不饱和聚酯树脂是由不饱和、饱和的二元酸(酐)与多元醇在190~220℃和酸性条件下缩聚而成。产品中一般加有乙烯基结构的交联剂,为了提高贮存期,通常还加入一定量的阻聚剂。不饱和聚酯的外观为粘稠的无色或微黄色液体,在使用时加入添加剂、填料、引发剂和促进剂后,通过共聚反应生成体型交联的固化材料。由于其具有优异的机械性能、电性能和耐化学腐蚀性能等,目前已被广泛用于工业、农业、交通及运输等领域。
不饱和聚酯树脂产品发展至今大约有70多年的历史。我国不饱和聚酯树脂研究工作始于1958年,当时最先从事这项技术开发工作的是化工部北京化工研究院,之后1964年常州263厂从英国斯考特巴德(Scott Bader Co.)公司引进技术,建成了500t/a的生产装置,为我国不饱和聚酯工业的发展奠定了基础。此后天津合成材料厂采用天津市合成材料工业研究所得技术,于1968年建成了150t/a生产装置。进入70年代后,随着几个重点企业的扩建改造,生产能力逐年扩大,70年代末我国的不饱和聚酯工业已初具规模。1968年到1985年我国不饱和树脂产量年均增长率为20%左右。80年代中期,由于原料价格大幅提高,货源紧缺,使产量一直徘徊在3~5万t之间。此外我国陆续从国外引进生产线,例如南京复合材料厂引进美国SILMAR公司生产线,生产SMC、玛瑙、胶衣等。秦皇岛玻璃钢厂引进日本三井东压公司、英国Scott Bader Co公司生产线,开发出阻燃不饱和聚酯树脂产品,并引进拉挤工艺等等。90年代后全国不饱和聚酯工业发生了翻天覆地的变化。为了配合引进的成型加工生产线和国内自己配套的加工生产线,近十来年来我国开发和完善了各种树脂,比如邻苯,间苯和乙烯基树脂、阻燃树脂、低收缩树脂、亚克力粘合树脂、拉挤树脂、人造花岗岩树脂、原子灰、RTM树脂、SMC树脂及片材等,并已形成一定的生产能力。随着我国汽车工业和房地产住宅业的开发,十几年来也带动了我国高强度、低收缩SMC树脂及片材,以及FRP拉挤门窗的配套生产。
2.不饱和聚酯树脂市场分析
随着近几十年我国不饱和树脂工业的蓬勃发展,我国不饱和树脂产量年年攀升。1980年首次不饱和聚酯突破万吨级产量,达到1.07万吨。1980-1990年间,产量逐渐提升,1990年达到3.31万吨。到了1990-2000年间,不饱和聚酯产量进入快速增长期,截1999年达到32万吨,突破十倍量级的提升。进入新世纪以后,迎来高速发展阶段,2004年产量首次迈入100万吨,2009年还实现零排放、全自动生产。2010-2020年间,产量继续从153万吨提升至340万吨。占全球不饱和树脂产量的50%以上。目前,我国不饱和聚酯树脂产量位居全球第一。2021-2022年受疫情以及国内房地产市场调整,不饱和树脂产量有所下降。2021年,我国不饱和聚酯树脂总产量315万吨,同比下降7%左右,2022由于疫情持续及石材萎缩、建筑影响,市场下滑严重,年产销量预计189万吨,同比下降41%。随着疫情的放开以及经济的恢复,预测2023年产量会好于2022年。2023年预计我国不饱和树脂将在新能源汽车、环保工程、海洋船舶、轨道交通、管道等领域将获得大量应用。
(来源:中国合成树脂协会不饱和聚酯树脂分会)
据不完全统计,2022年我国不饱和聚酯有效产能加上2022年新开工产能累计达到700万吨,近几年开工率仅在5-6成,2022年由于特殊原因,开工率降至最低,行业承压明显增大。且我国不饱和树脂企业大多数属于中下企业,生产集约化程度不高,抗风险能力也差,小企业生产环境每况愈下,面临淘汰压力。
不饱和聚酯树脂生产企业集中在沿海地带,江苏、广东、福建以及山东位居前列。据报道,仅华东地区不饱和树脂产量就在全国产量的46%左右,华南占到25%。区域居中度明显。且主要消费市场也集中在华东、华南以及山东、河北一带。
据业内不完全统计,国内不饱和树脂企业典型企业目前产能情况如下:
3. 不饱和聚酯树脂市场需求及占比
我国UPR主要应用行业是FRP(玻璃钢复合材料)市场、人造石和工艺品市场、胶衣和涂料市场。
据玻璃钢市场是不饱和聚酯树脂当前和今后将持续增长的应用领域。这里主要指车辆零部件、轨道交通、化工管罐及门窗格栅、船舶、冷却塔及水处理工程等等。后面将着重展开讨论。
工艺品市场主要包括树脂工艺品、平面和立体雕塑等。在石材市场,由于矿山开采的限制和加工成本升高,大量石材企业和装饰材料企业从天然石材转变为人造石。人造石的巨大需求成为UPR第二大增长点。据粗略统计,国内住宅平均每户装备的人造石橱柜板(40KG)和卫生间漱洗台盆(8KG)就共计需要50KG左右,而其中树脂用量就达到10%以上,市场体量巨大。但随着去年房地产深度调整,也波及到石材市场。据不饱和聚酯分会提供的数据显示,2021年中国大陆不饱和聚酯树脂中,用于增强类产品占比达到50.5%,非增强类产品占比为49.5%。而在2022年间,用于增强类产品占比为54%,非增强类产品占比达到46%。据华砻树脂有限公司反映,2022年我国不饱和聚酯树脂市场下滑主要是石材萎缩和建筑影响。
涂料和胶衣作为UPR市场的第三应用领域,被广泛用于装饰板用底层涂料、石材表面涂料及防腐、抗静电地坪等以及一些中高档乐器面漆和玻璃钢表面胶衣。高档乐器面漆相对较少,主要集中在石材、人造板和装饰板用面漆。例如光敏性UPR主要应用于涂料,它不但固化速度快,而且有光泽、力学性能和耐腐蚀性能优良。在玻璃钢表面装饰方面,防老化阻燃胶衣、耐热胶衣、喷涂胶衣、模具胶衣等已投放市场。
据粗略统计,我国UPR消费构成大致为:玻璃钢复合材料51%;人造石和工艺品占比42.2%;涂料及胶衣占比5.2%;其他(包括纽扣等)占比1.6%。