酚醛树脂的现代应用及发展趋势

第22卷第4期200r7年7月 V01．22No．4 July20Cr7 热固性树脂 n盱m蜮俯电R袖 酚醛树脂的现代应用及发展趋势 薛斌，张兴林 (山东酚醛树脂技术中心。山东济南250204) 摘要：论述了国内外酚醛树脂行业的发展状况，介绍了酚醛树脂的技术动态和市场变化情况，详细说明了酚 醛树脂在各领域的应用状况。分析认为国内酚醛树脂在技术和市场方面还有很大的发展空间。 关键词：酚醛树脂；酚醛市场；发展趋势 中图分类号：TQ323．1文献标识码：A文章编号：1002—7432(2007)04—0047一04 Applicati蚰粕dde、，elopImnttrendofphenmicr燃in XUEBin，ZHANGXing—lin (鼽肌幽喈Pk加z幻胍伽z-e以加妇沈＆nter，以7nⅡn25D2舛，仍讥口) Absn徼t：Inthispaper，thedeVelopment8ituationofphenolicresinindustryinChina船weUastheglobalsitu— ationofthisindustryinrecentyearsw鹊elaborated肌dthetechnicaltrendaIIdmarketchangesinthisar明and thesituationofphenolicresinindifbrentapplication8werealsointroduced．Therew鹪stinagreatpotentialto deVel叩interm8oftechnologyandmarketofphenolicresininChinawithinourview． 叠畸words：phenolicre8in；market；developmenttrend 0引 言 酚醛树脂因其具有较高的力学强度，耐热性 好，难燃、低毒、低发烟，可与其他多聚物共混， 实现高性能化而广泛应用于航空航天、汽车、电 子、机械、交通运输等国民经济各个领域。近年来 科研人员对酚醛树脂本身的脆性和力学性能进行改 进，在下游产品应用新工艺，使酚醛树脂基复合材 料有了更大的发展。随着电子产业的迅速成长，高 纯度及改性酚醛树脂也在半导体封装材料、印制电 路基板材料和光刻胶领域发挥着越来越重要的作 用。现代酚醛泡沫反应机理和生产工艺的不断创 新，使酚醛泡沫材料应用于民用建筑、采矿等新领 域。各种改性酚醛树脂作为增粘、增硬、补强材 料，也不断地应用于橡胶工艺的改进之中。 1 国外酚醛树脂的发展及应用现状 20世纪50年代是酚醛树脂高速发展的阶段， 新的应用领域有涂料、油漆、铸造和航空航天等， 国际酚醛树脂的产量达到20万t。上世纪80年代， 酚醛树脂、新型酚醛复合材料系统应用于建筑、运 输等领域。1997年后全球经济发展的低潮期，全 球酚醛树脂生产装置的开工率不足65％，但总的 市场消费量仍旧维持在300万t以上。20世纪末到 21世纪初，在全球经济快速发展的带动下，汽车 工业、冶金、电子消费产品迅速发展，促进了酚醛 树脂在铸造、耐火材料、电工电子材料等领域的全 新发展。 国外酚醛树脂的应用已涉及木材粘结、模塑 料、铸造造型材料、耐火材料、轮胎橡胶、摩擦材 料、磨具磨料、电子封装材料、浸渍层压材料、纤 维增强复合材料、酚醛泡沫塑料等领域，应用于工 业、民用、交通、建筑、采矿、石油和天然气开 采、航空航天、核工业等科技范围。全世界的酚醛 树脂产量也由20世纪50年代的约20万t发展到 2006年的401．5万t。预计今后几年全球酚醛树脂 行业将以7％的速度增长。 苯酚的销量及使用方向对酚醛树脂的产量影响 很大。表l是近年来世界苯酚的产量及酚醛树脂消 费苯酚的数量，其中2009年数据为预测数据，并 考虑到双酚A及下游环氧树脂行业也将有较快发 展，2006年以后，酚醛树脂在苯酚应用中所占比 重将有所下降uJ。 表2是近年来美国、西欧、日本、中国及其他 地区的酚醛树脂消费情况【2】，并对2009年各国家 【收稿日期】20cr7一03一12 【作者简介】薛斌(1968一)男，山东淄博人，高级工程师，主要 研究方向为高分子化工。 万方数据 热固性树脂 第22卷 或地区的酚醛树脂消费情况进行了预测。 襄l近年全世界苯酚产量及酚醛树脂消耗苯酚■ Tab．1GIobaIyieldafphemI．nn∞emy∞倦鲫d№ ∞借堋npnlionjnphenoIjcn鸥in 万t *注：酚醛树脂产量为苯酚耗用量乘以1．1的系数而得，生产 液体酚醛树脂时耗用苯酚的量会减少。实际产量会大于此数值。 表2近年来各国酚醛树脂消费情况及幻∞年消费预测 1抽．2G|0b甜∞州加-n删ic恻n万t 表3是美国、欧洲、日本近年来的酚醛树脂消费 总量及人均消费晴况，并对20cr7年的消费情况进行 了预测。 表3欧美日等国家地区近年来的消费情况。 1-曲．3Ca州i∞．npl’日俐沁怕s．n．n日舯晖I暖n。 栅i锄扪d上卿 2004年2005年2006年2007年(预测)国另q———————— 消费量人均消费量人均消费量人均消费量人均 美国勉．5 7．∞203．76．94 205．16．97 206．26．87 欧洲 34．6 0．76 35．8O．79 37．10．8l 38．5O．84 日本 28．7 2．26 31．32．44 34．12．66 36．82．87 注：消费量单位为万t，人均消费量单位为kgo 国际大型的酚醛树脂企业，近年来进行了重大的 重组、兼并，如：美国的波顿化学在2006年收购了 德国的贝克来特，组建了瀚森化学公司；日本的住友 电木兼并了比利时的芬克莱特和美国的杜雷滋公司； 美国的十拿公司与法国的cACE公司达成 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ，交换 cAcE公司的酚醛事业部；美国的乔治亚太平洋公司 持有韩国可隆化学(苏州)30％的股份【31；通用电气 (GE)公司将GE的塑料业务以116亿美元现金加债务 责任出售给沙特阿拉伯基础工业公司，双方希望交易 在20a7年第三季度完成。 表4列举了几个大型酚醛树脂企业的产品所涉及 的应用领域。 袭4大型酚醛树脂企业产品应用领域 仙．41he印pI胁阳fie瞻0f删耙咖触．n洲唰 b学m舯捆c啪r 近年来，国外十分重视酚醛树脂的合成反应机理 及塑料固化机理的研究工作，在酚醛树脂合成机理及 固化行为方面，比利时的RobbyRego等人对Resol型 酚醛树脂的预聚过程进行了表征；西班牙的M．A．． Es曲·o阻等人对环氧一苯并瑶嗪一础酚醛体系的 固化行为进行了研究；加拿大的G啪—mHe等人研究 了苯酚一尿素一甲醛Resol型树脂的结构、组成和固 化行为；印度的s．G∞waII】i等人研究了nov01ac树脂／ 聚甲基丙烯酸甲酯PMMA互穿网络(IPN)体系的工程 性能【4】。这些努力使酚醛树脂及其复合材料更好地 应用于民用、工业、交通、采矿、航空航天等领域， 并且带动了全球酚醛树脂行业向着专业化、高功能 化的方向发展。 2国内酚醛树脂的发展及市场应用现状 上世纪80～90年代我国酚醛树脂有了较快的 发展，已经形成了广阔的市场，产品涉及模塑料、 木材粘结、铸造、绝缘制品、涂料、油墨等领域。 1996年以后，随着国内经济的快速发展，各行业 对酚醛树脂的需求越来越大，我国的酚醛树脂生产 有了重大发展，从原材料、生产模式到品种、品质 都发生了很大的变化，酚醛树脂所应用的领域也不 断拓展。国内酚醛树脂生产厂家也由80年代的50 多家发展到最多时的500多家，产能由80年代的 7．5万t发展到2006年的45万t。预计国内酚醛树 脂的消费量将以15％的速度增长，20lO年酚醛树 脂的市场消费量将达到78．7万t。 表5是2005年及2006年国内酚醛树脂在各应 用领域的消费情况(其中一些液体酚醛树脂折算为 100％固体含量酚醛树脂)。 由表5数据可见，铸造、耐火材料、摩擦材料 和磨料磨具领域的市场份额有所增长，这与近年国 内汽车、冶金及相关机械加工行业的良好发展势头 万方数据 第4期 薛斌等：酚醛树脂的现代应用及发展趋势 ·49· 表5 2005年及20∞年我国各领域 酚醛树脂的消费状况。 T曲．5The∞n舢T科i∞研删icn祷．nin∞垤例 app¨酬i∞呐Chi怕in20∞ald20∞ 应用领域 2005年 2006年 消耗鸯，万t应用比例，％消耗量，万t应用比例，％ *以上数据根据苯酚消费量预测得到 有关。其他行业也都保持了平稳增长。我国的酚醛 树脂在汽车、冶金等相关行业的带动下还将保持较 快的增长。在未来的几年中，电工电子材料、复合 材料、酚醛泡沫、轮胎橡胶、油田助剂等领域的酚 醛树脂将得到较快发展。 2．1酚醛模塑料 酚醛模塑料是目前国内消耗酚醛树脂最大的领 域，我国酚醛模塑料产品主要应用于家居、中低压 电器绝缘类产品，并且每年都有大量出口。而应用 于工程机械、汽车等高强度高耐热类产品很少，市 场消费主要依靠进口。据酚醛树脂及塑料行业协会 统计，2∞6年国内酚醛模塑料的产量为32。8万t， 消耗酚醛树脂的量为10．3万t，模塑料行业今后将 以7％的速度增长。近几年国内模塑料企业不断加 强技术开发，高强度、长寿命、易加工的品种将受 到青睐，高档次的酚醛模塑料产品的产量和品种都 有增加，在未来几年里将有很大的市场发展空间。 2．2耐火材料 2006年全国耐材产量就达到了3243．15万t。 2006年含碳制品及散料产品产量在200～250万t。 这些含碳耐火材料每年以15％的速度增长。按加入 量3％一5％计算，2006年含碳耐火材料需求酚醛树 脂在6．O。7．5万t。而以酚醛树脂粘结剂生产的干 式料、镁钙砖及高档异型耐火材料将有很大发展。 2．3铸造覆膜砂 酚醛树脂覆膜砂主要用于生产尺寸精度高或表 面光洁度好及内部构造复杂的铸件，用于汽车、精 密机床、压缩机、集装箱、造船等行业。由于其成 型快、强度高、烧焦后易溃散等特点，为铸造行业 所推荐，特别是在汽车、集装箱等行业有很好的发 展前景。铸造覆膜砂目前每年以10％左右的速度 增长，2006年全国铸造覆膜砂用量在120．150万t， 按1．8％一2．5％树脂加入量计算，需用酚醛树脂 2．10。3．75万t。今后酚醛覆膜砂在油田压裂砂、 大型铸件砂及新合金领域的发展潜力极大。 2．4摩擦材料 摩擦材料广泛应用于汽车、飞机、火车等现代 交通工具以及现代机械、国防等领域，中高档摩擦 材料年产已达100万t以上。2006年，全行业产值 67．34亿元，出口交货值达20．5亿元，连年以 30％以上的速度增长，比1999年增长了20多倍。 我国摩擦材料行业不断创新，正在把“中国制造”变 为“中国创造”。中国即将成为世界摩擦材料的生产 基地。2006年行业需求酚醛树脂3．5万t左右。 2．5磨具磨料 磨具磨料广泛应用于汽车、造船、家具、装备 制造、五金工具等加工制造工艺中。中国磨具磨料 行业自2002年后发展迅猛，每年以20％以上的速 度发展，出口增长也很快，特别中高档树脂砂轮、 金刚石砂轮、树脂砂纸、树脂纱布、砂带等产量增 长很快，并且大量出口。2006年磨具磨料行业需 求酚醛树脂6．5万t。水性树脂、高耐磨、耐高湿 性、抗裂型酚醛树脂的发展将推动该产业国际化。 2．6轮胎橡胶 酚醛树脂在轮胎橡胶配方和生产中起着增粘、 增硬、补强和硫化的作用，随着国际上轮胎巨头纷 纷在中国建厂和国内企业不断扩充产能，酚醛树脂 在轮胎橡胶行业的消费量也与日俱增，据2006年 进口统计数据，中国应用于轮胎橡胶行业的酚醛树 脂达1．15万t，预计2006年国内轮胎橡胶行业消 费酚醛树脂的量在2万t左右，并且每年以15％的 速度增长。 2．7电工电子材料 近年来电子产品的消费增长迅速，酚醛树脂在 该领域发挥着重要作用。酚醛树脂可直接作为印制 电路板的基板材料覆铜板的浸渍主体树脂，也可作 为替代传统环氧树脂固化剂的首选树脂类固化剂， 这种高纯度的线形酚醛树脂在“无铅焊接”时代会有 更大的发展空间；高纯度的线形酚醛树脂还在环氧 塑封材料和光致抗蚀材料领域有很大的市场发展空 问。中国的电工电子材料市场正以15％～20％的 速度增长，2006年电工电子材料行业酚醛树脂需 求量在4．5～5．0万t，其中仅高纯度线形酚醛树脂 2006年的进口量就达到1．70万t。 2．8酚醛泡沫 酚醛泡沫塑料具有阻燃、耐热性高、导热系数 万方数据 ·50· 热固性树脂 第22卷 低等特性，已应用于航空、航天、车船工业、采 矿、电子通讯等领域。最近国家又对建筑业的节能 材料做了明确的规定，既要环保节能又要安全系数 高，酚醛树脂泡沫塑料在建筑领域发展空问巨大。 目前在中国有400亿m2的建筑保温板市场，且以 20亿m2，年的速度增长。 2．9木材粘结剂 在木材粘结领域，酚醛树脂胶粘剂一直在三醛 胶中占据重要地位。2004年我国酚醛树脂胶粘剂的 用量为7万t(折100％)，每年仍以7％的速度增长， 预计2010年将达到10．5万t。低酚、低醛、快固化 的环保型酚醛树脂将有很大的发展空间。 2．10酚醛树脂基复合材料 酚醛树脂基复合材料，因具有优异的阻燃、防 火、低发烟、低毒雾性能、耐腐蚀性能和高温下较 好的机械强度保留率，在飞机和空间领域、军事装 备、运输、采矿、建筑及微电子工业中发挥着重要 作用，是国内新兴产业。 我国已成为酚醛树脂的消费与生产大国。酚醛 树脂的市场应用已发展到模塑料、铸造、耐火材 料、摩擦材料、磨料磨具、油田助剂、轮胎橡胶、 电工电子材料、酚醛泡沫、木材粘结、复合材料等 领域，伴随着国内汽车、冶金、消费电子、航空航 天等产业的快速发展，酚醛树脂的消费量在相关的 应用领域内还将保持快速增长的势头，国内酚醛树 脂的市场发展空间还很大。 3结语 酚醛树脂这种传统的人工合成树脂年产量还在 逐年增加，但仍不能满足当今社会的需求。国内酚 醛树脂产业面临着前所未有的发展机遇，酚醛树脂 生产企业应加强行业整合，促进生产集中度不断提 高，达到规模化生产。注重环保和安全，不断节能 降耗，缩小同发达国家的行业差距。加大科研投 入，对酚醛树脂及其应用工艺技术进行深入研究， 使酚醛树脂实现高性能化、功能化、精细化，更好 地应用于国民经济的各个领域之中。 参考文献： [1]庞振涛．世界苯酚供需预测[J]．现代化工，2006，26(2)： 61—65， [2]主要国。树脂别原材料生产h上伊消费(2003年)[J]．吵于 灭手·y夕[J]，2005，56(1)：40一41． [3]中蓝晨光化工研究院《塑料工业》编辑部．2004—2005年国 外塑料工业迸展[J]．塑料工业，2006，34(3)：1—26． [4]朱永茂．2004—2005年国外酚醛树脂及塑料工业进展[J]．热 同性树脂。2006。2I(3)：29—34． ·+—+—．．叫—+叶—+-+-+————-．—-+—+-．．——+——+—+-_．—·■·—_．——-．呻·+·——————■——■—·-．--一．-—■-————+斗—+·0——+——+——+—．_—-——-_．—————■—斗-—-—■H—+_ 酚醛树脂工业发展动向 200l。2006年我国酚醛树脂产量年均增速达33．7％。2006年我国酚醛树脂产能约37万“a，产量35．5万t。 预计未来几年世界酚醛树脂消费将以2．8％的速度持续增长，2009年世界酚醛树脂消费量将达到368．5万t。 随着下游各领域需求的不断增长，我国酚醛树脂的市场需求呈稳步提升趋势(见图1)。 图l我国酚醛树脂消费构成 1．铸造材料铸造业的型砂粘合剂，自国内大量改用酚醛树脂 后，明显改善了铸造工艺，铸件质量也得到了明显提高。目前，铸 造用酚醛树脂的消费正以年均15％的速度增长。 2．酚醛塑料酚醛塑料是酚醛树脂的传统消费领域，约占酚醛 树脂总消费量的30％以上，明显高于国外的平均水平。目前我国酚 醛塑料的种类有酚醛模塑粉、快速固化模塑粉、玻璃纤维增强模塑 材料及酚醛发泡材料。随着注塑工艺的进展，酚醛注塑料近年来发 展良好，市场需求呈逐年增长之势；档次较高的耐热、增强酚醛塑 料也显示出较大的市场潜力。 3．绝缘耐火材料酚醛树脂仍将是绝热隔音材料中的首选黏结剂，加上酚醛泡沫塑料作为新的绝热隔音材料的使用， 可以断言酚醛树脂在此领域的消耗量将有较大的增长。酚醛复合材料在航空航天、军事装备、舰船、运输业、建筑业、采 矿业等诸多领域的应用将引人注目。此外，酚醛树脂黏结剂在涂覆磨具领域会有较大的需求。 今后的发展方向主要有： 1)研制用于SMc、拉挤等高活性酚醛树脂，并开发SMC体系(包括固化、增稠系统及反应机理)；2)研究玻璃纤维、 碳纤维、芳纶、混杂纤维的复合技术及工艺；3)高性能酚醛树脂及其复合材料(如酚醛FRP)的开发；4)开发在建筑、交 通运输、采矿等方面的应用。 万方数据 酚醛树脂的现代应用及发展趋势 作者： 薛斌， 张兴林， XUE Bin， ZHANG Xing-lin 作者单位： 山东酚醛树脂技术中心,山东,济南,250204 刊名： 热固性树脂 英文刊名： THERMOSETTING RESIN 年，卷(期)： 2007,22(4) 被引用次数： 4次 参考文献(4条) 1.朱永茂 2004-2005年国外酚醛树脂及塑料工业进展[期刊论文]-热固性树脂 2006(03) 2.中蓝晨光化工研究院《塑料工业》编辑部 2004-2005年国外塑料工业进展[期刊论文]-塑料工业 2006(03) 3.主要国の树脂别原材料生产ねょび消费(2003年) 2005(01) 4.庞振涛 世界苯酚供需预测[期刊论文]-现代化工 2006(02) 引证文献(4条) 1.戴羚羚.吴键儒.陈大俊 酚醛树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备与表征[期刊论文]-塑料工业 2010(2) 2.刘琳.叶紫平.胡楠 修饰碳纳米管对树脂基摩擦材料力学性能的影响[期刊论文]-工程塑料应用 2009(9) 3.刘毅.陈均志.王瑾.邵超群 汽车滤纸浸渍树脂研究进展[期刊论文]-热固性树脂 2008(6) 4.陈鸯飞.陈智琴.肖绍懿.刘洪波 酚醛树脂热降解过程中的结构变化[期刊论文]-热固性树脂 2008(4) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_rgxsz200704013.aspx