国内外聚碳酸酯市场发展情况
国内外聚碳酸酯市场发展情况
高利平，中国化工信息中心咨询事业部
聚碳酸酯（PC）是一种线型聚合物，可分为脂肪族、脂肪-芳香族、芳香族3种类型。在实验室里虽已合成出了许多种类的PC，但是到目前为止，大规模工业化生产的PC品种仍以双酚A型为主，因此，我们一般所说的PC为双酚A型PC。PC无味、无臭、无毒，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料。PC具有一定的耐化学腐蚀性，室温下耐无机和有机稀酸溶液、食盐溶液和饱和的溴化钾溶液，耐脂肪烃、环烷烃及大多数醇类和油类；PC溶于二氯甲烷、间甲酚、环己酮、吡啶和二甲基甲酰胺；在乙酸乙酯、四氢呋喃和苯中只能溶胀；可与其他树脂共混形成PC共混物或PC合金，改善其抗溶剂性和耐磨性；PC具有突出的抗冲击、耐蠕变性能，较高的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和刚性，并具有较高的耐热性和耐寒性，可在-100～140℃温度范围内使用。PC的电性能优良，吸水率低，透光性好，可见光的透过率可达90%，是五大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的品种，广泛应用于电子电器、数据载体、汽车部件、医疗设备、建筑、纺织和包装等领域。
1. 生产工艺
PC工业化生产方法有溶液光气法、界面缩聚光气法、酯交换熔融缩聚法、非光气酯交换熔融缩聚法4种。前3种为光气法，第4种为非光气法。目前，世界上约80%左右的PC采用界面缩聚光气法生产；其次是非光气法；传统酯交换熔融缩聚法工业化装置较少；溶液光气法基本被淘汰。
（1）界面缩聚光气法
界面缩聚光气法是目前工业上应用最为广泛的工艺。双酚A首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐；然后加入二氯甲烷，通入光气，使物料在界面上聚合，生成低分子量PC，然后经缩聚、分离得到高分子量PC。主要的专利商有SABIC、拜耳、日本三菱化学、日本帝人、斯泰隆公司（Styron，原为Dow化学的合成树脂子公司，2010以16.3亿美元出售给Bain Capital Partners公司）。
（2）非光气酯交换熔融缩聚法
该法是在酯交换熔融缩聚法工艺的基础上开发成功的，因工艺过程中彻底不使用光气，又称“全非光法”。该工艺分为两步：首先，以甲醇羰基化法或碳酸乙烯酯（或碳酸丙烯酯）与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯（DMC）；其次，苯酚和DMC反应生成甲基苯基碳酸酯（MPC），MPC和苯酚进一步反应生成碳酸二苯酯（DPC），同时MPC发生歧化反应也生成DPC；然后DPC在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。非光气法主要的专利商有SABIC和日本旭化成，各公司技术的主要区别在于制备原料DPC的路线不同。
（3）酯交换熔融缩聚法
酯交换熔融缩聚法简称酯交换法，又称本体聚合法，是一种间接光气法工艺。该工艺分为两步：苯酚经光气法反应生成DPC；然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应，生成低聚物；再进一步缩聚制得PC产品。主要专利商有拜耳和日本三菱公司。
（4）溶液光气法
以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷（或二氯乙烷）溶剂中进行缩聚，得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。
2.. 全球市场供需概况
（1）供应
2013年世界PC生产能力将近500万吨/年，产量不到400万吨；开工率为78%，目前全球PC产能已出现过剩趋势。2013年，全球PC最大的生产地区为亚洲地区，产能占全球总产能约50%；其次是西欧地区、北美地区。
目前，世界PC工业的发展呈现以下几个特点：一是生产更加集中和垄断，拜耳、SABIC、Styron、日本帝人以及三菱集团等公司控制着世界PC的生产与市场；二是亚洲发展迅速，中国、印度等国家和地区需求的不断增加，导致世界著名PC生产商均纷纷到亚洲投资建厂，亚洲已经成为世界PC生产发展的中心；三是生产朝着绿色环保方向发展，PC合金等新产品不断涌现。
未来5年，预计全球新增产能主要来自中国，因此，随着中国大量新建PC产能的投产，全球PC产能将进一步增长，将令全球供应过剩。
（2）需求
2013年全球PC市场仍显疲软，消费量在350万吨以上，同比增长约1.5%。主要的消费国家和地区有中国、美国、西欧和日本，4个地区消费量约占全球消费总量的将近70%。主要消费领域有电子电器、板材、交通领域、光盘、日用品、包装等领域。
2014年，北美和西欧地区的建筑和汽车市场正在复苏，刺激该地区的PC需求增长，全球PC业务正在慢慢恢复元气。北美主要的PC终端市场强劲复苏，其需求将获得巨大的增长动力。汽车市场占据北美PC需求26%的市场份额，而当前北美地区的汽车销售量正在攀升。此外，占据北美PC市场34%份额的建筑市场的前景也被业界看好。美国住宅销售量正在不断攀升，将推动电子电器和家用电器需求增长。2014年，西欧经济的逐步复苏将支持大多数下游领域需求增长，PC多数下游市场的需求也正在复苏，预计PC需求将逐步增长。随着发达国家及地区PC市场的复苏，预计未来5年全球PC需求将稳定增长。
3. 国内供应状况
中国PC的研制始于1958年，并于1965年实现工业化生产。先后有上海天原集团申聚化工厂、江苏常隆化工有限公司、重庆长风化工厂等从事生产，产品大部分自用。但由于装置规模小、技术水平落后、产品质量差、生产成本高，产品竞争力低，无法与国外产品相抗衡，这些企业装置目前均已关闭。
2005年之后，中国掀起PC的投资热潮。世界级PC生产商帝人和拜耳先后在中国投资建厂。2005年，帝人化成在浙江嘉兴独资建立了帝人聚碳酸酯有限公司，并投产5万吨/年生产装置，之后不断扩建，到2013年总产能达到14.7万吨/年。2006年11月，拜耳（上海）聚合物有限公司的10万吨/年PC项目建成投产，其第2套10万吨/年装置于2008年12月建成投产。
日本三菱化学在中国投资两个PC项目均于2012年投产。首先，中国石化与日本三菱化学公司合资新建了6万吨/年PC项目；第二个项目是日本三菱化学在上海独资成立的菱优工程塑料（上海）有限公司投资兴建8万吨/年项目。
截至2013年，中国PC产能为48.7万吨/年，产量约为20多万吨，受市场、技术和生产装置等因素，国内PC的开工率长期在50%左右波动。中国PC生产全部集中在外资和合资企业手中。
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序号 |
公司名称 |
产能/（万t/a） |
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1 |
中石化三菱化学聚碳酸酯（北京）有限公司 |
6.0 |
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2 |
拜耳（上海）聚合物有限公司 |
20.0 |
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3 |
帝人聚碳酸酯有限公司 |
14.7 |
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4 |
菱优工程塑料（上海）有限公司 |
8.0 |
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48.7 |
受国内PC强大需求的刺激和吸引，以及国家政策扶持和技术的深入探索，我国PC新建拟建项目较多。截至2014年6月，国内PC新建拟建项目主要有8个，预计未来5年我国PC将进入产能集中爆发期。
4. 国内进口状况
近年来，我国PC的进口量居高不下，而且逐年增长。2002年，我国PC进出口量为41.5万吨，2007年达到102.1万吨，2012年，达到137.5万吨。2013年随着消费量增长速度的放缓，进口量仅小幅增长，达到137.9万吨，同比增长仅0.4万吨。
我国PC最大进口来源地为韩国，进口量为31.4万吨，占总进口量的22.7%。其次为台湾省，进口量为23.4万吨，占总进口量的17.0%。之后依次为泰国、中国、美国、日本、沙特、新加波和荷兰等。与2012年相比，韩国和台湾省的进口量均有小幅增长。
我国PC最大的进口地区是广东省，进口量为71.2万吨，占国内进口量的51.6%。其次是上海市和浙江省，进口量分别为26.3万吨和15.3万吨，分别占总进口量的19.1%和11.1%。之后依次为江苏省、天津市、福建省等，进口量均在10万吨以下。
5. 国内消费状况
2008～2013年，受全球经济低迷影响，西欧、北美和日本等主要PC消费地区及国家的需求有所减弱，但我国PC消费量仍快速增长，年均增长率达到约10%。2013年，我国PC消费量约在140万吨以上。
目前，我国PC主要应用于电子电器、建筑板材、汽车、包装、光盘等行业。20世纪90年代末期以来我国PC的需求由原来的纺织业用沙管转向电子电器、光盘、建筑、汽车工业等领域，需求量急剧增长。2000～2008年我国PC市场快速增长，主要是电子电器产品、建筑板材、光盘及非一次性饮用水桶和食品容器需求拉动。2008～2013年，我国PC消费与以前相比趋向多元化发展，且消费行业结构比重出现了较大的转变，其中光盘行业消费占比缩小明显，电子电器、阳光板材、汽车工业、包装方面消费占比有所增长，多元化发展新增了其他新兴应用行业，如医疗、眼镜、光学用镜、PC膜等行业的消费。
（1）电子电器
在中国，PC最大的应用领域是制造电子电器气配件，以及一些电子设备的外壳及装饰面、机箱、支架等；此外，还用于一些家用电器如吹风机、咖啡壶、微波炉、吸尘器、冰箱等产品的零部件及配套用具等，以及电动工具如电锯、电钻、除草机等设备的外壳及配件等；另外，一些高档的相机和数码相机的机身材料、手表等零部件也采用PC产品。同时，以超薄型电视为主的数字家电液晶显示用高性能薄膜，以及数码相机、笔记本电脑、手机的壳体材料和液晶盘对PC的需求量日益增长，尤其是3G的实施使多媒体手机产生颠覆性创新，极大地刺激消费增长，这些均是该领域消费进一步增长的推动力。
（2）建筑板材
PC板材具有良好的透光性、抗冲击性、耐紫外线辐射和尺寸稳定性，以及良好的成型加工性能，比传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势，是近年来建筑装饰行业理想的采光材料之一。PC板材的隔热性能比玻璃高25%，抗冲击强度是玻璃的250倍，而重量仅为玻璃的1/2。近年来PC板材在各种形状的大面积采光屋顶、楼梯护栏及高层建筑采光设施等领域广泛应用。
（3）汽车工业
现代汽车制造追求轻型、美观、安全、环保和节能，PC材料以其质量轻、强度高等特点，日益受到汽车行业的青睐。用PC制成的汽车零部件具有重量轻、成本低、造型美观、节约能源、保护环境、抗冲击性好和韧性好等优点。汽车零件树脂化已成为汽车工业发展的趋势，大幅带动了PC在汽车工业方面的应用。
PC在汽车行业主要用于汽车的照明系统、仪表板、除霜器及保险杠等领域。在汽车照明系统中，目前所有车型几乎全部采用抗冲击性和透光性良好的PC材料，并且充分利用其易成型加工的特性，将车灯头部、连接片和灯体等全部模塑在透镜中，设计灵活性大，便于加工，是玻璃无法替代的。近年来，PC在汽车领域的应用开始由照明系统、合金材料等内外装饰向消音、减震等吸收材料发展，进而扩展到敞篷车顶、后车窗、天窗等部件。汽车工业主要应用纯树脂、PC/ABS合金及PC/聚酯合金。
（4）包装
在包装方面，PC主要用于生产非一次性饮用水桶、饮料瓶、水瓶、婴儿奶瓶、食品包装盒等。PC在包装领域消费量最大的市场是20L左右的大水桶。由于质量轻、抗冲击和透明性好，用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明，PC瓶在很多场合已取代玻璃瓶。近十年以来，伴随我国水污染以及当前城市化加剧，人口激增，城市经济发展，人们对生活质量尤其是饮水质量的要求日益严格起来，由此也为PC桶的发展带来契机。然而，受双酚A法案和禁令的影响，PC在奶瓶、水杯、包装盒等市场的需求萎缩。
（5）光盘
PC以其优良的性能成为世界光盘制造业的主要原料，只读类光盘VCD、CD、DVD、CD-ROM、DVD-ROM，可录类光盘CD-R、DVD-R等多种格式光盘绝大部分都是用PC生产。由于中国复制产业特殊的优势（劳动力便宜、加工成本低），已在全球复制产业中占有一席之地。据了解中国光盘的产能占全球光盘市场总量的1/5左右，已成为全球光盘复制加工生产基地。
但是，随着科学技术的快速发展，光盘行业正面临危机和挑战。近年来，随着闪存技术和网络技术的快速进步，空白光盘作为便携存储工具的功能已弱化，光盘很大一部分市场正被容量大、体积小、便于携带的存储媒体所替代。总体来说，中国及全球光盘业的发展趋势是：VCD、CD类光盘的产量和需求量不断下降，由于CD-R市场快速萎缩加上毛利极低，国内光盘片业者纷纷转进DVD光盘片生产，目前大部分的光碟生产商已经将部分CD-R产能转到可刻录DVD碟上去，而且预计将来也不会再扩大CD-R的产量；DVD类光盘的产量和需求量将低速增长；蓝光光盘将以较快的速度发展，但由于基数小，其对整个光盘业的产量和需求量影响不大。
（6）其他
PC因具有优异的性能和合金的独特优点及加工性，其应用领域正不断开拓。在其他领域的应用主要有医疗设备、纺织业用纱管、光学透镜、眼镜、日用品、机械、航空航天等。医疗设备包括医用设备部件、医用托盘、手推车、采血容器。PC产品由于具有较高的抗冲击强度、透明度高和耐高温性能在该领域的应用不断增加，虽然丙烯酸树脂和聚酯树脂的透明度也较高，并在某些应用上可与PC树脂展开竞争，但是优良的透明度仍然决定了PC在该领域有独一无二的地位。
PC在纺织行业中主要用于纺织纱管，由于PC使用温度高达140℃，经煮沸不变形、不开裂，因此可大大提高重复使用率。此外，在光学透镜领域，采用光学级PC制作的光学透镜不仅可用于照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等，还可用于电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜，以及各种棱镜、多面反射镜等诸多办公设备和家电领域，还可以作为儿童眼镜、太阳镜和安全镜和成人眼镜的镜片材料等。PC在航空、航天领域，可以制备飞机和航天器中的部件。
6. 结语
2008～2013年，中国PC产能年均增长8.8%，产量年均增长率11.2%，表观消费量年均增长9.9%。近5年，随着中国PC消费量快速增长，供应缺口不断扩大，2013年达到117万吨，不过，因产量增速快于表观消费量增速，国内自给率有所提高。2013年我国PC的对外依存度仍约80%，是一种进口主导型产品。未来5年，随着中国新增PC产能的释放，国内供应能力将大大增强，产量将快速增长。随着中国经济的不断发展，汽车工业、电子电器、建筑、非一次性饮用水桶等行业将拉动PC的需求稳定增长，但增速低于前5年。预计，2018年，中国PC市场缺口将继续保持高位，但对外依存度有所下降，供不应求的局面依然严峻。
