荣格工业资源APP
了解工业圈,从荣格工业资源APP开始。
随着聚合物设计和添加剂技术的发展,塑料开始逐渐取代其他的结构材料,甚至在最严苛的应用中也不例外。
农膜、汽车内外饰、建筑和施工耐用组件、家电面板、显示器和电子元件、鞋材、光伏板,甚至5G产品,塑料应用在其中并不鲜见。然而,这些塑料产品是如何保持其关键性能的呢?特别是在阳光照射的环境下,他们是如何在数年甚至数十年的使用中依旧保持颜色、光洁表面和光泽呢?
这里不得不提到一种重要的添加剂——光稳定剂。在对索尔维集团技术解决方案全球事业部聚合物添加剂亚太区销售总监杨华的一次面对面采访中,他讲起了光稳定剂的发展、光稳定剂在中国市场的应用和光稳定剂的未来趋势。
图 索尔维集团技术解决方案全球事业部聚合物添加剂亚太区销售总监杨华
光稳定剂朝复配方向发展
光稳定剂是抑制或减缓由光氧化作用引起的高分子材料发生降解的助剂。随着高分子合成材料的快速发展,光稳定剂已成为塑料助剂的重要类别,主要应用于塑料、涂料、橡胶、化学纤维、胶黏剂等高分子材料及其他特种高分子材料。
在添加剂领域工作多年,杨华讲起光稳定剂的发展驾轻就熟。据他介绍,光稳定剂的发展主要经历了三个时期。在70/80年代主要是通过有机合成化合物来提升聚合物抗光老化的能力。由于具有抗光老化的化学结构数量有限, 到80年代结构趋于成熟。第二代光稳定剂的发展就是基于已知的化学结构做一些衍生。到了90年代,光稳定剂主要朝着复配的方向发展,即搭配使用紫外线吸收剂和稳定剂,向配方技术转变,根据客户的要求为产品提供不同的保护。
因此,90年代后,市场上出现了一批具有专利保护的配方产品。在中国国内市场,目前光稳定剂的生产商大约有十几家,主要分为两大类: 一类专注于上游的合成技术, 另一类则主要针对客户的要求提供复配配方。
目前, 本土大多数生产商属于第一类,主要从事基础的合成工作,强项是成本控制。而做复配配方的生产商主要走差异化经营路线,以做专利配方为主。
索尔维是通过复配提供光稳定剂配方的先驱者,并一直坚持这个研究方向。“我们非常注重光稳定剂市场产品的差异化、原发性和专利保护。索尔维90%以上的光稳定剂技术都是原发性技术,也就是说,活性物是由索尔维发明的,复配的配方也是由我们发明的。比如目前在中国汽车行业使用的主流光稳定剂3808,就是由索尔维发明的。”杨华自豪地分享道。
从光稳定剂的性质看,光稳定剂主要是怕酸性物质,因此在和阻燃剂复配时需要特别的考量,未来有一个重要发展方向是研究光稳定剂如何与酸性的阻燃剂匹配。
光稳定剂的市场机遇——农膜、电动汽车、新基建……
光稳定剂在中国市场主要应用于农膜、汽车及其它应用。其中,农膜占中国光稳定剂市场的1/3,汽车占10%-20%。
中国的农膜市场有其自身的特点:由于受成本影响,国内使用的主流农膜比较薄、易损坏,一般是应用时间为1-2年的传统短效农膜,因此也更需要光稳定剂的保护。目前随着中国环保意识的增强和人们使用需求的提升,长效农膜的使用在不断增长。
“长效农膜一般能使用2-3年,甚至3-5年或更久。索尔维设立了中国农膜项目(China Agricultural Film Project),针对农药化肥的使用造成的硫和氯更高的环境,研究更适合中国市场农膜材料的光稳定剂。此外,新型的可降解农膜的研发也蓬勃兴起,这类应用主要是要做好长效性和可降解性之间的平衡。”杨华分享道。
汽车行业的增长模式正从以前的爆发式增长向稳定增长过渡,其中电动车的销量也在增长,去年中国的电动车产销量超过120万辆 ,这个比例会越来越高。受轻量化趋势的影响, 电动车上每单位使用到的塑料部件会越来越多,目前使用塑料的主要是面板、内饰、保险杠等,但随着时间推移,电池箱之类都会用到塑料,这就对塑料部件耐老化提出了更高的要求。
“针对汽车行业的应用是我们业务的核心,这个行业对产品要求高,安全认证的时间长。我们也不断有新的专利产品服务于这个行业,比如索尔维V系列专利光稳定剂。该系列产品在同样添加量的情况下,光稳定性更好,同时 V系列的分散性也更好。”
光稳定剂还可以用于运动领域,目前索尔维也在和国内企业合作,帮助他们生产可以满足国际足联FIFA要求的人造草皮。
中国市场的发展正在给索尔维带来很多的机会。例如5G、中国“新基建”、高铁等。中国是5G技术的领导者,与5G技术相关的基站外壳、天线要求所用材料有很强的功能性,同时还要轻,这就需要使用能满足一定强度和耐老化性要求的塑料。随着中国高铁的发展,特别在中国西部日照强烈的地区,对列车的材料提出了更高的要求,例如为了减重提速,将玻璃更换成塑料 (PC、PMMA),还有在轨道上使用的用于减少颠簸的尼龙阻尼垫片,这些应用都对光稳定剂提出更高的要求,也给聚合物的开发带来很多新的机会。
另外,中国大力发展循环经济, 也给可降解农膜和包装行业带来了机会。
光稳定剂在中国市场的应用前景
聚合物都会存在光稳定性的问题。用材料金字塔来说明,TPO(聚烯烃)是金字塔的基石,使用量庞大但是力学和机械性能最弱,再往上是工程塑料PC 、PA 等高性能聚合物。一般来说,越处于金字塔顶端的聚合物机械性能越强,也越不容易受到老化的影响。从光稳定剂的角度来说,越往金字塔上端的材料,对光稳定剂的需求量越小,所以传统的光稳定剂最大的市场是TPO。
中国是TPO最大的单一市场。2019年,全球34%的TPO的使用量在中国。有如此庞大的市场的支撑,很多新应用都会由中国先开始,过去可能是欧美的技术装让到中国,现在很多情况下由中国引导技术的发展。
光稳定剂属于精细化学品,可以用于各种聚合物。目前光稳定剂在中国的年需求量约30000吨左右,市场规模大约是3亿欧元。“在各个行业更替和产业升级的过程中都可以产生新的机会。由于光稳定剂的下游市场,如农膜、 汽车、建筑、 体育器材等都处于稳定增长的阶段,因此目前光稳定剂市场的年有机增长在5%-8%,但是如果我们可以抓住下游行业的新增长点,光稳定剂的增长还可以提速。”杨华总结道。
据了解,光稳定剂在聚合物体系中的添加比例根据客户的需求不同会发生变化,一般来说总的添加比例在1‰-1%。 光稳定剂可以直接由树脂生产厂家添加, 或者由改性厂添加在树脂中, 也可以用于生产母粒。
杨华告诉我们,助剂的分散性一直是一个生产技术问题,光稳定剂也不例外。“索尔维具有专利的CYFLOW™ 技术,能很好地保持助剂的物理形态,从而在使用过程中保持很好的分散性。”
新冠疫情对索尔维添加剂业务的启发
“此次疫情坚定了索尔维添加剂业务本土化的发展目标,未来我们会继续坚持本土研发和本土生产。”
为了进一步深化与客户的合作,推动塑料稳定剂技术在中国的研发和应用,索尔维近期在上海建立了全新聚合物添加剂技术中心。目前,此技术中心已完成建设,拥有完善实验设备,并配有专业技术人员。通过与现有索尔维上海研发中心分析部门合作,技术中心可以根据客户需求进行各种测试并提供多样化的产品应用开发解决方案;另外,索尔维上海全新聚合物添加剂技术中心也与索尔维美国斯坦福技术中心紧密合作,充分利用该中心60多年的紫外线稳定技术经验及强大的实验室研发能力,为索尔维在中国成功开展联合开发项目保驾护航。
新建聚合物添加剂技术中心就是索尔维坚持本土研发的例证。据杨华介绍,这个实验室是索尔维除美国之外的主要聚合物添加剂实验室,采取与美国的聚合物添加剂实验室统一的标准。
“去年我们开始做本土研发的准备,下一步的目标是不断提高本土化产品在国内销售中的比例。随着5G产品的需求量增加,预计相关的产品中中国特制产品的比例会很高,我们要以中国的技术辐射全球市场。”杨华满怀期许地说道。
数字化正在不断加快企业的发展步伐,索尔维当然不会错过这样的机会。“在开展研发时,我们可以利用数字化手段调用以往研发过程中的数据,并参考过去的经验;另外我们还在全球层面对在研项目建立项目库,对这些项目进行管理,了解这些项目的商业机会和成功率,进行项目的排序并优化资源分配。”
在本土生产方面,索尔维聚合物添加剂业务已经在上海奉贤运营工厂,这也是美国之外的主要聚合物添加剂工厂。其亚太区团队也是包括市场、销售、生产、业务开发人才,可以为客户提供更优质和完善的解决方案。
采访结束之前,杨华透露:“提高业务的数字化程度也是我们眼下的目标之一。今年2月份,中国遭受疫情压力较大的时候,大家的出差都受到了影响,如何更好地应用线上平台、线上渠道、视频会议,在不拜访客户的情况下就能解决问题,变得尤其重要。另外,我们也在加强通过线上推广宣传自己的产品等,利用新的商业模式促进业务发展。”
文/班红芳