世界苯乙烯热塑性弹性体的供需现状及发展前景

 

    前  言

    苯乙烯热塑性弹性体SBC(Styrenic BlockCopolymers)又名苯乙烯类嵌段共聚物，是由苯乙烯与丁二烯(和/或者异戊二烯)以烷基锂为催化剂进行阴离子溶液聚合制得的一种热塑性弹性体。其中的引发剂通常为单锂化合物，也可以是双锂或多锂化合物。使用的溶剂主要是饱和烷烃及环烷烃，可以是单一组分，也可以是混合溶剂。按嵌段成分，SBC可分为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)以及它们相应的加氢产物--氢化SBS(SEBS)和氢化SIS(SEPS)4种类型。其中SBS的产量约占总产量的70%，SIS约占20%，SEBS、SEPS等加氢产品约占10%。按聚合物结构可分为线型和星型2种类型；按性能可分为纯料(非充油型和充油型)和各种填充粒料(即混合料)2大类。依据各类硬段和软段的比例和分子量的差异，又可分为若干牌号。与其他热塑性弹性体相比，SBC具有强度高、柔软、永久变形小等特点，并具有橡胶弹性，适用于作为热熔加工的胶粘剂和密封材料，在制鞋业、塑料改性、沥青改性、防水涂料、液封材料、电线、电缆、汽车部件、医疗器械部件、家用电器、办公自动化和胶粘剂等方面具有广泛的应用。其中，SBS主要用于塑料和沥青改性剂；SEBS主要用于胶粘剂、医疗用品、汽车、家电和自动化办公设备；SIS及其加氢产品SEPS主要用于热熔型胶粘剂与沥青改性，不同国家和地区其主要用途各有所侧重。

    1  世界SBC的供需现状及发展前景

    1.1  生产现状

    自1963年美国Phillips石油公司首次用偶联法生产出商品名为Solprene的线型SBC产品、1967年荷兰Phillips公司开发出星型SBC产品、1972年美国Shell公司开发出加氢SBC产品以来，世界SBC的生产发展很快。据合成橡胶国际生产者协会(11SRP)统计，截至2007年底，全世界共有美国、中国、中国台湾省、法国、德国、意大利、荷兰、日本、韩国等10多个国家和地区的30多家厂生产SBC，总生产能力为185.4万t/a，比2006年增长约20.08%，约占世界合成橡胶总生产能力的13.27%。其中欧洲地区的生产能力为41.0万t/a，约占世界SBC总生产能力的22.11%；北美地区的生产能力为39.0万t/a，约占世界总能力的16.76%；拉丁美洲地区的生产能力为6.5万t/a，约占世界总能力的3.50%；亚太地区的生产能力为96.1万t/a，约占世界的51.83%；独联体国家的生产能力为2.8万t/a，约占世界的1.51%。美国、中国台湾省、中国大陆和韩国是世界上生产SBC最主要的国家和地区，生产能力合计达120.5万t/a，约占世界SBC总生产能力的64.99%，其中美国是世界上最大的SBC生产国，生产能力为39.0万t/a，约占世界SBC总生产能力的21.03%；其次是中国台湾地区，生产能力为34.0万t/a，约占世界总能力的18.34%；再次是中国大陆，生产能力为26.0万t/a，约占世界的14.02%；位于第四的是韩国，生产能力为21.5万t/a，约占世界的11.60%。美国科腾公司是世界上最大的SBC生产厂，约占世界SBC总生产能力的9.17%；其次是中国台湾李长荣化学公司，约占世界总能力的7.55%；再次是中石化巴陵石油化工公司，约占世界的6.47%；位于第四的是韩国KR Copolymer公司，约占世界总生产能力的6.20%。2007年世界苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBC)主要生产厂家情况见表1所示。

    表1  2007年世界SBC主要生产厂家情况    单位：万t/a

    2  世界SBC的消费现状及发展前景

    近年来，世界SBC的消费量稳步发展，2002年总消费量为88.7万t，2005年增加到123.0万t，2006年达到135.0万t，2007年消费量进一步增加到约151.7万t，同比增长约12.37%，其中北美地区消费量为38.6万t/a，约占世界SBC总消费量的25.44%；西欧地区的消费量约为27.0万t/a，约占总消费量的17.80呖；亚洲地区的消费量为73.9万t/a，约占总消费量的48.71%；中东欧地区的消费量为4.2万t/a，约占总消费量的2.77%；南美地区的消费量为5.5万t/a，约占总消费量的3.62%；世界其他国家和地区消费量2.5万t/a，约占总消费量的1.65%。从世界范围来看，制鞋业仍是SBC的最大消费市场，约占总消费量的34.5%；其次是沥青改性和塑料改性剂市场，约占总消费量的19.0%；胶粘剂约占总消费量的13.5%，位居第三。这三大应用领域消费量合计约占世界SBC总消费量的67.0%。其他消费市场主要包括密封剂以及粘度指数改性剂等。预计2008-2012年，世界SBC的消费量将以年均约4.0%的速度增长，到2012年总消费量将达到约183.4万t，其中美国和西欧等发达国家的生产和消费量增长趋缓，而亚太地区，尤其是中国将成为世界SBC新一轮的发展中心，产能和消费量将大幅度增长。

    1.2.1  美国

    美国是世界上最主要的SBC生产和消费国，2007年美国SBC总生产能力39.0万t/a，约占世界SBC总生产能力的21.03%。其中科腾公司和CPChem公司是美国最主要的风家SBC生产厂，生产能力分别为17.0万t/a和10.0万t/a，分别约占美国SBC总生产能力的43.59%和25.64%。

    近年来，美国SBC的消费量稳步增长。1995年的消费量只有21.4万I，2000年增加到29.2万t，2007年达到了34.3万t。2002-2007年消费量的年均增长率为1.7%，其中产量30.8万t，净进口量3.5万t，产品主要用于生产胶粘剂和密封剂。预计2008-201.2年，美国SBC的需求量将以年均约2.2%的速度增长，到2012年总需求量将达到约38，3万to在各种消费领域中，SBC在沥青改性中的消费量将以年均约2.5%的速度增长，到2012年需求量将达到约13.1万t，成为SBC消费增长最快的领域。近年来美国SBC的消费现状及预测情况见表2所示。

    表2  近年来美国SBC的消费现状及预测情貌    单位：万t/a

    注：其他方面指包括消费品、汽车、电线电缆和医药产品等应用领域，下同

    1.2.2  西欧

    西欧也是世界上最主要的SBC生产和消费地区，2007年，西欧SBC的总生产能力为41.0万t/a，约占世界SBC总生产能力的22.11%。其中意大利和西班牙是最主要的两个生产国，生产能力分别达到9.0万t/a和11.0万.t/a，分别约占西欧SBC总生产能力的22.50%和26.83%。

    近年来，西欧SBC的消费量增长比较缓慢。1995年的消费量为20.9万t，2000年增加到24.8万t，2007年达27.0万t。2002-2007年年均增长率2.38%，其中产量28.7万t/a，净出口量为1.7万t/a。产品主要用于生产沥青改性剂和鞋类。预计2008-2012年，西欧SBC的需求量将以年均约2.1%的速度增长，到2012年总需求量将达到约30.0万t。在各种消费领域中，SBC在胶粘剂和密封剂的消费量将以年均约3.9%的速度增长，到2012年需求量将达到约3.3万t，成为SBC消费增长最快的领域。近年来西欧SBC的消费现状及预测情况见表3所示。

    表3  近年来西欧SBC的消费现状及预测情况    单位：万't/a

    1.2.3  日本

    2007年日本SBC总生产能力为14.6万t，约占世界SBC总生产能力的7.87%。其中旭化成公司是日本最大的SBC生产厂家，生产能力为5.1万t/a，约占日本SBC总生产能力的34.93%。

    1995年日本SBC的消费量为4.7万t，2000年增加到7.2万t，2007年达到8.2万t。2002-2007年的年均增长率为2.35%，其中产量为12.0万t/a，净出口量为3.8万t/a，产品主要用于生产沥青改性剂、聚合物改性及胶粘剂和密封剂。预计2008-2012年，日本SBC需求量将以年均约1.2%的速度增长，到2012年总需求量将达到约8.7万t。在各种消费领域中，SBC在聚合物改性方面的消费量将以年均约3.3%的速度增长，到2012年需求量将达到约4.0万t，成为SBC消费增长最快的领域。近年来日本SBC的消费现状及发展预测情况见表4所示。

    表4  近年来日本SBC的消费现状及预测情况    单位：万t/a

    2  我国SBC的供需现状及发展前景

    2.1  生产现状

    我国SBC的研究开始于20世纪70年代中期，产品以$BS为主。自1990年湖南岳阳巴陵石油化工公司合成橡胶厂采用北京燕山石油化工公司研究院技术建成国内第一套1.0万t/a的SB$生产装置以来，我国$BC的发展很快。截止到2007年底，我国有3家企业生产SBC，总生产能力为26.0万t/a，生产能力全部由中国石油化工集团公司所控制。其中湖南岳阳巴陵石油化工公司合成橡胶厂的12.0万t/a装置是目前我国最大的SBC生产装置，生产能力约占全国SBC总生产能力的46.1%。另外，北京燕山石油化工公司合成橡胶厂SBS的生产能力为9.0万t/a，广东茂名石化乙烯工业公司SBS的生产能力为5.0万t/a。此外，我国自行研究开发的SB$生产技术还先后向意大利埃尼弹性体公司和中国台湾合成橡胶股份有限公司实现了转让。目前，我国燕山石化公司合成橡胶厂生产的SBS产品有11种牌号，岳阳巴陵石化公司合成橡胶厂生产的SB$产品有20种牌号，茂名石化乙烯工业公司生产的SBS产品有13种牌号。

    随着我国SBS生产能力的不断增加，产量也不断增加。1993年我国SB$产量仅0.5万t，1997年增至3.28万t，2000年达13.36万t，2002年进一步增加到21.60万t，2006年达，到28.86万t，比2005年增长约1.62%。2007年我国SBS产量为30.20万t，同比增长约4.64%。2002-2007年产量的年均增长率约为6.93%。

    由于目前国内SBC的产能不能满足实际生产的需求，因而有许多厂家计划扩建或新建SBC生产装置。台橡公司计划在江苏南通市投资兴建一套5.0万t/aSEBS生产装置。中国石油集团公司所属的大庆石油化工公司、新疆独山子石油化工公司也将分别建设8.0万t/aSBS生产装置，中国化工集团公司所属蓝星集团公司计划建设一套5.0万t/aSBS生产装置，台湾李长荣公司也计划在广东惠州建设10.0万t/aSBS生产装置(该装置已经于2008年上半年建成投产)。此外，中石化巴陵石油化工公司、北京燕山石油化工公司也计划将对其现有装置进行扩能改造。预计到2010年，我国SBS的总生产能力将达到约45.0万I，2015年将达到约60.0万t，届时我国SBC行业由中石化独家生产的格局将被打破。

    2.2  消费现状及发展前景

    随着我国制鞋、道路建设等行业的发展，近年来我国8B5表观消费量增长很快；1995年我国SB$表观消费量只有10.2万t，2002年为36.87万t，2006年增加到51.22万to 2007年表观消费量为51.15万t，同比减少约0.14%，对外依存度减少为42.66%。2002-2007年表观消费量的年均增长率约为6.77%。由于目前我国$BC的产量不能满足国内实际生产的需求，每年都得大量进口。2000年进口量为14.2万t，2005年增加到20.30万[，2006年进一步增加到23.02万t。2007年进口量为21.82万t，进口产品主要来源于我国台湾省、韩国、美国和日本，其中我国台湾省的进口量约占总进口量的58.0%，韩国约占25.0%，美国约占4.0%。其中我国台湾省产品以来、进料加工方式为主；美国、日本以来、进料加工贸易方式为主；韩国产品以一般贸易方式相对较多。近年来我国$BC产品的供需情况见表5所示。

    目前，我国SB$产品主要用于制鞋、沥青改性、聚合物改性以及胶粘剂等方面，2006年的消费结构为：制鞋方面的消费量约占总消费量的44.92%，沥青改性剂约占24.41%，胶粘剂约占11.72%，聚合物改性约占9.77%，其他方面约占9.18%。

    (1)制鞋业。制鞋业是目前我国SBS最主要的消费领域之一。在制鞋行业中，SBS主要用于制作鞋底。用5B5代替硫化橡胶和聚氯乙烯制作的鞋底色彩美观、穿着舒适，手感、弹性好，抗湿滑以及耐磨性良好，特别是对沥青路面、潮湿及积雪路面有较高的摩擦系数，而且质量也轻，废SB$鞋底还可回收利用，成本适中，深受国内外加工应用厂家的喜爱。目前我国SBS鞋用粒料在沿海地区已经成为鞋底材料的主导产品，出口鞋也指定采用SBS底料进行生产。2003年我国制鞋业对SBS的需求量约为21.0万t，2006年需求量约为23.0万t，使用的产品主要有巴陵石化公司生产的充油YH-805、YH-815、YH-875，干胶YH-803、YH-788、YH-802；茂名石化乙烯工业公司生产的充油F-475、F441X；台湾奇美公司生产的充油SBS575，台湾英全公司生产的充油SBS675，台湾李长荣公司生产的充油SBS475以及韩国生产的南韩301、LG475充油SBS产品等。随着世界制鞋工业重心向亚洲和其他发展中国家和地区的转移，中国将成为世界上最主要的鞋类产品生产和消费国。我国制鞋业的蓬勃发展必然会对鞋类的质量、品种、花色提出新的要求，因此在今后一段时间内，鞋料市场仍将是我国SBS最主要的消费市场。预计到2010年，我国制鞋行业对SBS的需求量将达约25.0万t。

    表5  近年来我国SBC产品的供需情况    单位：万t/a

    (2)沥青改性。SBS具有能兼顾高低温性能的特点，并与沥青有着良好的相容性。经SBS改性的沥青与原始沥青相比，在温度性能、拉伸性能、弹性性能、内聚附着性能、混合料的稳定性能、抗老化性能等方面，均有明显的改进和提高，因而被广泛应用于沥青改性行业。SBS在沥青改性方面可分为两大类，一类是改性沥青防水卷材，另一类是道路沥青改性。

    用SBS改性沥青生产的防水卷材具有低温屈挠性好、自愈合能力和耐久性好、抗高温流动、耐老化、热稳定性好以及耐冲击等特点，可以大大提高防水卷材的性能，延长其使用寿命，可以广泛应用于各种建筑结构的墙体、厕所洗浴间、地下室、冷库以及桥梁等，也可用于地下管道和防腐及防潮内包装材料。目前我国有多家改性沥青防水卷材生产厂，其中引进投产的改性沥青防水卷材生产线共有15条，国内自行开发的生产线有50多条，总生产能力已经超过1.4亿m²/a，2003年我国防水卷材对SBS的需求量约为6.0万t，2006年需求量约8.0万t，所用产品主要有巴陵石化公司生产的YH-801、YH

92、YH-802以及燕山石化公司生产的YS-440产品。在改性沥青防水卷材方面，由于SBS独特的性能是其他材料无法替代的，加上我国各地都在加快基础建设的步伐，因此建筑行业对高质量防水卷材的需求量将大大增加。预计2010年，我国改性沥青方面对SBS的需求量将达到约12.0万t。

    SBS是良好的道路沥青改性剂，用经过SBS改性的沥青铺设高等级路面，不仅性能优越，而且使用寿命长，因此越来越受到人们的重视。2003年我国道路改性沥青对SBS的需求量约为2.0万t，2006年需求量约为4.5万to所用产品主要为巴陵石化公司生产的道改1#、道改2#，燕山石化公司生产的国创1#、国创2#以及茂名石化乙烯工业公司生产的F441等。随着我国公路建设的发展，高速公路和高等级公路对SBS改性道路沥青的需求量将逐年上升。预计2010年我国，SBS在改性沥青方面的需求量将达到约6.0万t。由此可见，预计到2010年，我国沥青改性方面对SBS的总需求量将达到约18.0万t。

    (3)聚合物改性。SBS是较好的聚合物改性剂，可分别与PP、PE、PS以及ABS等树脂共混，以改善制品的抗冲击性能和屈挠性能，广泛用于电气元件、汽车方向盘、保险杠以及密封件等方面。2003年我国$BS在聚合物改性方面需求量约2.5万t，2006年需求量约5.0万t。随着我国汽车工业和家电产业的发展以及消费者对商品舒适性、安全性、耐用性等性能要求的逐步提高，我国SBS在聚合物改性方面的需求量将不断增加。预计到2010年，我国SBS在聚合物改性方面的需求量将达约9.0万t。

    (4)胶粘剂。在胶粘剂领域，尽管参与竞争的产品很多，但是由于SBS分子结构的独特性，所制得的胶粘剂具有良好的充油性能以及相容性，还与很多树脂、橡胶以及各种添加剂有极好的相容性，特别适宜于难粘接的聚烯烃塑料，如PE、PP和发泡PS等。采用化学接枝改性和原子转移自由基聚合方法获得的极性门≥极性接枝、嵌段共聚物配制的胶粘剂具有优良的耐低温性、高强度、韧性、耐水性以及电绝缘性，拉伸强度高，永久变形小，溶解快速，固化迅速，特别适用于皮革、鞋类、帆布、各种塑料、橡胶、陶瓷、木材、水泥制品、金属、纸品及其他非金属材料的粘接，应用范围广，市场前景广阔。随着我国有关合成胶粘剂环保法规的日趋严格和规范，一些非环保型胶粘剂，如聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂及氯丁胶等将被逐渐淘汰，环保型胶正在逐渐成为合成胶粘剂产品的主流，越来越多的用户选择使用环保性好的胶粘剂。因此，$BS胶粘剂近年来的发展速度很快。2003年我国胶粘剂行业对SBS的需求量约为5.0万t，2006年需求量约为6.0万t，所用产品主要为巴陵石化公司生产的YH-791、YH

96、YH-792，燕山石化公司的YSl401以及从韩国锦湖公司进口的502P等。预计到2010年，我国SBS在胶粘剂方面的需求量将达约8.0万t。

    (5)其他方面。在其他方面，$B8主要用于医疗器件、家用电器、管带以及电线电缆等方，面，2003年需求量约为3.2万t，2006年需求量约为4.7万t。预计到2010年，需求量将达到约5.0万t。

    由此可见，预计到2010年我国对8B$的总需求量将达到约65.0万t，其中制鞋业仍将是我国SB$最主要的消费领域，但是由于国际市场对鞋类的需求趋于稳定，加上国内市场对鞋类的需求也进入稳定增长期，鞋用SB$的增长速度将放慢，所占比例将由2006年的44.92%下降到2010年的约38.46%。而在沥青改性方面，由于今后我国将加强基础设施建设，建筑行业对高质量防水卷材的需求量将大大增加，因而沥青改性用SBS需求量所占比例将由2006年的24.41%上升到2010年的约27.69%。在胶粘剂领域，尽管参与竞争的产品很多，但由于SB$本身无毒无味，且生产流程简单，因此在压敏胶和热熔胶领域的市场份额将会进一步扩大。另外，SBS在聚合物改性、涂料、油墨等方面的需求量也将会有所扩大，所以我国SBS仍有大发展的空间。近年来我国SBS的消费现状及预测情况见表6所示。

    表6  近年来我国SBS的消费现状与预测情况    单位：万t/a

    3  发展建议

    经过十多年的发展，我国SBC的生产技术和生产规模都得到了很大的提高，在一定程度上满足了国内实际生产的需求，但与国际先进水平相比还存在一定的差距。笔者认为，我国SBC生产厂家要在今后激烈的市场竞争中处于不败之地，应从以下七方面突破：

    (1)加大研究开发力度，优化生产工艺技术，提高国际市场竞争力。虽然我国SBC的研究开发已经取得重要进展，使用自己开发的成套技术建成了2套万吨级的SBC生产装置，并成功地实现了向意大利埃尼弹性体公司和中国台湾合成橡胶股份有限公司的成套技术转让，但是目前我国SBS及其系列产品包括SIS、SEBS、SPES、溶液丁苯橡胶(SSBR)等品种]成套技术与国外先进技术相比，无论在物耗、能耗还是品种牌号等方面仍存在一定的差距。因此，为了提高产品质量及稳定性，降低装置能耗、物耗，国内企业必须加快新技术的研究开发，不断优化生产工艺，避免生产技术落后，失去与国外企业竞争的能力。

    (2)扩大生产规模，提高国内市场占有率。目前，我国SBC的产量仅能满足国内需求量的59.0%左右，因此国内现有计划新建或扩建SBC生产装置的厂家应该抓紧时间，尽快落实，以增加产量，提高产品的国内市场占有率。

    (3)加快设备改造，建设多功能装置。为使企业能根据市场需要调节产品结构，保证效益最大化，国外大多数SBC生产装置都能同时生产SBS、SIS、SEBS、溶液丁苯橡胶、各种乙烯基聚丁二烯橡胶以及K树脂等。而我国的SBC生产装置生产产品单一，不利于产品结构的调整。因此，除考虑扩建生产规模外，最好能建成可以同时生产SBS、SIS、SEBS、溶液丁苯橡胶、各种乙烯基聚丁二烯橡胶以及K树脂等的多用途装置，以利于根据市场需要调节产品品种，提高装置的有效利用率。

    (4)加大应用研究力度，拓宽SBC的应用领域。目前，我国SBC产品在制鞋业领域所占的比例很大，高达约45.0%，远远高于美国、西欧和日本所占的比例(分别为2.0%、23.0%和1.2%)。另外，我国SBC在聚合物改性以及胶粘剂等方面所占的比例与国外相比也存在较大差距。因此，生产企业应进一步加大科研力度，尽快开发聚合物改性以及胶粘剂用SBC新产品，以提高我国合成树脂的整体竞争力。

    (5)积极开发SBC系列产品的升级换代。为了提高产品的利润，国外企业纷纷积极开发SBC升级产品，如SEBS、SEPS、环氧化SBS(即ESBS)以及SBC功能接枝改性产品等，由于这些产品性能优异，应用覆盖领域广泛，使其在SBC行业处于明显的领先地位，市场占有率高，从而获得巨大的经济效益。而在国内，基本还只有SBS，只有少量SIS和SEBS产品，其他产品还处于小试阶段，有些产品甚至还没有开展研究。因此，国内有关厂家应该抓紧这些锂系产品的研究和开发，争取早日实现工业化，以满足国内市场需求，提高企业的经济效益。

    (6)提高技术服务水平，促进产品的推广应用。国外很多企业为了加强本公司产品的推广应用，大多建立专门的应用研究中心，对本企业产品应用的各领域均开展深入详细的研究，为用户使用本企业的产品提供技术指导，有利地促进了产品的应用推广，如Shell、台湾合成橡胶公司为扩大在中国大陆的销售，均在上海建立应用研究中心。而国内企业应用研究明显不足，对本企业产品性能、用途与优势了解不充分，跟不上用户应用的要求，不能有效地为用户提供技术支持，有碍产品的推广。随着市场竞争的日趋激烈，国内SBC生产企业应加大应用研究的投入，提高技术服务水平，以促进产品的销售。

    (7)积极扩大出口，参与国际市场的竞争。随着所需原材料的价格与国际的进一步接轨，国内SBC产品的外销将不会受到关税壁垒的非正常待遇，为我国SBC产品的出口提供了一个很好的机会。因此我国应充分利用我国劳动力资源丰氰价格较为低廉的有利条件，努力提高SBC产品的质量，积极扩大出口，以利于国际市场竞争。