聚甲醛市場及發(fā)展方向

劉 珊，景 泉，劉 冬，張彩鳳，付 輝

江蘇斯?fàn)柊钍邢薰?，江蘇連云港 222000

聚甲醛(POM)的分子是一種沒有側(cè)鏈的高密度、高結(jié)晶性的線型聚合物。它是繼聚酰胺之后又一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，具有高的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、模量、耐磨性、韌性、耐疲勞性和抗蠕變性，還具有優(yōu)良的電絕緣性、耐溶劑性和可加工性，是五大通用工程塑料之一，應(yīng)用于汽車、電子電器、日用消費(fèi)品、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域[1]。

1 聚甲醛分類

聚甲醛分為兩大類：一是三聚甲醛或甲醛的均聚體，稱為均聚甲醛；二是三聚甲醛與少量戊環(huán)的共聚體，稱為共聚甲醛。

表1 聚甲醛產(chǎn)品性能對(duì)比

均聚物材料具有很好的延展強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度，但不易于加工，加工溫度范圍窄。均聚工藝以美國杜邦公司為代表，此種工藝路線由于甲醛提純工藝復(fù)雜和后處理封端技術(shù)上的困難，使得均聚產(chǎn)品耐堿性、耐熱性差，生產(chǎn)成本較高。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的問題，近幾年來國外一些以均聚法生產(chǎn)的公司，如意大利SIR公司、日本旭化成公司將均聚法聚甲醛裝置改為共聚法。

共聚甲醛加工成型的條件不像均聚甲醛那樣苛刻，加工過程熱分解釋放出來的甲醛氣體少。經(jīng)過改性后的共聚甲醛各項(xiàng)指標(biāo)均超過均聚甲醛。因此，目前均聚甲醛發(fā)展勢頭已經(jīng)減弱，而共聚甲醛是未來的發(fā)展方向。目前，共聚甲醛占總量的90%以上。共聚甲醛生產(chǎn)工藝以塞拉尼斯公司的技術(shù)為典型代表。

2 產(chǎn)品應(yīng)用

2.1 汽車行業(yè)

聚甲醛在汽車工業(yè)中的應(yīng)用量較大。用聚甲醛制作的零件具有減少潤滑點(diǎn)、耐磨、便于維修、簡化結(jié)構(gòu)、提高效率、降低成本、節(jié)約鋼材等良好效果。聚甲醛在汽車行業(yè)方面用來制造汽車泵、汽化器、輸油管、動(dòng)力閥、萬向節(jié)軸承、剎車襯套、車窗升降器、安全帶扣、門把手、門鎖等。

2.2 機(jī)械制造行業(yè)

聚甲醛在機(jī)械制造行業(yè)用來制造機(jī)床電動(dòng)機(jī)保護(hù)開關(guān)、潤滑劑萬向?qū)Ч堋⒛ゴ踩~輪、外圓磨床液壓套筒等。還可用于氣溶膠的包裝、輸送管、浸在油中的部件及標(biāo)準(zhǔn)電阻面扳等。

密儀器行業(yè)：在精密儀器行業(yè)用來制造鐘表和照相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件、耐磨絕板、支撐座架等。

2.3 電器行業(yè)

由于聚甲醛的電耗較小，介電強(qiáng)度和絕緣電阻較高，具有耐電弧性等性能，廣泛的應(yīng)用于電子電器領(lǐng)域。聚甲醛在辦公設(shè)備用于電話、無線電、錄音機(jī)、錄像機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)和傳真機(jī)的零部件、計(jì)時(shí)器零件等。在家用電器行業(yè)用來制造電源插頭、電源開關(guān)、按鈕、繼電器、洗衣機(jī)滑輪、空調(diào)曲柄軸、微波爐門搖桿、電飯鍋開關(guān)安裝板、電冰箱、電扳手外殼等。

2.4 其他

替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件。沖浪板、帆船及各種雪撬零件，手表微型齒輪、體育用設(shè)備的框架輔件和背包用各種環(huán)扣、緊固件、打火機(jī)、拉鏈、扣環(huán)。醫(yī)療器械中的心臟起博器；人造心臟瓣膜、頂椎、假肢等[2]。

表2可以看出，我國聚甲醛的主要消費(fèi)領(lǐng)域是電子電器行業(yè)，占到了43%。而國外聚甲醛的主要消費(fèi)領(lǐng)域包括汽車工業(yè)、工業(yè)器械等，汽車工業(yè)比例最高達(dá)到46%。對(duì)比我國消費(fèi)結(jié)構(gòu)可以說明我國聚甲醛的消費(fèi)還主要集中在一些技術(shù)含量比較低的市場，汽車配件以及精密電子產(chǎn)品等高精尖的行業(yè)生產(chǎn)能力還不夠。

表2 不同國家POM應(yīng)用情況 %

我國目前每年仍需要進(jìn)口300 kt左右的聚甲醛，特別是在高附加值的汽車配件行業(yè)以及高端電子電器行業(yè)，國產(chǎn)聚甲醛進(jìn)入較少或者由于門檻較高不具備進(jìn)入條件。

3 生產(chǎn)技術(shù)

不同的生產(chǎn)工藝可以制造出不同種類的均聚甲醛和共聚甲醛。

3.1 均聚甲醛

要制造均聚甲醛，首先要制造無水甲醛，甲醛在陰離子催化下開始聚合，然后通過乙酸酐進(jìn)行封端處理，得到穩(wěn)定的均聚甲醛。

均聚甲醛的生產(chǎn)工藝有杜邦、意大利SIR公司、日本旭化成等。

3.2 共聚甲醛

要制造共聚甲醛，首先要把甲醛轉(zhuǎn)化為三氧雜環(huán)已烷(又稱三聚甲醛)，三聚甲醛與二氧五環(huán)(C3H6O2，是由甲醛和乙二醇在酸催化劑下反應(yīng)制得)共聚生成聚甲醛，最后脫氣造粒[3]。大約是1.41 t甲醇可生產(chǎn)1 t POM。

共聚甲醛的生產(chǎn)工藝有美國塞拉尼斯、德國巴斯夫、日本三菱瓦斯化學(xué)公司、日本旭化成公司等，各個(gè)公司之間的生產(chǎn)工藝有不同的特點(diǎn)。

截止目前中國還沒有自主POM技術(shù)，全部靠引進(jìn)。高端技術(shù)都掌握在杜邦、旭化成等國外公司手里，不外賣，而國內(nèi)投產(chǎn)的POM技術(shù)主要來自3家：波蘭ZAT、香港富藝和韓國P&ID公司。國內(nèi)經(jīng)過十幾年的摸索和改進(jìn)，產(chǎn)品穩(wěn)定性有了很大提高，但是相比國外其他幾家技術(shù)還有很大差距[4]。

4 生產(chǎn)情況[5]

目前，國內(nèi)能夠掌握POM生產(chǎn)技術(shù)，并正式生產(chǎn)POM的企業(yè)并不多，產(chǎn)品規(guī)模小，其中云天化和開封龍宇只能生產(chǎn)幾個(gè)牌號(hào)的產(chǎn)品，上海藍(lán)星也只有10余個(gè)牌號(hào)，而國際上主要跨國公司都有30～40個(gè)牌號(hào)可以選擇。因此，無論從生產(chǎn)規(guī)模還是品種看，國內(nèi)POM生產(chǎn)技術(shù)都還處于相對(duì)落后的狀態(tài)。工藝技術(shù)尚存在一些缺陷，原材料及公用工程消耗較高，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。

表3 國外主要生產(chǎn)企業(yè)

表4 國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)

5 市場情況

由表5和表6可以看出，國內(nèi)共有510 kt POM產(chǎn)能，正?？蓾M足表觀消費(fèi)量，但是實(shí)際POM生產(chǎn)企業(yè)的開工率并不高，且有100 kt產(chǎn)能關(guān)停，且近5年P(guān)OM進(jìn)口量逐年遞增。其原因?yàn)樵赑OM消費(fèi)應(yīng)用中，電子電器、汽車行業(yè)以及機(jī)械行業(yè)占了67%，而這部分產(chǎn)品主要為高端產(chǎn)品，對(duì)制件原料質(zhì)量要求較高，一般使用杜邦、寶理、三菱等進(jìn)口品牌。

表5 近幾年國內(nèi)POM的生產(chǎn)情況

表6 近5年P(guān)OM的進(jìn)出口量

另一方面，國內(nèi)生產(chǎn)POM技術(shù)主要為外國引進(jìn)，缺乏技術(shù)創(chuàng)新，聚甲醛產(chǎn)品90%以上為通用型號(hào)產(chǎn)品，大多應(yīng)用于民生用品、工業(yè)配件以及中低端電子產(chǎn)品市場，在目前國際POM市場中的競爭力明顯不夠。

表7 國內(nèi)POM產(chǎn)品部分售價(jià)和成本

6 國內(nèi)POM現(xiàn)狀

1)低端料過剩，高端料嚴(yán)重依賴進(jìn)口

21世紀(jì)以來，我國企業(yè)通過技術(shù)引進(jìn)，建立了一批聚甲醛生產(chǎn)裝置。但是由于國外對(duì)高端生產(chǎn)技術(shù)的封鎖，國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)落后，生產(chǎn)的多為通用型聚甲醛產(chǎn)品，目前我國通用型聚甲醛已供大于求，近年來裝置開工率較低，大多企業(yè)虧損生產(chǎn)，有些企業(yè)裝置長期關(guān)停[6]。

當(dāng)前，我國大多數(shù)企業(yè)對(duì)改性聚甲醛產(chǎn)品的研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新方面投入相對(duì)較弱，而國外聚甲醛企業(yè)已經(jīng)有幾十年的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，改性高端聚甲醛產(chǎn)品的應(yīng)用量已經(jīng)達(dá)到30%以上。

2)新建項(xiàng)目向煤炭資源地靠攏

規(guī)劃的項(xiàng)目大部分選擇在新疆、內(nèi)蒙古、山西等煤炭資源豐富的地區(qū)。如新疆國重鑫興80 kt/a聚甲醛項(xiàng)目；內(nèi)蒙古久泰60 kt/a聚甲醛項(xiàng)目；兗礦集團(tuán)40 kt/a高端改性聚甲醛項(xiàng)目；介休市100 kt/a聚甲醛項(xiàng)目。

3)供需兩級(jí)分化

POM在工程塑料中不算需求增長快的品種。應(yīng)用領(lǐng)域基本固定在比較小的產(chǎn)品，消耗量并不算大。國內(nèi)聚甲醛目前供需情況處于兩級(jí)分化的境地。中高端聚甲醛市場價(jià)格較高但是供需基本平衡；國產(chǎn)聚甲醛供應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于需求且價(jià)格較低。

4)終端消費(fèi)市場疲軟

受反傾銷事件影響，2017年開始，中國POM市場價(jià)格開始低位上漲，隨2017—2018年市場需求的支撐，行情沖高至5年來的最高價(jià)位。2018下半年開始，受中國部分行業(yè)增速減緩，例如汽車行業(yè)自2018年9月開始，產(chǎn)銷大幅下滑，并在2018年結(jié)束產(chǎn)銷連續(xù)28年的增長趨勢，開始負(fù)增長，加之工程塑料市場整體氛圍偏弱和國際POM產(chǎn)能增長的影響，POM市場價(jià)格高位呈現(xiàn)大跌態(tài)勢。2019年中國POM市場價(jià)格波動(dòng)向下，主要因素是經(jīng)濟(jì)增速減緩，終端消費(fèi)行業(yè)顯疲軟，供需矛盾壓力持續(xù)存在。

為了促進(jìn)中美經(jīng)貿(mào)關(guān)系健康穩(wěn)定發(fā)展，POM(稅則號(hào)39071010)自2020年2月14日起將關(guān)稅由原來的5%調(diào)整為2.5%。預(yù)計(jì)POM進(jìn)口貨源會(huì)長期占據(jù)國內(nèi)市場。

7 結(jié)論

截止目前中國還沒有自主POM技術(shù)，全部靠引進(jìn)。主要是波蘭ZAT、香港富藝和韓國P&ID公司技術(shù)。產(chǎn)品穩(wěn)定性差，每批次產(chǎn)品均勻性很難保證，只能生產(chǎn)中低端聚甲醛，用于低端的拉鏈、日用品以及中低端的電子電器等。高端技術(shù)都掌握在杜邦、旭化成等國外公司手里，不外賣。雖然高端市場對(duì)產(chǎn)品的需求較少，但價(jià)格較高，利潤較大。

國內(nèi)POM市場中低端產(chǎn)品已供過于求，且經(jīng)濟(jì)增速減緩，POM消費(fèi)量也將放緩。若能突破技術(shù)封鎖，靠近煤炭集中地，從源頭生產(chǎn)高端共聚甲醛產(chǎn)品替代進(jìn)口，其市場利潤較好。但是國家關(guān)稅政策的調(diào)整，以及國外POM產(chǎn)能的擴(kuò)大，進(jìn)口POM產(chǎn)品仍將長期占據(jù)國內(nèi)市場。