予無法比擬的優越性能

▲我國PTFE產能/噸

目前國內主要含氟聚合物研究和生產企業有上海三愛富、中昊晨光、山東東嶽、浙江巨化、中化藍天、江蘇梅蘭等14家企業(不含杜邦及大金在中國的企業)。其中:

聚四氟乙烯生產企業有10家,聚全氟乙丙烯生產企業有5家,聚偏氟乙烯生產企業有5家,氟橡膠生產企業有6家。

分佈於上海、江蘇、浙江、山東、四川、內蒙古、福建等省市區。

部分本土氟材料生產企業介紹

三愛富

上海三愛富新材料股份有限公司是國內規模較大、品種最全、歷史悠久的集科研、生產、經營一體化的有機氟化工企業。

三愛富公司前身是1960年4月16日成立的上海市合成橡膠研究所,成立伊始,即以有機氟高分子新材料的研發和批量生產為其主要業務領域;

1980年5月更名為上海市有機氟材料研究所;

1992年8月由上海市有機氟材料研究所相關資產改制成立為股份制上市公司。

是專業從事氟聚合物、氟精細化學品、氟製冷劑等各類含氟化學品的研究、開發、生產和經營的高新技術企業,是中國氟化工最大的研究開發基地,是中國氟硅有機材料工業協會副理事長單位、有機氟專業委員會主任委員單位。

東嶽集團

東嶽集團創建於1987年,2007年在香港上市。25年時間,東嶽沿著科技、環保、國際化的發展方向,成長為亞洲規模最大的氟硅材料生產基地、中國氟硅行業龍頭企業、中國第一個氟硅材料產業園區。

是大金、三菱、海爾、海信、格力、美的等國內外著名企業的優秀供應商。

在新型環保製冷劑、氟硅材料、氯鹼離子膜等方面打破了多項國外技術壟斷,實現了國產化替代。

巨化集團

巨化集團公司原名衢州化工廠,創建於1958年5月。

1984年8月更名為衢州化學工業公司。

1993年經國家經貿委批准組建巨化集團公司。

公司是全國最大的氟化工先進製造業基地和浙江省最大的化工基地,擁有國家氟材料工程技術研究中心,目前已形成以衢州、寧波、舟山、諸暨、江蘇等為生產基地的功能佈局雛形。

梅蘭化工

江蘇梅蘭化工有限公司始建於1958年,以工程新材料為產業主導,以氯鹼化工為基礎配套,專業從事工程新材料、新型製冷劑、氯鹼、甲烷氯化物和精細化學品的研發、生產及銷售。

主要產品有聚四氟乙烯(PTFE)、氟橡膠(FKM)、六氟丙烯(HFP)、二氟一氯甲烷(R22)、二氟甲烷(R32)、二氟乙烷(R152a)、五氟乙烷(R125),以及氫氧化鈉、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷等系列產品,形成了相互配套的一體化特色產品鏈。

中昊晨光

中昊晨光化工研究院有限公司,是我國高分子合成材料研發、生產的重要基地,現為中國化工集團公司下屬全資企業。是新中國最早從事化工新材料研製生產的骨幹企業和國防軍工配套單位之一。

主要從事有機氟、有機硅化工新材料的研發、生產和經營,產品涉及20多個大類、200多個品種、千餘種規格,廣泛應用於航天、航空、汽車、電子、石油、化工和紡織等領域。

阜新恆通

阜新恆通氟化學有限公司於2004年8月成立,是遼寧天合集團旗下從事氟化工生產的專業公司。 公司產品有四大類:

聚四氟乙烯樹脂產品年生產能力為2,000噸;

氟碳醇系列產品年生產能力為3,000噸,該系列產品目前在世界上僅有少數幾個企業能夠規模生產;

氫氟醚系列產品主要用於製冷劑、發泡劑、工業清洗劑和化學溶劑等,年生產能力為1,000噸;

精細氟化學系列產品均為自主研發的高科技尖端產品,現具備生產能力的品種有30多個。


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