不饱和树脂(UPR)产业链
不饱和聚酯树脂的固化机理
不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 2.1 固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
不饱和聚酯树脂的固化
不饱和聚酯树脂的固化 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】不饱和聚酯树脂的固化机理引言不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
苯乙烯:产业链及供需格局简介
苯⼄烯:产业链及供需格局简介 苯⼄烯是化⼯⾏业重要的基本构成要素。
它的上游原材料是纯苯和⼄烯,与原油息息相关。
最主要的⽤途是作为合成橡胶和塑料的单体,⽤来⽣产丁苯橡胶、聚苯⼄烯、泡沫聚苯⼄烯,也⽤于与其他单体共聚以制造多种不同⽤途的⼯程塑料,最终在家电,建筑和汽车等领域被消费。
1、苯⼄烯⽣产⼯艺 从苯⼄烯的⽣产⼯艺的发展历程以及应⽤规模来看,⼄苯脱氢技术在全球范围内依然是当前的主流⼯艺,但环氧丙烷-苯⼄烯联产法应⽤在近⼏年逐渐提升。
此外还有其他⼀些占⽐更⼩的⽣产技术,⽐如 C8 抽提技术和新兴的甲苯甲醇侧链烷基化⼀步制得苯⼄烯的技术。
(1)⼄苯脱氢法及⽣产成本。
⼄苯催化脱氢法在国际上的产能占⽐在 80%左右。
⼀般情况下,⽣产⼀吨苯⼄烯需要 0.79 吨纯苯加上 0.29 吨⼄烯。
关于加⼯费,主流⼚商的价格费在 1200 元/吨,最低时可以达到1000 元/吨。
(2)环氧丙烷-苯⼄烯联产法。
另外⼀种联产法的全球产量占⽐在 12%左右。
这种⽅法以⼄苯和丙烯为原料,最终⽣成苯⼄烯和环氧丙烷。
(3)C8 抽提法 C8 抽提技术的应⽤最是⼩众。
其原理是裂解汽油中含有的 4%-6%的苯⼄烯,运⽤此⽅法制得的产品⾊度⼀般较⾼,含有硫且波动较⼤,属于相对劣势的技术。
2、苯⼄烯产业链概述 (1)苯⼄烯的直接上游是⼄烯和纯苯,在主流⼯艺下,两者合成⼄苯,再脱氢最后制得苯⼄烯。
若再往上追溯,⼄烯的上游可以追溯到⽯脑油和原油,⽽纯苯则较复杂可以分为⽯油苯和加氢苯,前者可以通过重整⽯油进⾏芳烃抽提得到,也可以通过⽯脑油进⾏裂解联产制得。
加氢苯主要以煤进⾏焦化制得。
(2)苯⼄烯的下游较为分散,主要有聚苯⼄烯(PS)、发泡聚苯⼄烯(EPS)、丙烯腈-丁⼆烯-苯⼄烯三元共聚物(ABS)、丁苯橡胶和丁苯胶乳(SBR/SBL)、不饱和树脂(UPR)等。
其中 PS、EPS、ABS 是苯⼄烯最⼤的下游需求。
除了这部分主要下游需求之外,苯⼄烯在制药、染料、农药和选矿等⾏业也有应⽤。
不饱和聚酯树脂
(2)带有羟端基的乙二醇酯的酯基转移反应即缩聚反应
其逆反应分别对应水解和醇解反应。高温下,小分子二元醇与高分子量的聚酯 发生的醇解反应趋向于生成低聚物和游离醇的平衡态。
醇解反应的影响因素
影响醇解反应的因素主要有催化剂、反应温度、醇超量比、反应时间 等。大量研究表明, 醋酸锌具有较好的催化性能,且极具性价比优势, 实验采用 0.5%的醋酸锌(相对PET) 作为醇解反应的催化剂。二元醇 种类不同,醇解反应快慢不同。 醇解反应一般在 170~220℃下进行,低于170℃,反应非常缓慢,但 高于220℃又会发生严重的副反应,造成树脂色泽深化,从表1可见,在 190~210℃下,醇解产物具有较好的综合性能。
不饱和聚酯树脂的合成
在通用型不饱和聚酯树脂的合成中,比如TM- 191树脂,一般采 用一步法,即所有的醇酸单体一次性投料。
也可采用两步法,比如 TM-196 树脂,先将苯酐和醇单体先投 料进行初步酯化,再加入不饱和酸进一步酯化。采用两步法合成 的树脂综合性能优于一步法。这要归因于体系中不饱和双键的平 均分布 。
然后羟基酸分子间进行缩聚反应得到聚酯和水即产物(1), (2)进行反应:
3.一种二元醇与一种二元酸和一种二元酸酐间的酯化反应, 丙二醇与苯酐和反丁烯二酸之间的反应特点是反应开始时 既有醇与酸酐的开环加成反应又有醇与酸的酯化反应,即:
然后羟基酸之间即(3)与(4)产物进行缩聚得到聚酯 和水,缩聚反应同前。
着色自由, 易涂饰和加胶衣层, 使产品外表颜色多种多样。 易与不同增强材料、填料组合, 得到不同特性的复合材料制品。 价格低廉并有降低成本的一系列办法, 易于投资生产。 由于含有较多的苯乙烯, 对人眼、气管和粘膜都有刺激;阻燃性差; 收缩率大。
不饱和聚酯树脂的合成原理
UPR简介
3. 制品硬度不夠,鋼性差 a. 檢查引發劑、促進劑用量是否合適。 b.避免在冷與潮濕條件下施工。 c.將玻纖貯存與幹燥環境中 d.檢查玻纖含量是否足夠; e.對制品後固化。 4.分層 a.樹脂用量不足,要增加樹脂用量並潤濕均勻; b.玻纖末浸透,可適當降低樹脂黏度。 c.內層間表面污染。 d.前一層被覆樹脂固化過分,可減少固化時間,或將 其 磨粗後再舖下一層
工藝品 20.4%
2004年FRP應用領域分布
拉擠 8%
連續板 其它 2% 4%
纏繞(管道儲罐) 24% 模壓(SMC/BMC) 11%
手糊(含噴射) 51%
2004年FRP領域分布
2004年非FRP應用領域分布
鈕扣 13%
塗層(含原子灰) 其它 1% 4% 工藝品 35%
人造石 47%
2004年非FRP應用分布
50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00%
消費增長率
0.00% 1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004 年份
UPR應用領域分布
人造石/瑪瑙 11.4% 家俱、樂器 6.0% 原子灰 3.0% 手糊(含噴 射) 25.2%
紐扣 14.4%
纖維纏繞 9.2% SMC、BMC 拉擠 4.4% 其它 0.8% 5.2%
氣泡/針孔
透明料加工工藝
樹脂+促進劑打漿─→加入固化劑攪勻,抽真空─→倒第 一層─→ 倒第二層─→放入裝飾品─→倒第三層─→封 入PE薄膜,壓平,放置─→脫模─→後加工(打磨、拋 光等) ─→ 成品
透明料加工常見質量問題
制品偏黃/偏綠/偏紫紅、透明度不 好、消泡性不好、水紋、制品開裂
不饱和聚酯树脂的固化机理
不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义2.1固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。
不饱和聚酯树脂
不饱和聚酯树脂1.前言——不饱和聚酯树脂(UPR,Unsaturated Polyester Resins)具有优良的物理机械性能,耐化学腐蚀性能,可常温常压固化成型,加工工艺简单,目前已成为热固性树脂的主要产品之一。
UPR在工业、农业、交通运输、建筑等诸多方面具有广泛的用途。
特别是用玻璃纤维增强的UPR(FRP俗称玻璃钢),由于具有轻质、高强、耐腐、绝缘、耐温性好、良好的施工工艺性及结构、强度的可设计性等特点已成为复合材料领域产量最大,用途最广的主体产品。
经过四十多年的发展,我国的FRP工业取得了令人瞩目的成就。
1999年其总产量已达50万吨,其中FRP30万吨,FRTP(热塑性玻璃钢)8万吨,CCL (覆铜板)12万吨,位居美国,日本之后跃居世界第三位,如加上台湾省的产量就仅次于美国位居世界亚军。
2.历史——我国的UPR研究工作始于1958年,至今已有42年的发展历史了,这四十多年大致可分为五个历史阶段:——1)1958-1965年,研制阶段:我国最早开展UPR研制工作的是北京化工研究院,此后,沈阳化工研究院,天津市合成材料研究所,华东化工学院与上海新华树脂厂等单位陆续开展研究工作并建成了一批中试规模的生产设备。
——2)1966-1976年,形成生产能力阶段:1966年常州建材253厂从英国Scott-Bader公司引进技术与设备并迅速投入工业化生产,从而奠定了我国UPR的工业基础。
同时上海新华树脂厂,天津市合成材料厂等单位也相继建成了一批工业化生产设备,使我国UPR的总生产能力于1976年达到1.2万吨/年以上。
——3)1976-1985年,腾飞阶段,随着文革十年动乱的结束,生产力得到恢复和发展,国内市场对UPR的需求量猛增,1985年全国UPR产量已达4万吨以上,几乎是1976年(2749吨)的13倍还多。
——4)1986-1990年,成熟阶段,这五年内,虽然全国UPR总产量一直在4-6万吨之间徘徊,但是1985年我国UPR行业协作组的成立及1987年UPR及其测试方法的国家标准的颁布,标志着我国的UPR 工业已进入成熟阶段。
国内不饱和聚酯树脂基(UPR)玻璃钢用玻璃纤维市场分析
20 以 来 , 国不 饱 和 聚酯 树 脂 ( P 年 产 00年 我 U R) 量保持 持 续 增 长 的 发 展 ,3 7年 五 年 间 , 均 增 0—0 平 长率 达 到 1. % ,07年 全 国产 量 达 到 了 15万 7 8 20 3 吨 。U R除 了 用 作 工 艺 品 、 造 石 、 料 ( 括 地 P 人 涂 包 坪 )纽 扣 以 外 ,o 以 上 是 用 作 制 造 玻 璃 钢 产 品 。 、 6%
赵 鸿 汉
( 州天马集团有限公 司) 常
l 前
言
20 , 07年 玻璃 钢 用 u R达 到 7 吨 , 强玻 璃 纤 维 P 5万 增
用 量 达到 9 吨 , P 0万 U R基 F P总量 达到 10多万 吨 R 7 ( 1表 2 。 表 、 ) ,
表 1 20 一 2【 国 内 U R产 量 03年 (7年 ) ) P
表 2 20 国 内 F P用 U R和 玻 璃 纤维 的 比 例 0 7年 R P
* 缠绕管道包括夹砂管道和工艺管道, 夹砂管道用玻纤3%左右, 0 工艺管道用纱在7%左右 0
2 我国 U R基 F P 品主要 应用 P R 产
领域和成型工艺
近十 年来 , 国 F P的发 展 已进 入 一个 全新 的 我 R 时期 , 用 门类广 泛 , 应 品种 繁 多 , 现 了 轻 质 高强 多 体 功 能材料 F P在市 场竞 争 中 的优势 。( R 附表 3 )
粘 结 。玻璃 纤维 表面 处理 后 , U R的复 合 已不是 与 P 填 料 的概念 填充 到 树 脂 中 , 而是 一 个 经 过 设计 的玻 璃 纤维 复合 到 F P材 料 中 , 烷 偶联 剂 是增 强 型 玻 R 硅
2023年不饱和聚酯树脂行业市场分析现状
2023年不饱和聚酯树脂行业市场分析现状不饱和聚酯树脂(Unsaturated Polyester Resin,简称UPR)是一种重要的工业原料,广泛应用于船舶、建筑、汽车、电子、航空航天等领域。
目前,全球不饱和聚酯树脂行业市场呈现以下几个现状:1. 市场规模持续增长:不饱和聚酯树脂市场规模持续扩大,主要受益于建筑、汽车、航空航天等行业的发展。
随着工业化进程的加速,全球不饱和聚酯树脂市场有望保持较高的增长速度。
2. 技术进步提升产品性能:不饱和聚酯树脂行业正朝着高性能、高附加值产品的方向发展。
随着科技的进步,不饱和聚酯树脂的品种和性能不断提升,满足了客户对产品的更高要求。
3. 环保问题日益凸显:不饱和聚酯树脂的生产和使用过程中会产生大量废水、废气、废弃物,对环境造成一定的污染。
随着环保意识的提高和相关法规的不断加强,企业需要加强环保措施,推动不饱和聚酯树脂行业的可持续发展。
4. 市场竞争加剧:不饱和聚酯树脂行业市场竞争激烈。
市场上存在着大量的不饱和聚酯树脂生产企业,产品同质化严重。
企业需要通过技术创新、品牌建设等手段提升竞争力,占据市场份额。
5. 市场集中度提高:由于成本压力和技术门槛,不饱和聚酯树脂行业市场集中度逐渐提高。
大型企业通过并购、兼并等方式扩大规模,提高市场份额。
这也意味着中小型企业面临更大的竞争压力。
面对以上现状,不饱和聚酯树脂行业应该采取以下措施:1. 加强技术研发,提高产品性能和附加值。
通过研发出更高性能、环保的不饱和聚酯树脂产品,满足不同领域对产品的需求。
2. 推动产业升级,实现生产过程的绿色化。
加大环境保护投入,采用清洁生产技术,减少废弃物和污染物的排放,提高资源利用效率。
3. 加强市场营销,提升竞争力。
通过品牌建设、市场推广等手段,树立企业形象,提高产品知名度和市场份额。
4. 建立合理的行业标准和规范,促进市场有序竞争。
加强行业自律,制定行业标准,规范市场行为,减少不良竞争。
第二章3_不饱和聚酯树脂讲解
已工业化的产品有聚酯纤维(涤纶)、不 饱和聚酯树脂、醇酸树脂。
不饱和聚酯树脂的合成 合成原理
生产不饱和聚酯树脂是由不饱和二元酸和 饱和二元酸、不饱和二元醇或饱和二元醇之间 的酯化反应为基础,有以下几种类型: 直接酯化 酯交换反应 复分解反应 开环反应
合成原料:
脂肪二元酸:分子结构中较长的柔性脂肪链, 不饱和双键间距离增大,韧性增加。
d、己二酸 制备柔性树脂 e、癸二酸
(1)不饱和二元酸
工业上常用的是顺丁烯二酸酐(简称顺酐) 和反丁烯二酸,主要用顺酐,原因是:
①、顺酐熔点低,消耗能量少;
②、反应时缩水量少(较顺酸或反酸少 1/2的缩聚水),可提高分子量;
若顺酐与苯酐的物质量的比降低:聚酯树脂最终 固化不良,制品力学强度下降。
为了合成特殊性能要求的聚酯,可以适当增加顺 酐/苯酐的比例。
2、二元醇
合成不饱和聚酯主要用二元醇(如乙二醇、 丙二醇、二乙二醇和二丙二醇等),一元醇用 作分子链长控制剂,多元醇可得到高分子量、 高熔点聚酯。
a、乙二醇
分子结构对称,合成的聚酯树脂有较强的 结晶倾向,与交联单体苯乙烯的相容性较差。 通常添加一定量的丙二醇,破坏其对称性。
固化----交联
不饱和聚酯链中存在着不饱和双键,可以在加 热、光照、高能辐射以及引发剂的作用下与交联单 体进行共聚,交联固化成具有三向网络结构的体型 结构,成为具有不溶、不熔体型结构的固化产物。
不饱和聚酯在交联前后的性质可以有广泛的多 变性。多变性取决于两种因素:一、二元酸的类型 和数量;二、二元醇类型。
不饱和聚酯树脂(UP) 聚酯: (unsaturated polyester resins,UPR) 是指主链上含有酯键的高分子化合物的总称。
第4章 不饱和聚酯树脂
a、邻苯二甲酸二烯丙酯 反应活性比乙烯类单体及丙烯酸类单体要低,即 使有催化剂存在,也不能使不饱和聚酯树脂在室温固 化。 4、端基封闭剂 为改进聚酯的某些性能,如抗水性、电绝缘性以 及与交联单体的混溶性,在合成聚酯的后期,常用一 元酸或一元醇与端羟基或端羧基反应,使聚酯的端基 失去活性,达到封端的目的。 5、溶剂 目的是利用溶剂与水的共沸点,降低水的沸点, 将水除去。一般是环状烃如苯、甲苯或二甲苯。
4.1.2 国内外发展概况
1、国外发展概况 19世纪中叶到20世纪30年代为早期 世纪中叶到20世纪30 (1)第一阶段 19世纪中叶到20世纪30年代为早期 阶段; 阶段; 聚苯二甲酸甘油酯, 聚苯二甲酸甘油酯,主要用于涂料 20世纪30年代到第二次世界大战结 世纪30 (2)第二阶段 20世纪30年代到第二次世界大战结 束; 军用航空领域 第二次世界大战结束至今; (3)第三阶段 第二次世界大战结束至今; 军民两用,其发展超过其他塑料品种 军民两用,
第4章 不饱和聚酯树脂 4.1 概述 4.1.1 不饱和聚酯树脂的概念及其特性 不饱和聚酯树脂( 不饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resins,UPR)是指分子链上具有不饱和键(如 resins,UPR)是指分子链上具有不饱和键(如 双键)的聚酯高分子。 更准确的定义是:不饱和聚酯在乙烯基类 交联单体(eg.苯乙烯)中形成的液体树脂。 交联单体(eg.苯乙烯)中形成的液体树脂。 不饱和聚酯树脂是一种典型的热固性树脂。
j、混酸 顺酐/苯酐=1/1(摩尔比)时称为“ 顺酐/苯酐=1/1(摩尔比)时称为“低活 性不饱和聚酯树脂”;顺酐/苯酐=2/1或 性不饱和聚酯树脂”;顺酐/苯酐=2/1或3/1 (摩尔比)时,分被称为“ (摩尔比)时,分被称为“中活性不饱和聚酯 树脂” 树脂”和“高活性不饱和聚酯树脂”。 高活性不饱和聚酯树脂” (3)多元酸 偏苯三酸酐、均苯三酸酐和马来酐海松酸 等三酸可用于制造软化点高的、特种用途的聚 酯树脂;如固体感光树脂、不饱和聚酯树脂固 体粉末涂料。
2022年行业分析不饱和聚酯树脂行业未来五大流向和热点
不饱和聚酯树脂行业未来五大流向和热点据中国UPR(不饱和聚酯树脂)行业协会初步统计,2022年我国UPR 行业总产量达到153万吨,比上年增长5.5%,其中环氧乙烯基酯树脂达到3.3万吨,增长11%;全国四大民营企业亚邦、天和、福田、华迅等总量达到44万吨,比上年增长11%;外资企业DSM、亚什兰、长兴、华日等总量达到12万吨,比上年增长9%。
江苏达到63万吨,比上年增长5%。
随着市场的变化,国内UPR产业转变增长方式,着重提升产品质量和品牌。
钢铁、汽车、船舶、石化、纺织、轻工、有色金属、装备制造、电子信息、物流十大行业与玻璃钢复合材料产业亲密关联。
这十大产业依附着我国城市工业化、城乡一体化大规模经济建设的契机。
这个契机又是以传统能源节能减排、新能源开发的低碳经济为目标绽开的。
玻璃钢复合材料以其自身创新为自己赢得了市场机遇和产经增长点。
目前,UPR行业呈现出五大流向和热点:一是持续增长的玻璃钢复合材料行业认知度的提高,拉动了低成本、通用型树脂和高性能、共性化的树脂市场急剧上升。
突出反映在邻苯型缠绕树脂、抽真空树脂、SMC/BMC树脂、拉挤树脂、涤纶和对苯改性树脂市场的全面拓展。
此外,高性能玻璃钢复合材料产品,如风机叶片、电器开关、电力元器件、脱硫、高速列车内外装饰结构件、水上各类豪华游艇、高级工作艇、运动艇等市场需求,又使间苯型、环氧乙烯基酯型的抽真空树脂、SMC/BMC树脂等快速增长,呈现了树脂市场的“两头热”。
以天马、天津合材、费隆、华昌为代表的国企改制企业,以亚邦、天和为代表的国内大型民营企业,以华科、天马瑞盛为代表的国内科技型企业,以DSM、华日、长兴、亚什兰、昭和、上纬为代表的外资企业,在国内UPR大舞台上各领风骚。
其次个流向和热点是浇铸型树脂进展迅猛。
前几年,浇铸型树脂工艺品在面临海外市场疲软的状况下,急转向国内建筑装饰装修市场,大批量工艺品、雕塑进入楼堂馆所和高档商场。
浇铸型人造石的技术提升,已从面广量大的台面板走向机械化成型的人造大理石和人造石英石面板,大量应用于墙面饰材和地面材料。
不饱和树脂(UPR)产业链
不饱和树脂(UPR)产业链
一、不饱和树脂
不饱和聚酯树脂可以定义为由二元酸与二元醇缩聚而成的含不饱和二元酸或二元醇的线型高分子化合物溶解于单体(通常用苯乙烯)中而成的粘稠的液体。
1、原料:苯酐(gan)、顺酐、丙二醇、乙二醇、丙乙烯
2、下游应用:
(1)玻璃纤维增强领域(玻璃钢)占总量55%到60%。
玻璃钢是由玻璃纤维和不饱和聚酯树脂复合而成,主要产品有应用车辆壳体、风力等领域
(2)浇筑领域:占总量25%到30%,人造石、工艺品纽扣
(3)涂料领域:占总量10%,应用于胶衣、云石胶、地坪、涂料(不饱和油漆)3、其他
(1)2009年国家质检局开始对UPR行业实行工业许可,抽检产品,不合格不允许生成
(2)规模小的不饱和聚酯树脂生产厂家年生产能力仅数千吨,规模大的年产十几万吨;规模小的厂家设备简陋、生产过程控制手段落后、产品质量不稳定,只能生产低端的通用型树脂,三万吨以上产能的厂家设备相对精良、生产过程控制手段先进、产品质量稳定。
二、市场现状
1、华昌聚合物有限公司
2、江苏富菱化工有限公司
3、金陵帝斯曼树脂有限公司
4、上海亚什兰化工有限公司
5、南京利德尔复合材料有限公司
6、常州华日新材有限公司
7、常州天马瑞盛复合材料有限公司
8、常州新日化学有限公司(即亚邦)
9、浙江天和树脂有限公司(上海、浙江临海和江苏南通三个厂)、
10、常州华科聚合物股份有限公司
11、常州市华润复合材料有限公司
12、宜兴市兴合树脂有限公司
13、广东华讯实业有限公司
14、佛山市晨宝树脂涂料有限公司。
不饱和聚酯树脂及复合材料
不饱和聚酯树脂制品在第二次世界大战期间,首先在军用 航空飞机上得到应用。 1941年美国开始UPR的商业生产。烯丙基铸造树脂用来作 玻璃的替代物。先用不饱和醇如丙烯醇制得丙烯基树脂, 后又用马来酸等制造不饱和聚酯。 1942年丙烯基碳酸乙二醇酯用作飞机雷达罩和玻璃布增强 的树脂基体。这种雷达罩具有质量轻、强度高、透微波性 好、制造方便等特点,迅速用于战争。 1946年聚酯在美国商业化。聚酯用到乙二醇、马来酸酐、 苯乙烯、甲基丙烯酸等原料。至今,不饱和聚酯树脂的组 分基本不变,而主要变化是配比等方面。
第三阶段
二战后,UPR迅速推广并转向民用,室温固化剂的发现 使UPR玻璃钢工业的发展远远超过其他塑料工业。 1946年用聚酯玻璃钢做船身,但由于玻璃钢的增强材料的费 用较高,所以玻璃钢的应用受到限制。在较长一段时间里, 人们对不饱和聚酯进行开发研究,主要是解决不饱和聚酯工 业化方面的问题,其中有不饱和聚酯的稳定(阻聚剂的使用等) 和树脂固化的收缩问题等等。 1950年以后,UPR的主要用途仍是玻璃钢和油漆基料。 1955年后用不饱和聚酯生产无溶剂漆。 1957年不饱和聚酯的浇注体用于生产“珍珠”纽扣。 1959年以后不饱和聚酯树脂又用于制造人造大理石、人造玛 瑙以及地板与路面铺覆材料等,应用大大扩展。
增加与交联单 体的相容性
降低UP的 结晶性能
饱和二元酸对 UPR的影响
改善UPR的 特定性能
饱和二元酸对UPR的影响
项目 分子量 熔点/℃ 结构特点
形成聚酯的结晶性
邻苯二甲酸(酐) o-C6H4(COOH)2 166.13(148.11)
191(13Байду номын сангаас. 8) 邻位,易形成酐
弱
间苯二甲酸 m-C6H4(COOH)2
不饱和聚酯树脂的合成与应用
不饱和聚酯树脂的合成与应用不饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resin,UPR)是一种重要的热固性塑料,在工业、建筑、交通运输、航空航天等领域有广泛的应用。
本文将介绍不饱和聚酯树脂的合成与应用。
不饱和聚酯树脂的合成通常采用缩聚法,即将带有不饱和基团的二元酸和含有双酚的化合物反应生成粘稠液体。
合成过程中通常需要加入引发剂和促进剂等助剂,以达到合成反应的最佳条件。
1.原料常用的二元酸包括各种脂肪族二酸,如丙二酸、乙二酸等,以及芳香族二酸,如苯二甲酸、酞酸等。
含有双酚的化合物常用的为丙烯酸甲酯乙二醇酯,也可以使用其他含有双酚基的化合物。
2.合成过程在缩聚反应中,二元酸和含有双酚基的化合物混合加热,同时加入引发剂和促进剂等助剂。
引发剂的作用是引起自由基的产生,促进剂的作用则是加速缩聚反应的进展。
反应过程中需控制温度和反应时间等参数,以充分反应并保证反应产物的质量。
3.特点不饱和聚酯树脂具有良好的韧性和可塑性,同时也具有化学稳定性和耐腐蚀性。
因此,不饱和聚酯树脂被广泛应用于复合材料、涂料、黏合剂等领域。
此外,不饱和聚酯树脂还可以通过改变二元酸和含有双酚基的化合物的比例,以及引入不同的助剂,将其用于不同的应用领域。
不饱和聚酯树脂以其优良的物理化学性质和广泛的应用领域,成为了当前热固性塑料中的重要代表之一。
1.复合材料由于不饱和聚酯树脂具有优良的塑性和可加工性,因此广泛应用于复合材料的制备中。
在复合材料中,不饱和聚酯树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强剂,按照一定的配比制成预浸料,然后经过成型、加压等工艺制成复合材料制品。
这种制品具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、电力、建筑等领域。
2.涂料不饱和聚酯树脂在涂料行业中也有重要的应用。
不饱和聚酯树脂可以与溶液中的环氧树脂、酚醛树脂等进行共混,制成对温度、光照、氧化等有一定抵抗力的新型涂料。
这种涂料不仅具有优良的装饰效果,还具有抗腐蚀、耐磨损、高附着力等特点。
我国不饱和聚酯树脂生产与市场分析及展望
我国不饱和聚酯树脂生产与市场分析及展望摘要:综述了我国不饱和聚酯树脂产销量,研发能力及市场情况。
迄今不饱和聚酯树脂(UPR)仍是热固性树脂中用量最大的,也是玻璃钢(FRP)制品生产中用得最多的基体树脂,热塑性树脂在玻璃钢上的应用处于发展阶段,然现量尚少。
UPR生产工艺简便,原料易得,耐化学腐蚀、力学性能、电性能等性能优良,尤其是其可常温常压固化,一具有良好的土艺性能,故而广泛用于作为生产FRP、工艺品、人造石、纽扣、涂料等的基本原材料。
1 中国大陆UPR产销量概况表1为近年来我国大陆UPR产销量的简单概况。
自上世纪80年代以来,中国大陆UPR的产销量一直攀升。
1996~2003市场消费量增长了300%,一同进入世界前列,诚可喜,亦有忧。
据美国CFA(复合材料制造商协会)称:2002年美国UPR产量79万t,出口4万t;又据日本资料新闻称:日本国2003年产量为18万t。
其他国家或地区消费量均在中、美、日之下。
2003年中国大陆UPR产量逾72万t,胶衣树脂1.1万t,进口13.758万t,出口660 t,实际用量逾85万t。
可见就UPR的生产与消费一而言,我国与美国已在伯仲之间惟品种与质量尚不能同日而语。
2 技术源流多元化从上世纪50年代引进捷克UPR配方,并自行研发以来,对我国UPR发展影响最大的是,1966年国家建筑材料工业部斥资13万英磅引进英国SCOTT BADER 公司年产500 t能力的生产线。
此项目系成套引进,拥有64个配方与完整的生产工艺,奠定了我国UPR的基础,为上世纪70年代末期开始我国玻璃钢工业的蓬勃发展创造了功不可没的物质条件。
直到37年后的今天,许多当年的牌号还在国内广为生产与应用。
上世纪80年代以来,引进了一系列UPR项目,先后有如下一些公司:1)国联合钢铁公司SILMAR树脂分部;2)日本三井东压株式公社;3)英国LYN-CIM公司;4)意大利ALUSSU ISSE公司;5)美国REICHHOLD公司;6)日本DIC公司;7)德国BASF公司;8)荷兰DSM公司;9)芬兰NEST公司;10)武田药品公司;11)日本昭和高分子化合物公司;12)日本日立化成公司;13)日本三菱树脂公司二14)中国台湾省上纬精细化工有限公司;15)中国台湾省意达公司;16)中国台湾省晋伟公司;17)中国台湾省长兴化学工业公司;18)中国台湾省联成化学公司;19)中国台湾省英铭化工公司;20)美国ASHLAND公司;21)中国台湾省国精化学公司。
不饱和聚酯树脂的固化机理
不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 2.1 固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
不饱和聚酯树酯的研究与应用
耐热性UPR 树脂和光固化UPR 树脂, 国外也开发了不少品种, 有过很多报 导。 俄国的Nrullina 等人在不饱和聚酯 树脂中添加各种无机填料, 10 ~15 min 干燥时间, 固化后可制成耐热 超过175 ℃的腻子。
02
固化剂
耐热性UPR 树脂和光固 化UPR 树脂
日本日立化成工业公司还制成了耐热型不饱和聚组 成物, 改性组成物与玻璃粗纱制成的增强模塑料, 180 ℃/2 h 不断。缩水甘油醚-胺加成物用作PU 固 化促进剂也有研究报导。
01
玻璃钢渔船专用树脂
目前世界上拥有小型玻璃钢船已达50 多种,200 多万只, 一般30 m 以下的 渔船基本上都是玻璃钢制品。特别是日本玻璃钢渔船的设计能力很强, 采用 大型计算机计算和绘图, 可以根据用户的需要设计。一般15 m 左右长的渔 船柴油机的动力都在74 kW 左右。各国玻璃钢渔船壳体的生产工艺大体都是 采用手糊和喷射成型工艺。船壳体用的增强材料主要是毡、毯、喷射纱等。 船用树脂很多, 根据不同的部位使用不同树脂, 如抗渗漏树脂、耐磨树脂、 阻燃树脂和耐候性树脂等。
不饱和聚酯树脂作为基体的泡沫塑料, 韧性、强度比发泡PS 好, 加工比泡沫 PVC 容易, 添加阻燃剂等也可使其阻 燃和耐老化, 成本比泡沫聚氨酯塑料 低。
06
聚氨酯保温板
发泡不饱和聚酯树脂
发泡不饱和聚酯树脂(以下简称树脂)的发泡主要采用 化学发泡剂。使用物理发泡剂的文献不多。物理发泡 剂主要是氟利昂, 但污染环境。化学发泡剂主要有: 异氰酸酯类、偶氮类、磺酰肼类、碳酸酯酐类。
UPR 是热固性树脂中用量最大的, 约在85 %~90 %, 也 是复合材料(玻璃钢)制品生产中用得最多的树脂。由于 生产工艺简便、原料易得, 同时耐化学腐蚀、力学性能、 电性能优良, 最重要的是可以常温常压固化而具有良好 的工艺性能, 故广泛用于结构、防腐、绝缘复合材料产 品。UPR 是由不饱和酸酐和饱和酸酐以及二元醇缩聚而 成。由于所用酸与醇的品种不同, 饱和酸酐和不饱和酸 酐的用量不同, 可合成不同性质及不同分子量的各种 UPR 。常用的饱和二元酸酐为邻苯二甲酸酐(简称为苯 二甲酸酐或苯酐), 不饱和酸酐为顺丁烯二酸酐(简称顺 酐, 也称马来酸)。常用的二元醇为丙二醇、乙二醇等。 用间苯二酸酐能改善耐腐 蚀性能, 用卤化单体使产品具有阻燃性。在这基础上产 生了间苯型、双酚A 型、新戊二醇型等不同类型的UPR。
(UPR)
不饱和聚酯树脂(UPR)是近代塑料工业发展中的一个重要的品种,在工业、农业、建筑、交通及国防等方面有着广泛的应用,近20年来在世界上得到了迅猛的发展。
1999年世界不饱和聚酯树脂的总生产能力(不计中国)基本保持在220万吨/年。
世界不饱和聚酯树脂前五大生产公司主要集中在美国、西欧和日本,其产量占总产量的80%以上。
1999年世界不饱和聚酯树脂产量和消费量约为160多万吨。
世界不饱和聚酯树脂生产技术水平因地区不同有所差异。
世界发达国家技术水平较为先进,自控程度较高,产品牌号多而且产品功能性强。
我国UPR近几年的发展也非常快,其生产能力由1996年的20万吨/年发展到2001年的50万吨/年,产量由1996年的16万吨发展到2001年的38万吨,短短的几年间有了成倍的增长。
而且2001年国内的表观消费量也已达到了50万吨以上。
预计2005年我国UPR需求量将达58万吨,届时全国UPR的生产约42万吨,缺口16万吨,市场前景良好。
2000年我国不饱和聚酯树脂生产企业约500~600家,其中大多数为乡镇或私营企业,设备、技术、产品质量与国外产品相比有较大的差距。
万吨级以上的厂家仅有10多家。
2000年我国不饱和聚酯树脂能力约50万吨,产量约35万吨,开工率约为70%。
我国UPR主要用于玻璃钢增强制品,其中管道、冷却塔、船艇、化工防腐设备、车辆部件、门窗、活动房、卫生设备等;其次是非增强产品,如装饰画、仿人造大理石、人造玛瑙、家具漆等。
2000年我国UPR的消费量约为48万吨,而当年我国UPR的产量仅为35万吨,约有13万吨的产品进口,出口量仅为5000吨左右。
由于目前我国众多UPR生产企业存在着规模小、成本高、技术工艺水平落后、产品质量较差等问题,将来很难满足市场对一些高品质牌号和专用牌号树脂的要求,因此未来UPR的市场缺口仍然很大,前景还是比较乐观的。
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不饱和树脂(UPR)产业链
一、不饱和树脂
不饱和聚酯树脂可以定义为由二元酸与二元醇缩聚而成的含不饱和二元酸或二元醇的线型高分子化合物溶解于单体(通常用苯乙烯)中而成的粘稠的液体。
1、原料:苯酐(gan)、顺酐、丙二醇、乙二醇、丙乙烯
2、下游应用:
(1)玻璃纤维增强领域(玻璃钢)占总量55%到60%。
玻璃钢是由玻璃纤维和不饱和聚酯树脂复合而成,主要产品有应用车辆壳体、风力等领域
(2)浇筑领域:占总量25%到30%,人造石、工艺品纽扣
(3)涂料领域:占总量10%,应用于胶衣、云石胶、地坪、涂料(不饱和油漆)3、其他
(1)2009年国家质检局开始对UPR行业实行工业许可,抽检产品,不合格不允许生成
(2)规模小的不饱和聚酯树脂生产厂家年生产能力仅数千吨,规模大的年产十几万吨;规模小的厂家设备简陋、生产过程控制手段落后、产品质量不稳定,只能生产低端的通用型树脂,三万吨以上产能的厂家设备相对精良、生产过程控制手段先进、产品质量稳定。
二、市场现状
1、华昌聚合物有限公司
2、江苏富菱化工有限公司
3、金陵帝斯曼树脂有限公司
4、上海亚什兰化工有限公司
5、南京利德尔复合材料有限公司
6、常州华日新材有限公司
7、常州天马瑞盛复合材料有限公司
8、常州新日化学有限公司(即亚邦)
9、浙江天和树脂有限公司(上海、浙江临海和江苏南通三个厂)、
10、常州华科聚合物股份有限公司
11、常州市华润复合材料有限公司
12、宜兴市兴合树脂有限公司
13、广东华讯实业有限公司
14、佛山市晨宝树脂涂料有限公司。