含氟聚合物:“化学界顽童”赋予无法比拟的优越性能

栏目:行业动态 发布时间:2018-08-06

氟元素是一种反应性能极高的元素,被称为是“化学界顽童”。氟原子一旦与其他元素结合,就会成为耐热、难以被药品和溶剂侵蚀的具有高度安全性能的化合物

同样,当聚合物中部分或全部氢原子被氟原子取代后,该聚合物则会具有很多其他聚合物无法比拟的优越性能,如耐候性、电绝缘性、耐摩擦性和耐化学品性能等。

由于其优异的性能,含氟聚合物在航空、汽车、石油和化工等领域得到了广泛的应用。含氟聚合物的广泛应用,使得人们对其应用及市场现状更为关心。 


▲C-F 键特征和含氟聚合物特性



含氟聚合物主要包括氟树脂、氟橡胶和氟涂料,具体产品包括聚四氟乙烯(PTFE)、氟橡胶(FKM)、氟硅橡胶(FVMQ)、聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。


目前使用中的氟树脂品种主要有: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。





含氟聚合物品种及其主要用途




聚四氟乙烯(PTFE)

 

特性:耐热性\耐药品性\电气特性\不粘性\自润滑性

用途:模塑,微细粉末,分散体、悬浮液,加入填料


四氟乙烯/全氟烷基醚共聚物(PFA)

 

特性:具有与 PTFE 相当的特性,可熔融加工成形状复杂的制品

用途:半导体工业领域


四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)

 

特性:与 PTFE 相比,热性能差,其他性能相同,可熔融加工成型

用途:电线包覆、薄膜等


四氟乙烯/乙烯共聚物(ETFE)

 

特性:机械强度、电气绝缘性、耐射线性和加工性好

用途:电线材料、电缆、室温用膜等


聚三氟氯乙烯(PCTFE)

 

特性:优异的光学性质、机械强度,在极低温度下仍具有尺寸稳定性和耐冲击性

用途:阀体、泵等成型品飞机、导弹的连结线、工业用控制电线等


聚偏氟乙烯(PVDF

 

特性:机械强度高,耐磨性优异,耐腐蚀性能好,优异的光泽保持性

用途:在金属板卷材涂层中应用,以提供装饰性和保护性,建筑物的外墙用涂料等


 

其中,聚四氟乙烯(PTFE)是氟聚合物最主要的产品,被美誉为“塑料王”,它是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物,是一种类似于PE的透明或不透明的蜡状物。


PTFE耐热、耐化学品性能良好,摩擦系数低,电气绝缘性能十分优异,能在高温下连续使用。2015年全世界氟树脂产能约为45万吨,其中PTFE产能占据五成左右。

 

2014年全球PTFE市场规模约为20亿美元,预计将以每年5%以上的增速增长到2020年市场规模为27亿美元左右。



▲PTFE全球市场空间(单位:亿美元)



我国是全球氟聚合物最大消费国,氟聚合物消费增长迅速。2012 年全球消费氟聚合物约24.54万吨,其中美国占全球氟树脂消费总量的28.4%,西欧占21.35%,日本占9.05%,中国占29.5%,世界其他地区占11.65%。


我国已产业化的氟树脂主要有PTFE、FEP、PVDF、PVF,其他氟树脂仍处于开发阶段,其中又以PTFE为主。2016年我国PTFE产能约为12.3万吨,处于快速发展的阶段;此外PVDF发展也很迅速。


 

▲“十二五”期间我国主要氟树脂产品情况



根据《中国氟化工行业“十三五”发展规划》,预计“十三五”期间,PTFE产品将随着其在线缆、节能环保领域中的应用不断加大,预计其需求仍将保持8%左右的增长速度。

▶▷FEP产品随着高层建筑用通讯电缆、局域网电缆、4G网络基站、智能手机用导线以及各类特种电缆等方面的需求增长,预计将保持在10%左右的增长速度。

PVDF产品将随着风电、泥多佛大产业、新能源、环保、桥梁、建筑等行业的发展,其需求预计将保持10%左右的增长速度。

ETFE、PFA、PCTFE、PVF等产品将随着生产技术水平的不断突破,加之国内航空工业、农业、建筑及半导体制造等行业的发展,预计将会以15%以上的速度增长。


按照规划测算,到2018年PTFE的表观消费量约在10.38万吨,目前国内PTFE产能约在12.01万吨,开工率需达到约90%才可满足需求,行业处于快速发展阶段。



▲我国PTFE产能/吨



目前国内主要含氟聚合物研究和生产企业有上海三爱富、中昊晨光、山东东岳、浙江巨化、中化蓝天、江苏梅兰等14家企业(不含杜邦及大金在中国的企业)。其中:

聚四氟乙烯生产企业有10家,聚全氟乙丙烯生产企业有5家,聚偏氟乙烯生产企业有5家,氟橡胶生产企业有6家。

分布于上海、江苏、浙江、山东、四川、内蒙古、福建等省市区。