一文看懂丙烯酸下游新材料的机会

丙烯酸是丙烯下游重点产品之一，年消费丙烯量约占国内丙烯总消费量的4%左右。丙烯酸主要用于合成各种丙烯酸酯，其次用来生产丙烯酸盐。通用丙烯酸酯主要包括丙烯酸甲酯（MA）、丙烯酸乙酯（EA）、丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA）等。丙烯酸酯主要作为聚合单体用于生产涂料和胶黏剂，在油墨、纺织、塑料助剂等领域也大量应用。丙烯酸盐（主要是钠盐）均聚或共聚物因组成和聚合度不同而具有吸水、保水、凝聚、分散、增稠、粘结等多种性质，广泛用于卫生材料、农村保水、水处理、石油开采、涂料、油墨、纺织、印染、造纸、制革、食品加工等领域。

未来一段时间内，丙烯酸下游的以下几种新材料可重点关注：

高性能丙烯酸酯乳液

与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水性丙烯酸酯树脂（丙烯酸酯乳液）是涂料用树脂中发展最快、品种最多的无污染型产品。水性涂料常用的丙烯酸酯乳液包括含羟基丙烯酸酯乳液、自交联丙烯酸酯乳液、环氧改性丙烯酸酯乳液、醇酸树脂改性丙烯酸酯乳液、含氟丙烯酸酯乳液等多种产品。

未来，丙烯酸酯乳液研究的重点在于：开发高性能的丙烯酸酯乳液产品，在更广阔的领域代替溶剂型产品以及开发功能化的改性丙烯酸酯乳液。目前，应用于涂料中的丙烯酸酯乳液研究在国内外正蓬勃地开展着，乳液的性能也在逐步完善，随着各国环保法规的出台和能源节约的大趋势，丙烯酸酯乳液在涂料中的应用将有更广阔的发展前景。

特种丙烯酸酯（单体）

辐射固化（又称UV固化）技术以特种丙烯酸酯为主要原料，采用紫外光或电子束为引发剂使丙烯酸酯聚合。与常规聚合方法相比，这种方法不用化学引发剂，在常温下进行聚合，不用加热，节省了引发剂、节省了能源，并且，一些特定的工艺要求必须采用这种聚合方式。近年，我国辐射固化行业的发展极其迅速，发展速度大大超过美国、欧洲和日本，辐射固化行业的快速发展极大带动了特种丙烯酸酯需求增长。辐射固化技术除在传统的涂料生产领域应用较多以外，在光刻、3D打印等新兴领域也有所应用。特种丙烯酸酯（单体）按结构可分为单官能丙烯酸酯（包括高烷基、特种基团、特殊结构）和多官能丙烯酸酯（包括双官能、三官能等）。目前世界上已合成出 100多种特种丙烯酸酯，年产量约20万吨，仅为通用丙烯酸酯产量的5%左右，但因其结构中可以包含不同碳链长度的酯基和氨基、羟基、氰基、磺酸基、环氧基、呋喃基等，使之被赋予种种功能。

高吸水性树脂（SAP）

高吸水性树脂（Super Absorbent Polymer，简称SAP）是一种具有松散网络结构的低交联度亲水性高分子化合物，既不溶于水，也难溶于有机溶剂，具有吸收自身重量几百倍甚至上千倍水的能力，且吸水速率快，保水性能好，即使加压也难把水分离出来。由于SAP具有吸水性好、价格适中、安全性好等特点，已被广泛应用于婴幼儿纸尿裤、妇女卫生用品、成人失禁用品以及等一次性卫生用品中，这些领域一般将丙烯酸钠盐作为交联聚合单体。国外SAP产能高度集中，而且行业发展比较健康，2018年行业平均开工率高于75%，但是国内SAP行业产能过剩则比较严重，2018年产能约130万吨/年，但行业平均开工率仅为50%左右。我国单位新生人口的SAP消费量和单位老龄人口的SAP消费量均远低于日本和欧美，增长空间均在100%以上，但是，目前国内卫生用品应用渗透率较低，市场仍未完全打开，使得国内SAP消费总量仍处于比较低的水平。随着国家对生态环境建设投资加大和重视，国内保水剂类产品研究、开发、生产呈现一轮高潮，SAP在农林保水领域的市场逐步打开。另外，SAP作为混凝土外加剂，能有效减小混凝土的收缩，已经成为当前的研究热点之一，未来有望大规模的使用。值得注意的是，从供给水平来看，国内SAP生产技术和产品质量仍有较大的提升空间。

丙烯酸酯橡胶（ACM）

ACM是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。ACM具备优良的耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等性能，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。ACM被广泛应用于各种高温、耐油环境中，成为近年来汽车工业着重开发推广的一种密封材料，特别是用于汽车的耐高温油封、曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等，目前国内需求几乎全部依赖进口。与巨大需求相比，国内ACM生产规模小、设备简陋、稳定性差、品种少，远远满足不了汽车工业发展对ACM的需求。我国大部分密封制品厂所用ACM主要依赖进口，年进口量在4000吨以上，进口价格在6万～7万元，而目前ACM的生产成本不超过3万元，利润空间比较大。

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（ASA或AAS）

ASA和ABS的结构相似，而由于ASA中采用不含不饱和双键的丙烯酸酯橡胶替代了ABS中含有不饱和双键的聚丁二烯橡胶，因此，可抵抗紫外线照射引起的降解、老化、褪色，也可抵抗大气中的氧化进而加工过程中的高温引起的分解或变色有了坚强保障，由此极大的提升了材料的抗老化与耐侯性能。ASA树脂主要应用领域包括合成树脂瓦、电子电气外壳材料、汽车外饰材料、室外建筑材料等。国内ASA树脂生产商主要为外资企业，少数企业能够生产ASA树脂，但生产能力均比较小，产品质量也不稳定，大量需求依赖进口。

乙烯-丙烯酸系共聚物

乙烯-丙烯酸系共聚物具有良好的低温性能和柔软性，优良的耐弯曲开裂及耐环境应力开裂性，具有较大弹性等。乙烯-丙烯酸系共聚物可在一些应用领域替代乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）。目前，国内EVA的年消费量约为150万吨，进口量约100万吨。与EVA相比，EAA具有更高的热稳定性，并属于非腐蚀性产品，能适应的加工条件范围更宽。乙烯-丙烯酸系共聚物主要的应用领域包括高压电缆屏蔽、软管、包装材料、胶黏剂、低温用密封圈、家用器具零部件，还可与烯烃类聚合物或工程塑料共混，提高其低温柔软性，耐环境应力开裂性和耐冲击性。目前应用比较广泛的乙烯-丙烯酸系共聚物主要是乙烯-丙烯酸乙酯（EEA）。EEA是一种结晶度比PE低的柔软的热塑性塑料。一般含丙烯酸乙酯（EA）5-20%。EA含量增加，共聚物的密度和柔软随之增加。EEA具有良好的低温性能和柔软性，加工中热稳性好，可与填料很好的相容，耐弯曲开裂及耐环境应力开裂性优良，具有较大弹性。EEA与有机过氧化物进行交联可提高耐热性、耐蠕变性、耐溶剂性。

氯乙烯-丙烯酸酯共聚物

氯乙烯-丙烯酸酯共聚物是一种综合性能优良的共聚树脂。与普通的PVC树脂相比，氯乙烯-丙烯酸酯共聚物具有冲击性能好、易加工等优良特性。根据氯乙烯与丙烯酸酯的共聚方式和共聚物结构不同，目前国内工业化生产的氯乙烯-丙烯酸系共聚物主要包括氯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物和氯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物两种。氯乙烯－丙烯酸酯无规共聚物多采用悬浮聚合法生产，随着丙烯酸酯在共聚物中含量的增加，共聚物颗粒的孔隙率、增塑剂吸收量、玻璃化转变温度降低，冲击强度提高。氯乙烯－丙烯酸酯接枝共聚物多为先制备核壳结构的丙烯酸酯胶乳（ACR），将该乳液直接加入到氯乙烯悬浮聚合体系中进行原位聚合，可制备抗冲 PVC 树脂。此外，也可在PVC加工过程中加入ACR抗冲改性剂，制成共聚物材料。比较有代表性的产品为丙烯酸共聚聚氯乙烯（AGR），主要用作给水水管管材，有“塑料钢管”的美誉，耐冲击、抗压、抗震性能优越。目前国内给水管材仍以钢材为主，少量使用PE管和PVC管，而AGR管用作城镇供水管网和建筑物内给水管道，相对于金属材料更加卫生，而相对于PE管和PVC管则更加稳定可靠，其使用寿命长、耐低温、抗冲击，在居民消费和生活品质升级过程中将具有较好的发展前景。（中国化工信息周刊）

作者简介

马捷（1986-），石油和化学工业规划院化工处工程师。2011年毕业于清华大学化学工程系。参与和负责过多项国家级、省部级石油和化工领域规划和专题研究工作。近三年参与了国家发改委、工信部的《石化和化学工业发展规划（2016-2030年）》、《2018-2020年化工新材料关键技术产业化实施方案》的编制工作。参与了多项国家有关化工产业发展的重大决策参考项目——产业政策制定、战略研究、发展规划等的编制；参与了多项政府和企业委托的大中型规划、咨询项目。主要从事专用化学品及化工新材料领域产业规划、市场研究、技术方案、项目建议书、预可研、可研等技术咨询工作。