PBT产需与开发应用分析

一、概念

　　何谓"PBT"？PBT即对苯二甲酸丁二醇酯，是由对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）与1，4-丁二醇（BD）的缩聚物，是分子主链上带有链节的热塑性树脂，PBT产品一直是作为聚酯系的工程塑料和纤维使用。原料为PTA（或DMT）和BDO（1，4-丁二醇），最大特长在于从熔融状态到固化成形的结晶化速度的快慢。因此，主要是作为注塑成型和挤压成型来使用。由于PBT树脂具有优异的机械、电气、耐化学腐蚀、易成型及低吸湿性能等，是一种综合性能优良的新型工程塑料。为此，国外对PBT树脂进行了改性研究开发并已取得了良好的效果。由于PBT产品独特的性能，PBT工程塑料和各种PBT合金已广泛应用于电子电气、家用电器、汽车、机械、仪表、轻纺及民用等各个领域。特别是PBT纤维也在针织、毛纺、织带和丝织等领域显示出其自己"独占鳌头"的优越性。就像其他许多大品种合成纤维一样，PBT纤维也都是在20世纪40年代发明的。然而，直到近年各石化公司才开始开发更短的生产路线和生产这些聚合物的更加经济的技术。虽然PBT与它的同族老大哥--著名的PET非常相近，但将它们作为新的种类介绍给消费者，从而为聚酯树立一个新的形象是十分重要的。这样，PBT可能会变得更加重要。法国Valence的Rieler纺织系统和Rieter ICBT与聚合物生产商及其客户以及润滑剂公司密切合作，共同研究以调整及优化这些纤维的加工方法。相关的生产方法如下：地毯用丝的直接并捻（BCF）、服装工业用的拉伸变形（DTY）、空气喷射变形（ATY）、服装工业用二合一加捻机（2合1）。

二、PBT的种类

　　PBT品种也是比较繁多的，除非增强的普通品级外，还有阻燃型、玻纤增强型、玻纤增强阻燃型、共混合金品级等。而共混合金产品又可以分别与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯、尼龙、聚苯醚等共混成聚合物合金。如日本三菱工程塑料公司开发成功PBT流延级产品及吹塑级树脂"诺瓦杜莱" (Novaduran)，其牌号分别为5020s（均聚密度1.31 g/cm3、熔点224℃）、5505S（软性）、5510S（超软、密度1.29 g/cm3、熔点219℃）。PBT以往主要用于电器的连结件、外壳等注塑制品，新开发的流延及吹塑级树脂具有高结晶性、高流动性、较好的耐热性、易于多层共挤等优点。用其制成的薄膜具有高强度、高耐热、高透明、高光泽、耐磨、耐酸、耐潮、保香等特性。以30μm厚的PBT与30 μm厚的LLDPE、12 μm厚的PET相比较，其薄膜拉伸强度分别为LLDPE和PET 的4-5倍。同样是25 μm厚的薄膜，PBT的氧气透过率与PET 相同，水蒸汽透过率略高于PET。PBT作为多层共挤出薄膜的表层尤为理想，非常适合于包装调味品、泡菜、火腿肠、咖啡及浓香型日用化学品等。

三、PBT产品的应用领域

　　1.聚酯薄膜

　　PBT聚合物在溶液作用下可制成薄膜，也能通过拉伸制成单轴或双轴定向拉伸薄膜，它的优良的机械性能，特别在薄膜领域内具有广阔的发展前景。单轴定向拉伸薄膜的抗张强度为3.5Gpa、弹性模量为255Mpa、断裂伸长1%，用70份3，4-二氨二苯醚-对苯二胺对苯二甲酰氯共聚物制成的6%甲磺酸液晶溶液，用挤出流涎法制成的单轴定向拉伸薄膜厚为43 nm，抗张强度1.1 MPa，弹性模量12lGPa。

　　2.复合材料

　　PBT纤维具有高抗张性，高热稳定性，高耐化学品性及质轻，且与环氧树酯有极好的相容性，其相界面剪切强度为17.3 MPa。特别适用于复合材料的增强基元，PBT的浆粕同样适用于复合材料的增强基元，这种浆帕可用原纤化方法制备，其长度为3-5 mm，长径比>40，在复合材料中的质量分数为1％-l0％，且呈现无规则取向分布，由非液晶态加工的PBT膜及与非液晶态高分子聚台物所形成的高分子复合膜，具有高度的光学透明性和较好的光学质量，可用于光电子及时性l光学材料，如用于非线性光学材料领域。

　　PBT液晶溶液加工形成的连续膜，具有高模量与优良的尺寸稳定性．可用于磁带或软盘的带基，并且磁性材料连续层可在高温下直接喷涂在带基上。改性PBT电导率高，可用于有机材料及制作电子照相光感受器。PBT的综合力学性能优于铝合金．而且抗腐蚀，抗辐射，可用于航天、导弹、防弹等各种增强的结构材料。

　　3.合成纤维

　　PBT经混纺可制备PBT纤维．可以采用多聚磷酸或甲磺酸为溶剂，或使用极性溶液添加无机盐作溶液．将PBT复配成6％的多聚磷酸溶液或配成10%的甲磷酸溶液，或用硝基甲烷添加一定量的三氯化铝作溶剂，配成纺丝液晶溶液，经纺丝装置的多段过滤器过滤，再由纺丝的喷丝头喷出，通过空气层进入凝固液凝固，再经洗浴洗涤干净，通过传动辊、调节辊、在氮气保护下，于550℃ 下进行曲热拉伸处理，最后收卷得成品。

　　通过改变纤维凝固条件，还可控制纤维中微纤网目结构的长宽比来解决压缩强度比碳纤维差的问题，或采用微细溶胶-凝胶玻璃与PBT复合以后提高PBT纤维的压缩强度，提高率可达187％-279％；PBT纤维具有极高的力学性能和优良的耐化学药品性，用PBT纤维可制备耐热性防护薄板、高强薄板、高强绳索、耐磨产品、空气清新过滤布、光纤电缆隔离物、高级钓鱼线、安全网、复合缝纫线等。

　　将多层PBT、PBO织物与高聚物基体层压在一起，可制备人体防弹衣，这种防弹衣的性能比一般的防弹衣质量轻且穿着舒适 此外，也适用于制造防切割、耐高温和耐火焰的防护手套，其防切割性能优于其它耐切割织物。PBT纤维还可用于制造高性能复合材料碳纤维等，其优异的力学性能和耐高温性能已显示出广泛的应用前景。

四、PBT生产以及消费情况分析

　　1．PBT的生产情况

　　回顾PBT前些年里，世界上主要PBT生产公司主要集中在美国、西欧、日本和韩国。前几年又据美国Kline&Co公司统计分析，美国GE塑料公司是世界上最大的PBT生产商，生产能力为14万吨/年，在2004年前后时间段里该公司已经占世界总生产能力的24.1％。而当时Ticona公司和美国杜邦公司是世界第二和第三PBT生产商，这两家公司的生产能力分别为8万吨/年和7.5万吨/年，占世界总生产能力的比例分别为13.8％和12.0％。巴斯夫公司、日本帝人/宝理塑料公司和拜尔公司居于其后，生产能力分别为5.5万吨/年、3.5万吨/年和2.5万吨/年。世界其他PBT生产商的产能合计为14.5万吨/年。2004年初世界PBT总生产能力为58万吨/年，2007-2008年间世界PBT生产能力将超过80万吨/年。可以说，2004年前全球各大PBT生产商如Ticona、美国杜邦、DSM、帝人、拜尔等公司新增产能25.5万吨/年。塞拉尼斯公司子公司Ticona公司与DSM公司组建了50/50合资企业在荷兰埃门建设6万吨/年的PBT装置，将于2005年建成，基础工程的伊文达一费希尔公司完成。DSM公司在当地拥有3万吨/年的PBT装置。Ticona公司在美国谢尔比拥有3万吨/年的PBT装置。为巩固在工程塑料领域的领导地位，拜耳、杜邦连手投资5000万欧元成立合资企业DuBay公司，在德国建造世界级PBT工厂，初期年产量8万吨。新装置建在杜邦的德国Hamm-Uentrop（乌曲普）化学工业园内，采用最新的环保和安全标准建设，该装置已于2004年初投产。Ticona与帝人和Daicel公司（日本最大的PBT生产商）的合资公司winTech公司在日本松山拥有1万吨/年的PBT装置，并又在建设5万吨/年的PBT装置。巴斯夫和东丽公司组建50/50合资企业在马来西亚关丹现有石化联合装置所在地，投资4000万美元建设PBT装置，2006年投产时初期能力为6万吨/年，并可根据需要扩增至10万吨/年，由现有巴斯夫石化联合装置供应生产PBT原料丁二醇。

　　随着近年来国际市场上各个公司产能的演变，有部分PBT生产商仍然在扩大产能，世界PBT产能排行榜也发生了很大的变化。如江苏南通地区的蓝星化工新材料股份有限公司、江苏仪征化纤股份公司、巴斯夫公司、沙特阿拉伯Osos 石化公司最近几年正扩大PBT产能，而2007年以后江苏南通以及江苏仪征的PBT产能都将超过8万吨/年，这两个公司的产能在中国名列前茅。因此，2008年以后世界PBT产需情况会出现比较大的变化，根据相关PBT生产厂家介绍说："前两年PBT是供不应求，要货的人排队采购，PBT产品紧俏得很"，而2007年PBT生产厂家相关人士认为市场行情不如从前了，PBT社会供应量的增大是导致销售不如原来红火的根本因素所在。可是如今，还有部分聚酯行业人士想上PBT项目，这就需要提醒投资者慎重对待此项产品的新建工作，必须对国内外市场进行周密的调研后才能做出最终结论，千万要吸取盲目投资带来巨大损失的沉痛教训。

　　2. PBT的消费情况

　　我国PBT最主要的消费领域是电子电器，主要制作连接器、开关或汽车零部件等。随着我国汽车工业和电子/电气产业的高速发展，对PBT的需求量也在快速增长着，PBT系列产品前景在2010年前后仍然是十分看好。回顾2003年全球PBT消费量大约为57万吨/年（基础树脂），需求以北美为主，亚洲由于电子/电器工业需求的驱动，消费量也快速增长。全球PBT分地区的需求量分别为：北美20万吨、西欧16.5万吨、日本9.8万吨、世界其他地区18.8万吨。汽车和电子电气工业消费量占?需求量已经保持年均8-10％的速度递增。

　　根据测算获悉，全球PBT消费量从2003年57万吨增长到了2005年的66万吨左右。美、欧、日对PBT的需求仍在增长，最近几年一些新装置也在建设投产中进行。西欧PBT总能力从2000年20万吨/年增加到了2003年30万吨/年。西欧2003年对PBT需求量达到11万吨，主要用于电子电器部件、光导纤维以及与聚碳酸酯的掺混合金用于汽车零部件。

　　目前PBT产品主要消费地区为欧美等发达国家，2005年需求量达到了60万吨左右，并且现在正以每年10％以上的速度增长，产能也同步甚至超前增长。由于在五大类工程塑料中具有许多优势，需求量有较大发展空间。特别是还有PBT纤维类的产品价格一直是低于氨纶纤维价格，亚太地区对PBT纤维的需求量正在不断的攀升，自从2004年初以来，亚太地区对PBT纤维的需求量比2003年同期增加了30％以上，而日本东丽株式会社是亚洲的主要供应商。而PBT纤维方面：众所周知，化纤作为纺织工业的基础产业，始终是我国规划发展的重点行业，特别是最近几年来随着纺织等市场需求的持续增长，产能和产业集聚，规模不断扩大，行业竞争力有较大提高。同时，围绕化纤产业链的相关产品的市场竞争日益激烈，化纤行业已经成为高度竞争性行业。以聚酯及涤纶为主体的化纤业急速发展，使我国化纤产能占世界化纤产能的40%，但是化纤行业结构矛盾突出，产业链发展不协调。整体技术水平与先进国家仍然有较大差距，竞争力差，特别是最近两年来的聚酯产能大扩容，使得生产能力过剩情况严重，开工率日益降低，规模和效益的增长有呈反向发展的趋势。可见预计，今后市场的竞争更加体现在先进生产力和有效产能的竞争中。

　　由于PBT纤维所具有的卓越性能，特别适用于生产长丝和短纤维，适用于生产针织和机织织物，并制成各类服装。PBT纤维尤其能满足高弹力且手感柔软的纺织品的市场需求。PBT纤维可常压沸染，染色温度低、压力低，良好的抗污性是它的突出优点。PBT纤维还是优良的医用和电工材料。我国PBT纤维的生产已经开始工业化，形成了从聚合、纺丝、纺织加工到染色后整理成衣的一条完整产业链，具有完全的自主知识产权。若能很好解决生产PBT原料所用的1，4-丁二醇的来源和成本问题，PBT还将得到高速发展。PBT纤维由于其良好的弹性、染色性、保形性、耐光照性和色牢度等优点，为与天然纤维交并、混用提供了良好的条件，也必将为纺织面料的差异化、多样化作出更大的贡献。