化工新材料产业现状剖析与未来发展

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　　化工新材料产业现状剖析与未来发展

　　化工新材料，即通过化学合成的手段生产的新材料，以及以化工新材料为基础通过二次加工生产的复合材料。从物质结构看，主要是有机材料，也包括部分无机材料(主要是无机非金属的纳米粉体材料);从产品工业类别看，包括：新领域的高端化工材料—工程塑料、合成橡胶、高性能纤维、生物降解塑料、热塑性弹性体、纳米复合材料、有机氟硅材料、无机化工新材料等、传统化工材料的高端品种—超高分子量聚乙烯、高吸水性丙烯酸树脂等、通过二次加工生产的化工新材料—木塑材料、功能性膜材料等。

　　产业发展现状

　　中国已成为世界化工新材料最活跃的市场，据测算2010年市场规模达3300亿元人民币，但是中国在各个领域都尚未完全满足国内需求。为此，化工新材料相关产品被明确列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》基础原材料主题。

　　十一五期间发展成就

　　中国化工新材料产业经过“十一五”时期发展，已初步形成一个新兴的产业门类。2010年全行业总产值约为2000亿元人民币，企业和科研单位数量达2000家，从业人员在100万左右。化工新材料各个领域主要品种中国均有生产，所有小品种均开始着手进行了研究，部分产品产量已位居世界前列，少量出口，中国已逐步成为世界化工新材料生产大国。

　　针对国内外下游市场需求，培育了一批化工新材料产业。如中国合成橡胶总生产能力由2005年的132.7万吨增长到2010的271.7万吨，年均增长率达到21.0%，超过中国合成橡胶40多年产能发展的总和。中国已成为世界合成橡胶生产大国，总产量位居世界第二。国家多年来的引导和支持加速了中国功能膜产业的形成和发展。现在，全国从事功能膜研究的院所、大学近100家，膜制品生产企业有300余家，工程公司超过1000家，在功能膜几乎所有的领域中国都开展了工作。

　　针对国家重大工程及产业需求，突破了一批关键化工新材料产业化制备技术并发展了一批龙头企业。碳纤维一直是航空航天重要的配套材料，这一材料生产技术在“十一五”期间取得产业化突破。威海拓展公司和中复神鹰公司均已建成千吨级碳纤维(相当於日本东丽T300级)生产线。丁基橡胶在汽车内胎、轮胎气密层、药瓶橡胶塞中大量使用，以往长期依赖进口。

　　“十一五”期间，中石化集团开发出聚合级异丁烯生产技术，形成了万吨级丁基橡胶生产能力，填补了国内紧缺的丁基橡胶生产空白，使中国七大通用合成胶种全部实现了国产化。聚苯硫醚(PPS)工程塑料在“十一五”期间也取得突破。四川得阳科技股份有限公司在“十五”千吨级加压法合成线性高分子量PPS树脂生产线基础上，不断突破工程化放大技术，目前已形成超过3万吨的树脂合成规模，装置能力居世界第一。

　　针对国内节能减排的需求，开发了一批新产品并建立了示范装置。中国已是世界氯碱生产第一大国。山东东岳集团历经8年科研攻关，完全自主研发的“全氟离子膜”於2010年6月在万吨级氯碱装置上一次应用成功，打破了美国、日本长期对该项技术的垄断，标志着中国成为全球第三个拥有氯碱离子膜核心技术和生产能力的国家。工程型热塑性弹性体(TPE)替代不可回用的硫化橡胶制造汽车部件势在必行。

　　道恩集团等单位在“十一五”期间开发出“完全预分散-动态硫化”制备热塑性硫化橡胶(TPV)产业化技术，批量产品性能可完全替代硫化橡胶和其他同类进口产品，目前已应用於本田、比亚迪等车型。功能膜材料中中、低压及超低压分离膜己国产化，用於海水淡化的高压膜国产制品的性能己接近国际先进水平。国内产品市场占有率由五年前的3-5%提升到目前10%左右。

　　中国化工新材料产业形成了一批骨乾科研单位及企业：北京化工大学、吉林大学、中科院长春应用化学所、四川大学、中石化、中石油、金发科技股份、中国蓝星、东岳集团、烟台氨纶股份公司等。liuxuequn.com

　　产业自身存在的问题

　　与发达国家相比，中国化工新材料领域产业化核心技术水平较发达国家落後10-15年。目前化工新材料仍然是中国石化行业中为数不多的因技术问题无法满足国内需求的行业之一。由於涉及国家重大安全，化工新材料核心技术甚至关键产品都无法用购买方式获得，因此只能依靠自主创新。

　　分析当前中国化工新材料产业发展，主要存在一下问题：

　　产品品种少、生产规模小，不能满足市场需求。很多关键技术尚未突破，不能满足国内需求，尤其在高端领域严重依赖进口产品。如工程塑料树脂的自给率仅为1/3，尤其是特种工程塑料，中国只有聚苯硫醚等少数产品实现了工业化，且多是低端产品;合成橡胶自给率约为65%;国产膜元件国内市场占有率只有10%。同时中国化工新材料还普遍存在着品种单一，通用牌号较多，专用、特种等高性能牌号品种缺乏的问题。

　　合成橡胶，中国七大胶种虽然全部实现了国产化，但牌号数量要比国外先进水平少很多，如丁腈橡胶(NBR)中国只能生产5个牌号，而国外牌号有300个之多;碳纤维，中国只实现了东丽公司T300级别产品的产业化生产，更高级别的产品还处於实验室或中试水平;工程塑料领域，中国已是聚苯硫醚生产大国，但是牌号只有40个左右，而国外先进水平达到70个左右。

　　创新能力弱、缺乏核心技术，工程转化能力不强、应用技术落後。中国已完成产业化和中试的化工新材料上千种产品中，目前只有聚酰胺1212(PA1212)等极少数产品为世界首创，只有反式异戊橡胶产业化技术等个别技术有望达到国际领先水平。

　　与国外主要参与研究的大型企业不同，中国开展研究的大多是高校和科研机构，这些单位普遍存在工程转化能力薄弱的问题。如北京市化工研究院早在上世纪九十年代就完成了工程塑料聚酰胺11(PA11)的中试研究，但到“十一五”结束仍没实现产业化技术突破。工程转化能力较强的企业对於技术较复杂、风险高的化工新材料生产技术更注重於技术引进而不是自主开发，如工程塑料五大品种中的三个产品——聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)都是靠引进技术实现产业化。

　　国际工程塑料巨头都有庞大的应用开发中心，而国内化工新材料企业普遍缺乏对产品的应用研究，关联行业之间缺乏沟通、交流。一方面是商业模式上，中国企业习惯於模仿和逆向研发;二是中国工程塑料技术人才知识结构缺陷，从事工程塑料人才多是化工或高分子专业毕业生，他们对力学、机械、模具等知识及其重要性认知极少。如中国合成橡胶企业除个别企业外，龙头企业如中石油和中石化均没有自己的橡胶制品生产和研究中心，产品只提供生胶。

　　部分产品盲目投资、造成大量资金浪费，资源紧张。中国化工新材料整体技术落後，少数技术较成熟甚至不成熟的产品却面临着盲目投资的问题。如工程塑料行业中的聚甲醛产品，中国已建成的装置产能超过40万吨，2010年开工率约1/3;已建成的产能占世界总产能的28%。

　　十二五发展目标及重点

　　2015年中国化工新材料产业的产值达到约4740亿元人民币，年均增长率约为18.8%，约为同期国民经济增长速度的三倍;国内市场自给率从2010年的60.6%提高到2015年的79.0%，其中合成橡胶和工程塑料及改性塑料也要实现70%以上的自给。

　　针对这一目标，经调研，我们按行业归纳以下技术应为化工新材料领域“十二五”期间发展重点。

　　(一)功能膜材料：在功能膜全领域形成完备的、规模化的膜与膜元件的生产技术与生产能力，膜性能达到国际先进水准。重点发展超低压、抗污染、抗氧化反渗透膜及海水淡化用高压反渗透膜、微孔滤膜(纳滤、超滤和微滤);进一步提高气体分离膜和元件的产能和产品性能;推进医用膜的开发和产业化，重点提高血液透析膜性能;推进建筑玻璃节能用纳米复合膜的产业化，实现低成本化，替代国外进口;发展太阳能电池膜和平板显示薄膜;开发与膜配套的专用设备，促进多功能膜产业链的形成。大力推进功能膜材料在国民经济各领域的推广应用。

　　(二)工程塑料：积极推广应用具有自主知识产权的聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚芳醚树脂系列产品;提高聚苯醚、聚甲醛和热塑性聚酯(PET/PBT)等产品品质，增加产品种类;加强功能化、专用化工程塑料新产品及其应用研究;进一步推动聚碳酸酯、长碳链聚酰胺、耐高温聚酰胺、液晶聚合物(LCP)的研制与开发;加快树脂共混、改性及合金化进程，鼓励发展环保型改性技术尤其是不含重金属的改性技术、无卤阻燃技术。

　　(三)合成橡胶：加快丁基橡胶(特别是卤化丁基橡胶)、乙丙橡胶和异戊橡胶工业化技术、设备开发;加快丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶等特种橡胶的开发生产;大力增加国内市场占有率较高的丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶新产品、新牌号;解决国内乳聚丁苯橡胶环保橡胶填充油供应，实现低多芳含量丁苯充油橡胶商业化生产;发展苯乙烯类嵌段共聚橡胶SIS和SEBS等产品，增加专用产品比例;大力发展合成橡胶新产品，推进节能型溶聚丁苯橡胶应用，加快稀土顺丁橡胶产业化，开展反式异戊二烯橡胶的应用，增加粉末橡胶、液体橡胶等专用品种和产量。

　　(四)有机氟硅材料：有机硅控制总量，限制10万吨/年以下的单体项目建设;加快核心技术开发，推进产业化进程，重点是甲基苯基二氯硅烷及其四环体产业化技术研究开发;功能性有机硅橡胶产业化技术和产品开发，特别是耐高温硅橡胶、单组份加成型液体硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、特种硅橡胶生胶及制品等的开发及生产;直接法合成烷氧基硅烷先进生产技术及硅烷偶联剂新品种的开发;有机硅/有机改性材料大规模产业化技术的开发;多晶硅工业副产品四氯化硅综合利用关键技术开发;硅油制备新工艺及系列产品开发;硅树脂新品种，新技术开发。

　　有机氟推进系列含氟特种单体的开发及产业化，加快高性能聚四氟乙烯、可熔融性氟树脂(尤其是F46和F40等含氟聚合物)、含氟膜材料生产及加工应用技术开发;鼓励耐低温氟橡胶、汽车专用氟橡胶及预混炼混炼胶新品种的开发;鼓励氟碳涂料的开发，解决高端涂料级聚偏氟乙烯(PVDF)工业放大问题;鼓励杂环类、脂肪族含氟中间体和液晶、平板显示类含氟中间体，以及低毒含氟农药、含氟医药中间体向高附加值方向发展;鼓励含氟电子化学品、新能源含氟材料的开发。

　　(五)生物降解塑料重点发展方向：包装塑料及其制品、日用塑料和医用塑料及其制品，其次是农业、建筑、工业配套用塑料及其制品。重点发展完全生物降解塑料，包括聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、脂肪族芳香共聚酯(PBAT)、聚对二氧环己酮(PPDO)、聚乙烯醇(PVA)、聚己内酯(PCL)等，以及基於天然产物淀粉、纤维素、甲壳素等衍生物的生物降解塑料等，并大力开发上述生物降解塑料的应用工作。

　　(六)特种纤维及其复合材料：大力发展以碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚纤维等特种纤维及其以其为骨架材料的树脂基复合材料。尽快掌握碳纤维原丝生产、碳化等关键技术，攻克T700以上高强度高模量碳纤维生产工艺技术;提高树脂基材环氧树脂的品质;加强应用研究，尤其是复合材料在航空、航天、工业领域的应用。

　　(七)工程型热塑性弹性体：扩大动态硫化橡胶(TPV)生产规模，大力推进其高附加值品种的开发，实现聚烯烃弹性体(POE)规模化生产;高耐热苯乙烯嵌段共聚物(TPS)、高耐热热塑性聚氨酯(TPU)和熔纺氨纶用TPU切片实现国产化，填补国内空白。建立功能化热塑性弹性体(TPE)产业化示范，实现特种功能TPE的国产化。突破新型TPE制备技术。

　　(八)无机化工新材料：着力培育锂盐等新型化工新材料，重点发展无机纳米粉体材料、无机功能性新材料、无机有机复合材料;把副产资源综合利用、循环利用作为行业发展的方向，提高产业集中度培育一批销售过百亿人民币的大型骨干企业。

　　(九)汽车专用热塑性先进型复合材料、熔体静电纺丝技术。