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羟乙基纤维素的技术发展

文章出处:原创网责任编辑:小莉作者:小莉人气:-发表时间:2014-10-09 16:09:00

1.羟乙基纤维素产能与需求情况
1.1产品简介

羟乙基纤维素(简称羟乙基纤维素)是一种重要的羟烷基纤维素,是Hubert于1920年制备成功的,也是世界范围生产量较大的一种水溶性纤维素醚,是仅此于CMC和HPMC的最大、发展迅速的一种重要纤维素醚。羟乙基纤维素是以精制棉(或木浆粕)经一系列化学加工而制得的非离子型水溶性聚合物,是一种白色、无嗅、无味的粉状或粒状固体物质。

1.2世界产能与需求情况

目前,世界上羟乙基纤维素生产量较大的公司集中在国外,其中以美国Hercules、Dow等几家公司生产能力最强,其次是英国、日本、荷兰、德国和俄罗斯等。预计2013年全球羟乙基纤维素产能为16万吨,平均年增长率2.7%。

全球羟乙基纤维素市场需求欧洲、北美最大,中国增长最快(年增长率9%),2013年全球羟乙基纤维素需求总量预计为8.82万吨。2011年随着亚跨龙南京工厂的投产,国外高品质羟乙基纤维素由供不应求转变为供需平衡。

1.3中国产能与需求情况

我国在1977年开始由无锡化工研究院、哈尔滨化工六厂等进行研制生产,多年来随着我国非离子型醚工业的发展完善和市场的健全,一些纤维素生产厂家也纷纷推出自己的羟乙基纤维素产品,现生产以及试生产的企业有泸州北方纤维素、湖北祥泰、无锡三友、宜兴宏博、扬州致为、山东银莺等。

目前,国内羟乙基纤维素统计产能为13000吨,除少数厂家外,其余多为改性、复配产品,并非真正意义上的羟乙基纤维素,主要面对三线市场,国内纯羟乙基纤维素产量不足为3000T/年,目前国内市场容量为10000吨/年,其中70%以上依靠进口或由外资企业提供。国外生产商主要有亚跨龙公司、陶氏公司、克莱恩公司、阿克苏诺贝尔公司;国内的羟乙基纤维素产品生产商主要有北方纤维素、山东银鹰、宜兴宏博、无锡三友、湖北祥泰、扬州致为等。国内的羟乙基纤维素市场,主要用于涂料、日化行业,而其中的70%以上的市场份额被国外产品占据,国内产品主要在中低端涂料、日化市场,石油助剂市场和部分纺织、树脂、油墨市场。国内与国外产品存在明显的质量差距,国内羟乙基高端市场基本为国外产品所垄断,国内产品基本在中低端市场,在涂料与日化行业,一、二线客户还将国内产品与国外产品搭配使用,降低风险。

羟乙基纤维素市场的需求按地域来说,是以珠三角(华南片区)为第一;其次是长三角(华东地区);再次,是西南地区,华北地区;乳胶涂料前十二名的企业,除了立邦和紫金花总部在上海,其余基本都设在了华南片区。日化企业的分布也主要是在华南、华东地区。

从下游的产能情况看,涂料是羟乙基纤维素消费最大的行业,其次是日化,再次是石油,其他行业用量很小。

国内羟乙基纤维素供求:总体供求平衡,高品质的羟乙基纤维素略显缺货,较低端的工程涂料级羟乙基纤维素、石油级羟乙基纤维素、改性羟乙基纤维素由国内企业主供。国内羟乙基纤维素市场总量的70%被国外高端羟乙基纤维素所占领。

2羟乙基纤维素的性能与用途

2.1羟乙基纤维素的性能

羟乙基纤维素的主要性质是冷水、热水均可溶,且无凝胶特性,取代度、溶解和粘度范围很宽,热稳定性好(140℃以下),在酸性条件下也不产生沉淀。羟乙基纤维素溶液能够形成透明薄膜,具有不与离子作用、相容性好的非离子型特征。

①高温性、水溶性:跟甲基纤维素(MC)只溶于冷水的情况相比,羟乙基纤维素即可溶于热水也可溶于冷水,高温或煮沸不沉淀,使它具有大范围的溶解性和粘度特性,及非热凝胶性;

②耐盐性:由于自身非离子型,因此可与大范围内的其他水溶性聚合物,表面活性剂、盐共存。因此跟离子型的羧甲基纤维素(CMC)相比,羟乙基纤维素具有更好的抗盐能力。

③保水性、流平性、成膜性:其保水能力比甲基纤维素高出一倍,具有极佳的流动调节性以及优良的成膜性、降滤失性、可混用性、保护胶体性。

2.2羟乙基纤维素用途

羟乙基纤维素是一种非离子型水溶性纤维素醚类产品,广泛用于建筑涂料、石油、高分子聚合、医药、日用、造纸和油墨、织物、陶瓷、建筑、农业等行业,具有增稠、粘结、乳化、分散、稳定作用,并能保持水份,形成薄膜和提供保护胶体效应,易溶于冷水和热水中,能提供粘度范围较广的溶液,是近年来发展较快的纤维素醚之一。

1)乳胶涂料

羟乙基纤维素是乳胶涂料中最常用的增稠剂。除对乳胶涂料增稠外,同时能起到乳化、分散、稳定和保水作用。其特征是增稠的效果显著,展色性、成膜性和贮存稳定性好。羟乙基纤维素为非离子型纤维素衍生物,可在很宽的PH范围内使用。与组分中的其他材料(如颜料、助剂、填料及盐类)具有较好的相容性。用羟乙基纤维素增稠的涂料在各种剪切速率下具有良好的流变性,并具有假塑性。可采有刷涂、辊涂、喷涂等施工方法。施工性好,不易滴落、流挂和飞溅,流平性也较好。

2)高分子聚合

羟乙基纤维素在合成树脂的聚合或共聚组分中有分散、乳化、悬浮和稳定作用,可作为保护胶体之用。其特点是分散能力强,所得产品的颗粒“皮膜”较薄,粒度细、粒形均匀,呈疏松型,流动性好,产品透明度高、易于加工等。由于羟乙基纤维素能在冷水和热水中溶解,又无凝胶化温度点,更适合于各类聚合反应。

考察分散剂好坏的重要物理性质还有其水溶液的表面(或界面)张力、界面强度和凝胶化温度等。羟乙基纤维素的这些性质均适合于合成树脂的聚合或共聚。

羟乙基纤维素与其它水溶性纤维素醚和PVA等具有较好的相容性。由此组成的复合体系,可获得取长补短的综合效果。经复合后制的树脂产品,不仅质量好,而且物料损失减少。

3)石油钻采

在石油钻采方面,高粘度羟乙基纤维素主要用作完井液和整理液的增粘剂。低粘度羟乙基纤维素用作降失水剂。在钻井、完井、固井和压裂操作所需的各种泥浆中,羟乙基纤维素作为增稠剂使泥浆获得良好的流动性和稳定性。钻井中可提高泥浆携砂能力,延长钻头的使用寿命。在低固相完井液和固井液中,羟乙基纤维素优良的降失水性能可防止大量水份从泥浆中进入油层,可提高油层生产能力。

4)日用化工

羟乙基纤维素在洗发剂、头发喷雾剂、中和剂、护发剂及化妆品中是一种有效的成膜剂、粘合剂、增稠剂、稳定剂和分散剂;在洗涤粉剂中是一种污物再沉积剂。羟乙基纤维素在高温下溶解快,可以加快生产过程,提高生产效率。含羟乙基纤维素的洗涤剂的明显特点是可以提高织物的平滑性和丝光性。

5)建筑

羟乙基纤维素可用于建筑产品如混凝土拌合物、新拌的砂浆、石膏灰泥或其他胶泥等,在它们凝结硬化前的施工过程中起到保水的作用。羟乙基纤维素除了提高建筑产品的保水性外,还可以延长灰泥或胶泥的改正和开放时间。能减少结皮、滑移和流挂现象。由此可改善施工性能,提高工作效率,节省时间,同时还可提高灰泥的增容率,从而节约原材料。

6)农业

羟乙基纤维素应用于农药乳液和悬浮液配方中,作为喷雾乳液或悬浮液的增稠剂。它可减少药剂飘流,使之牢牢地附着于植物的叶面上,从而增加叶面喷施的使用效果。羟乙基纤维素还可作为成膜剂应用于种衣包覆剂;作为粘合剂和成膜剂应用于烟叶的回收利用。

7)造纸和油墨

羟乙基纤维素能用作纸和纸板上的上胶剂以及水基油墨的增稠和悬浮剂。在造纸过程中,羟乙基纤维素的优越性能包括与绝大多数树胶、树脂和无机盐的相容性、泡沫低、耗氧少及可以形成光滑的表面膜。该膜具有较低的表面渗透性和较强的光泽性,还可以降低成本。用羟乙基纤维素上胶的纸张,可用于高质量画面的印刷。在水基油墨制造中,用羟乙基纤维素增稠的水基油墨干燥快,色彩扩散性好,不会产生粘结。

8)织物

可作为织物印染浆料和乳胶涂料中的粘合剂和上浆剂;地毯背面上浆材料的增稠剂。在玻璃纤维中,被用作为成型剂和粘合剂;在皮革浆料中可作为修饰剂和粘合剂。为这些涂料或粘料提供广阔的粘度范围,使涂层更为均匀的快速粘牢,并可提高印染清晰度。

9)陶瓷

可用于配制陶瓷的高强度粘合剂。

10)牙膏

在牙膏制造中可用作增稠剂。

3羟乙基纤维素生产工艺

  羟乙基纤维素的技术发展

 

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