聚碳酸酯工艺与市场

宝瑞（国际）塑胶

P 聚碳酸酯工艺与市场

李飞、王旭峰、崔强

(中国平煤神马集团能源化工研究院河南平顶山467000)

摘要：简述了聚碳酸旨生产工艺，对国内外聚碳酸酯生产厂家做了简要介绍，并介绍了国内外聚碳酸酯的市场需求情况

关键词：聚碳酸酯，工艺技术，应用，市场

Production technology and m arket of polycarbonat

Li fei、W ang xu-feng、Cui qiang

(China pingmei shenma group Research Institute Of Energy Chemical Industry．Pingdingshan，Henan，467000．China)

Abstract：This paper reported the production technology of p0lycarbonate and provided the statistical materials about the manufacturers in the field of producing polycarbonate both at home and abroad．Also，the demand situation of polycarbonate in the domestic and international market was introduced．

Key word ：Polycarbonate，Production technology，Application，Market 聚碳酸酯（PC）是含有碳酸脂基（-OROCO-）的一类高分子化合物总称，其中文名字是：2，2一(4一羟基苯基)丙烷聚碳酸酯，化学结构式为：

聚碳酸酯(P C )具有无毒、无味，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，同时具有突出的抗冲击性能、热塑性能好(热变性温度在1 35～1 45℃)、并具有较高的耐寒性和耐热性

(一1 35～1 45oC)、优异的光学性能(可见光的透过率超过90％)、尺寸稳定性、白阻燃性及电性能⋯等。主要用于建材、汽车制造、包装和电子电器、生产医疗器械、航空、航天等领域。其中光学和电子电气是其最重要的两大市场，各占总消费量的近1／4 J。1 PC的主要生产技术及特点工艺，如表1所示：

1．1溶液光气法

溶液光气法工艺是在含有双酚A (BPA)和酸接受剂的二氯甲烷溶剂中引入光气进行反应，然后从溶液中分离出聚合物。GE公司在其第一套装置中使用此工艺。此工艺经济性较差，且存在环保问题，因此很早即被淘汰_3]。

1_2界面缩聚光气法

GE和Baye r用界面缩聚光气法生产PC于1 958年实现了工业化。该方法的优点是工艺技术成熟，适合大规模连续生产，反应在常温常压下进行，产品纯度较高、光学性能较好、相对分子质量高，目前世界约90％的PC生产采用此法。有关化学反应如下：

(1)、制备双酚A与氢氧化钠制备双酚A钠盐

(2)、双酚A钠盐与光气进行缩聚生成聚碳酸酯

但从长远来看，光气和二氯甲烷存在安全和健康隐患，促使人们开发更安全、环保的聚碳酸酯合成工艺。即非光气工艺。

1．3酯交换熔融缩聚法

该法是一种间接光气法工艺。苯酚经光气法反应后生成碳酸二苯酯(D P C)，即光气+苯酚一DPC；与双酚A进行酯交换反应(这一过程需要高温、高真空和催化剂的作用)，生成低聚物：再减压脱除水分子缩聚制得PC产品，DPC+BPA—PC，其化学反应如下：

该工艺的优点是：使用多釜进行串联、操作简单、不使用溶剂、没有副产物，基本无污染，生产成本低于光气法，但是产品光学性能较差。

但该工艺的反应条件为高温、高真空，聚合体系度较大，传热、传质困难，易生成支化结构，副产品难以去除，加工困难，应用范围有限。

1．4非光气法

非光气法是在酯交换法的基础上发展起来的一种工艺。其聚合原料为双酚A与DPC(DPC 的生产不使用光气)。其化学反应式为：

第一步是生成碳酸二甲酯

2CH3QH+02+CO---(CH30)2C=O +H20 (生成DMC)

第二步是生成碳酸二苯酯

(CH30)2C=O +2C6H5OH— C13H10O3+2CH3OH (生成DPC)

然后在熔融状态下与双酚A 进行酯交换，缩聚制得PC。美国GE公司采用该技术，于1993年在日本干叶建成非光气法生产装置【6]，日本旭化成公司采用该技术，于2002 年在中国台湾建成了6．5万t／a非光气法生产装置。目前DMC的制备方法有液相氧化羰基化法(GE公司)、气相氧化羰基化法(拜耳公司)、二氧化碳一甲醇法(旭化成公司)和尿素一甲醇法(三菱瓦斯化学公司)等。

该工艺的优点是从根本上摆脱了有毒原料光气．属于环保型生产工艺，部分原料可以循环利用，降低了原料成本，不需要干燥和洗涤，副产物较少，同时提高了D PC的纯度，产品的光学性能好，是PC生产工艺的发展方向。

该工艺的不足之处是在反应工程中聚合物倾向干重排，易生产芳基酮类化合物，是产品延度降低，流变性变差。

2国内外PC生产情况

2．1国外PC生产情况

201O年全球PC产能约为41 8万t／a。国外占世界PC总能力的84．2％，世界前五位PC生产商及其产能分别为见表2：

另外，沙特Saudi Kayan石化公司计划201 1年投产26万t／a的PC装置。

2．2国内PC主要生产商及生产状况

我国PC于1965年实现了工业化，由于诸多原因，目前大部分生产装置已停产。尚在运营的企业其产能与产量均很低，目前运营的企业有上海申聚化工厂有限公司、重庆长风化工厂等。

由于国内P C生产与消费严重不平衡，国际PC生产巨头纷纷在中国投资建厂，如帝人公司(Te⋯n)在浙江嘉兴兴建聚碳酸酯有限公司，拜耳在上海兴建聚合物公司的(20万t／a)，改变了国内生产与消费严重不平衡的局面。201 0年，我国PC产量为36万t，国产化率仅为3O％，而我国PC的表观消费量为1 02万t，但是随着浙江嘉兴帝人聚碳酸酯有限公司、拜耳(上海)聚合物公司的扩建，201 1年中石化三菱PC新装置的建成投产，预计到201 2年年底国内产能将达~rJ67．5万t，，201 2年需求量将达到158万／t，预计201 1—20 J3年我国聚碳酸酯需求年均增长率约为1 3％占全球总需求量约32％。不过与庞大的消费市场相比(见表3)．自给率仍不足H 。

20世纪90年代，晨光研究院开始研究利用酯交换法生产聚碳酸酯，完成了百吨级工业化装置的模拟试验。并与2000年完成了千吨级酯交换法生产聚碳酸酯的生产工艺的研究。

中国科学院长春应用化学研究所和甘肃银光聚银化工有限公司合作，采用一步光气界面法制备聚碳酸酯，于2005年成功开发出具有自主知识产权的500 t／a聚碳酸酯产业化新技术.J。

4结语

世界PC生产和消费中心由以往的欧洲和北美市场转移到亚洲市场，需求则以东亚和中国为重心。目前，我国已经是全球PC消费量最大的国家。随着国内对聚碳酸酯需求的进一步增加，刺激了国外PC生产商到国内投资的热潮，同时随着自主研发生产技术的成熟，势必对国内聚碳酸酯技术的发展起到积极的推动作用。