氟元素是一種反應(yīng)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(jié)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。
同樣,當聚合物中部分或全部氫原子被氟原子取代后,該聚合物則會具有很多其他聚合物無法比擬的優(yōu)越性能,如耐候性、電絕緣性、耐摩擦性和耐化學品性能等。
由于其優(yōu)異的性能,含氟聚合物在航空、汽車、石油和化工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。含氟聚合物的廣泛應(yīng)用,使得人們對其應(yīng)用及市場現(xiàn)狀更為關(guān)心。
▲C-F 鍵特征和含氟聚合物特性
含氟聚合物主要包括氟樹脂、氟橡膠和氟涂料,具體產(chǎn)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) 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) 特性:具有與 PTFE 相當?shù)奶匦?,可熔融加工成形狀?fù)雜的制品 用途:半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域 四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP) 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) 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) 特性:優(yōu)異的光學性質(zhì)、機械強度,在極低溫度下仍具有尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊性 用途:閥體、泵等成型品飛機、導(dǎo)彈的連結(jié)線、工業(yè)用控制電線等 聚偏氟乙烯(PVDF) 特性:機械強度高,耐磨性優(yōu)異,耐腐蝕性能好,優(yōu)異的光澤保持性 用途:在金屬板卷材涂層中應(yīng)用,以提供裝飾性和保護性,建筑物的外墻用涂料等
其中,聚四氟乙烯(PTFE)是氟聚合物最主要的產(chǎn)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,是一種類似于PE的透明或不透明的蠟狀物。
PTFE耐熱、耐化學品性能良好,摩擦系數(shù)低,電氣絕緣性能十分優(yōu)異,能在高溫下連續(xù)使用。2015年全世界氟樹脂產(chǎn)能約為45萬噸,其中PTFE產(chǎn)能占據(jù)五成左右。
2014年全球PTFE市場規(guī)模約為20億美元,預(yù)計將以每年5%以上的增速增長到2020年市場規(guī)模為27億美元左右。
▲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,其中美國占全球氟樹脂消費總量的28.4%,西歐占21.35%,日本占9.05%,中國占29.5%,世界其他地區(qū)占11.65%。
我國已產(chǎn)業(yè)化的氟樹脂主要有PTFE、FEP、PVDF、PVF,其他氟樹脂仍處于開發(fā)階段,其中又以PTFE為主。2016年我國PTFE產(chǎn)能約為12.3萬噸,處于快速發(fā)展的階段;此外PVDF發(fā)展也很迅速。
▲“十二五”期間我國主要氟樹脂產(chǎn)品情況
根據(jù)《中國氟化工行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》,預(yù)計“十三五”期間,PTFE產(chǎn)品將隨著其在線纜、節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷加大,預(yù)計其需求仍將保持8%左右的增長速度。
??FEP產(chǎn)品隨著高層建筑用通訊電纜、局域網(wǎng)電纜、4G網(wǎng)絡(luò)基站、智能手機用導(dǎo)線以及各類特種電纜等方面的需求增長,預(yù)計將保持在10%左右的增長速度。
??PVDF產(chǎn)品將隨著風電、泥多佛大產(chǎn)業(yè)、新能源、環(huán)保、橋梁、建筑等行業(yè)的發(fā)展,其需求預(yù)計將保持10%左右的增長速度。
??ETFE、PFA、PCTFE、PVF等產(chǎn)品將隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷突破,加之國內(nèi)航空工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑及半導(dǎo)體制造等行業(yè)的發(fā)展,預(yù)計將會以15%以上的速度增長。
按照規(guī)劃測算,到2018年P(guān)TFE的表觀消費量約在10.38萬噸,目前國內(nèi)PTFE產(chǎn)能約在12.01萬噸,開工率需達到約90%才可滿足需求,行業(yè)處于快速發(fā)展階段。
▲我國PTFE產(chǎn)能/噸
目前國內(nèi)主要含氟聚合物研究和生產(chǎn)企業(yè)有上海三愛富、中昊晨光、山東東岳、浙江巨化、中化藍天、江蘇梅蘭等14家企業(yè)(不含杜邦及大金在中國的企業(yè))。其中:
聚四氟乙烯生產(chǎn)企業(yè)有10家,聚全氟乙丙烯生產(chǎn)企業(yè)有5家,聚偏氟乙烯生產(chǎn)企業(yè)有5家,氟橡膠生產(chǎn)企業(yè)有6家。
分布于上海、江蘇、浙江、山東、四川、內(nèi)蒙古、福建等省市區(qū)。