2008年后环氧树脂地坪固化剂的结构调整展望与分析
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中国还不是环氧树脂生产强国,但绝对算是生产大国。虽然产品品质还居世界二流,但80万吨的年产能绝对可列世界前位。而且完全有可能在2010年前后,产能突破年产百万吨产能门槛,跃居世界首位。
但作为必须与环氧树脂配套的固化剂,不管是质量、品种和产能均属绝对的弱国、小国。
一个年产能80万吨环氧树脂的国家,至今尚无一套生产环氧树脂固化剂所用的主要基础原料脂肪胺、环氧族胺和聚醚胺的装置,这就意味着我们在固化剂的原材料配置、定价上,长期是处于无话语权的地位。
直至目前,中国市场上的环氧树脂固化剂应用、配置结构,基本还是由国际市场的货源和价格来决定和调整的。这种情况也许还会持续相当长的一段时间。
今年,由于国际市场上的一些特殊原因,国内占三分之二以上固化剂必用的原料脂肪族胺遭到断供,价格狂泄三倍等不正常现象。不光用进口胺生产的聚酰胺、酚醛胺、曼尼期改性胺在性价比上完全被压倒,也促使国内中高端的环氧树脂固化剂产品结构产生了根本性的改变,由于人们已经意识到脂肪胺的这种结构性短缺,预计持续一两年的都不会完全改变。所以中国采用的环氧树脂固化剂传统结构必然要进行根本性的调整,并且已经进入了全面调整阶段
国内环氧地坪用固化剂的产品结构,目前正因以下三个因素来调整
一、由于市场脂肪胺短缺,传统上采用的酚醛胺T-31,价位很长时间维持在2.5万元/吨以上,聚酰胺(H-200)已经升至2.5万以上,质量还不能确保,而进口这类品种、吨价已逼近4万。而用三胺基或四胺基为主的二苯甲烷改性的纯芳香胺固化剂,优质品价格也在1.7万元/吨。与树脂配合用量达100:60-80,这类品种除了在耐温、防水、抗腐蚀等性能特性上远胜于T-31和聚酰胺,固化物吨位成本也低于T-31 2000元/吨,低于国产聚酰胺2640元以上。所以,今后一段时间内,不管环氧树脂市场价格怎么动荡,芳香胺都会较长时间的占据环氧中底涂料性价比的主流市场。
传统的环氧面涂固化剂用胺,主要有IPDA、聚醚胺、改性脂肪胺和聚酰胺。由于市场胺资源结构的变化,改性脂肪胺及聚酰胺已完全失去性价比优势,而IPDA因价格原因,一般都作为配角添加。只有改性聚醚胺的用量,一直在稳步上升。
聚醚胺作为面涂固化剂,具有色泽浅、表面光泽度好、耐磨防滑(具有适当弹性)拉伸断裂强度高等优良性能,也具有固化速度可调性,粘度低、流平性好的工艺特性。但常用的品种D-230等材料如单独使用,硬度和附着力都需要适当调整。随着聚醚胺类固化剂的应用技术逐步成熟,有特性、性价比好的聚醚胺品种如511、104等都能较迅速的推广。预计未来一两年,从性价比角度看,改性聚醚胺类绝对占环氧面涂固化剂的主导地位。
二、地坪种类结构的变化,促使固化剂品种作相应调整。
环氧地坪在中国已有近15年的发展史。从刚引进时的无溶剂、高品质、高价格、高附加值,发展到中期的低价位、低附加值,良莠不齐的品质的溶剂型,再向现在的无溶剂、高品质、多元特性、基本无溶剂型发展。走过了一条业主和建设者都从不认识,表面认识,再到重视内在质量的一个逐步认识提高的过程。
现在,中国环氧地坪行业不管是业主,还是建设者都越来越成熟,业主首先要求的是品质、性能突出,又要求价格低而适中,其中尤以耐磨、经久耐用、抗压、耐腐蚀、耐温的性能要求特别多。例如,随着中国食品工业的调整,食品工业用地坪与国际接轨既要防霉、防油、防尘、防滑,又不能用化学消毒剂菌,所以必须每天用蒸汽高温冲刷消毒,这样的地坪就提出要求耐120摄氏度高温,耐长时间蒸汽吹扫、无有毒、无害溶剂挥发、抗压、耐磨的要求。而一般的自流平环氧地坪都不能承受,更不要说溶剂型环氧地坪。而采用环氧压砂地坪就完全可以满足各种性能要求,关键是这种工艺的硅砂含量可达92%。无机材料和有机材料的界面积很低,非常有效的降低了温差引起的热变形应力变化,并且其特种环氧粘结材料的特性都能根据业主需要来调整。其中固化剂的选择起了非常关键的作用。
随着环保、防腐、建筑物保护等环境要求越来越高,应用范围越来越广。环氧地坪在室内、重防腐工厂地面、防油防滑机械操作车间飞机库维修车间,包括室外的桥梁、高速防水防滑公路、隧道等场所的实际应用也越来越多,这些新颖的地坪基本要求都是无溶剂、高拉伸断裂强度、高抗压强度、防水、耐腐、耐温、耐折挠、高粘结率、低界面高填料含量,一般改性脂肪胺、聚酰胺都难以达到这种效果;芳香胺、聚醚胺特性很强,但缺点也很明显。如用冷拼法来复合,很难达到预期的效果。目前采用的最有效方法就是接枝、复合加成工艺把二者的优点结合起来,能基本满足新颖环氧地坪对特性的需求。它同时能具备抗开裂的伸长断裂强度,又能承受重压强度、有适当弹性。但又耐磨擦,耐蒸气高温冲刷,还能在零下20摄氏度以下不产生脆裂。耐酸又防碱。但我们同时要充分认识到,这类固化剂复合工艺技术含量是比较高的,而且地坪的制造品种、设计工艺也越来越先进。喷砂地坪、压砂地坪、高分子砂浆特厚层地坪的出现,同样促进了聚醚胺等高品质环氧固化剂的改性,应用技术更快的开发和进步。
今年下半年始,环氧树脂市场价跳水。可是进口胺类固化剂却逆市狂泄。预计,09年上半年,环氧树脂价格行情还会在低位行走,但极低位持续时间不会太长,而固化剂中的脂肪胺也会在高位平衡,并且持续时间还会比较长, 聚醚胺由于风电叶轮等复合材料上的大规模应用,也会出现供货偏紧,但是与其它进口胺类产品比较,货源和价格相对还是比较稳定。所以,从地坪市场看,不管2009年环氧树脂市场海啸还是地震,中国环氧地坪固化剂的品种选择还是以改性芳香胺和聚醚胺为绝对主力。但对品种、性能的细化分要求会越来越高,对固化剂的复合改性技术要求也会越来越高的。
三、环保节能减排,推动环氧地坪用材料、结构作强制性调整。
中国年产能是80万吨环氧树脂,按平均吨耗30kg二甲苯,合计年排放苯气体为2400吨。
中国年产环氧地坪约1亿平方米,其中90%采用溶剂型中底涂料,平均每平方米排放苯溶液约为0.187kg,年总排放1.683万吨。而环氧用量只有4.32万吨占产能的5.4%。排放却是环氧总产能所排放的7.02倍,如此惊人的数据,即使环保部门不查,我们每个地坪行业的同仁,良心也是不安的,况且政府部门对这种情况也不可能是永远不管的
溶剂型环氧地坪的大量出现,是上世纪90年代后期,环氧地坪市场价大幅下降,我国环氧地坪行业。企业进入门槛极低,还有很多施工队无牌无照,他们企业运行、管理成本几乎没有。所以引起地坪行业只讲价格不谈质量的恶性竞争。一些不负责任的施工队伍,片面追求利益,才导致中国90%以上的地坪采用溶剂型材料和工艺。
实际上,我国在90年代初,引进环氧地坪项目时,国际上基本都已经推行无溶剂环氧地坪了,而且按照目前地坪材料的市场价算,溶剂型地坪比较无溶剂地坪材料并无较大的成本优势,平均每平方米也只能降低0.5元的成本,而在配料时,安全、环保、卫生及地坪质量上带来的危害却是巨大的、令人震惊的。
用16830吨的有毒有害气体排放,节约4500万元成本,牺牲9000万平方米地坪的内在质量。这是高的代价换来微薄的利益和良心道德,社会责任的巨大丧失。无论何人都是不能心态平衡和原谅的。
粘合剂涂料在实际施工过程和以后长期使用过程中有害气体的无节制排放已引起世界各国的注意。不管发达国家或发展中国家,都已经或准备制定相应的监管措施。现在这种零代价排放有毒有害气体应该会尽快强制结束的。
在环氧地坪制造中,全面实行无溶剂涂装,不存在技术问题,我国15年前引进环氧地坪涂料时,本来就是无溶剂的,后来是有两个因素决定了中国环氧地坪行业向溶剂型地坪类大规模转变。一是成本、低价劳动力加上零成本排放环境,迎合了市场低价恶性竞争的条件,一些根本不了解有溶剂涂料和无溶剂地坪之间质量巨大差别的业主逼良为娼,一味把价格压在有溶剂和无溶剂的微薄差距上,造成正规企业斗不过无牌无照无资质的游击队。优质无溶剂环氧地坪斗不过质次成本低的溶剂型地坪。也逼使一些原来有质量、环保意识的正规企业也不得不就范。二是环氧树脂一直在高价位运行,固化剂的开发技术落后,国内地坪中底涂固化剂长期采用高粘度、高配合比例的聚酰胺这类固化剂,如果没有溶剂释放是很难施工的。另一种高胺值、低配合比例的酚醛胺(T-31)这类固化剂的配合比例少要严格,且生产企业的酚水含量控制不严导致整体固化率不均匀,所以要加适量的溶剂来扩大它的流动分散性,才能提高和加快其混合均匀速度加快固化。
而现在,在中国固化剂开发技术速度提高加快,低粘度、低挥发、基本无有害有毒气体排放的改性芳香胺中底涂固化剂的普遍采用,不光解决了无溶剂施工,而且其固化物成本也比较经济,只要制造供应商不要昧着良心在固化剂中故意添加有毒害的苯胺等低价原料恶性捣乱以谋取不义之财。中底涂的技术和经济上特性实现完全无溶剂化应该是非常成熟的。
随着安全、环保监管越来越苛刻,溶剂型、有毒害物质挥发的环氧地坪最终会被全面封杀。随着国际市场对中国出口的部分胺类固化剂原料价格一路逆市狂涨,通过产品结构调整来降低成本又越来越迫切。2009年普通环氧地坪的中底涂以改性芳香胺占绝大部分,而面涂固化剂以聚醚胺为基础的改性的固化剂将会超过八成。
环氧树脂价位回归,给环氧地坪,特别是环保、安全、卫生的无溶剂环氧地坪会带来巨大生机,也给环氧地坪与丙烯酸、聚氨酯地坪的竞争带来有利条件。为了满足市场对环氧地坪要求的低成本、无溶剂、耐高温、防腐、防油、防冻、防水、高强附着力和优良覆盖性共存的要求,环氧底涂材料将更进一步追求高密度、低粘度、强渗透性、固化涂膜应力适中的高性能、低价位的改性固化剂,其中以改性芳香胺为首选,而面涂料则要求选择密度高、应力适中、透明度耐候性优良、具有较强拉伸断裂强度的固化剂,以达到防水、防腐、耐温、抗压的要求。按照环氧地坪工业发达国家的发展趋势,今后根据不同特性的纯树脂罩面工艺将被广泛使用,相应固化剂都会以改性聚醚胺为主。预计,2009年在环氧面涂材料所用的固化剂中,改性聚醚胺将逐步一统天下,而在喷砂、压砂、高分子砂浆中采用的中涂粘合层,改性聚醚胺和芳香胺会结合也会分离,但是聚醚胺会占绝对主导。同时底涂料的固化剂芳香胺占7成以上也是不容置疑的。
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