用途极广的绿色环保材料

  [中国石化报 2024-10-09]
  阅读提示：VAE（醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液）是一种高性能的水溶性乳液，因具有优良的综合性能，被广泛应用于建筑材料、纺织印染、造纸、涂料、胶黏剂、标签和密封材料等领域，是生活中随处可见、不可或缺的绿色精细化工产品。中国石化积极布局VAE产品的研发生产，不断巩固在国内市场中的优势。VAE产品为什么会成为市场追捧的“香饽饽”？具有哪些其他材料无法比拟的优势？本版为您揭秘。
  本版文字由黄瑾刘晶晶李德奎马林王莹赵书萱提供
  产品名片
  什么是VAE？
  VAE是由乙酸乙烯酯和乙烯为主要原料，与其他辅料通过乳液聚合工艺制得的一种高分子化合物，具有显著的环保属性和良好的黏结性能。
  EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚树脂）和VAE是乙烯与乙酸乙烯酯共聚物的不同类型。醋酸乙烯含量小于40％时为EVA树脂，产品柔韧；醋酸乙烯含量在40％～70％时为EVM（乙烯-醋酸乙烯弹性体），富有弹性；醋酸乙烯含量在70％～95％时为VAE乳液，外观呈乳白色。
  VAE是怎样生产出来的？
  VAE的生产工艺通常为半连续乳液聚合，将单体、引发剂、乳化剂、分散介质等加入反应釜中达到一定转化率后聚合而成。该工艺特点是聚合快、生产一批次产品用时短、生产效率高，生产转换便捷，适合多品种生产。
  VAE具有哪些特性？
  柔韧性：
  VAE分子链中引入乙烯作为内增塑剂，增加了高分子链的旋转自由度，保证了产品永久性柔软。
  耐酸碱性：
  VAE在弱酸和弱碱存在条件下均能够保持稳定性能，产品应用范围较广。
  耐紫外线老化：
  VAE聚合物具有内增塑性，避免了聚合物性能老化。因此，VAE乳液对紫外线有很好的稳定性，VAE成膜后也可以保持这一特点。
  良好的混溶性：
  VAE根据各种不同需要能与大多数添加剂、颜料和填料、高低分子水溶性聚合物混合，如分散剂、润湿剂、防冻剂、消泡剂、防腐剂、阻燃剂等，且不会发生凝聚。
  良好的成膜性：
  VAE乳液最低成膜温度一般低于5摄氏度，因此能够很好地成膜，皮膜对水滴有较好的阻隔性。
  良好的黏结性：
  对纤维、木材、纸张、塑料薄膜、铝箔、水泥、陶瓷等制品有很好的黏合作用。

  VAE可应用在哪些领域？

  防水涂料

  水性环保涂料

  胶黏剂基料
  VAE被广泛用于胶黏剂的基料。VAE具有广泛的黏结性能，除了能黏结木材、皮革、织物、纸张、水泥、混凝土、铝箔、镀锌钢板等材料，还能用作压敏胶和热封胶，而且对一些难以黏结的材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯等薄膜更是具备特有的黏结性。
  涂料基料
  VAE可以用作涂料的基料。以聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、VAE、丁苯乳液、丙苯乳液、醋苯乳液等为基料制造的涂料统称为乳胶漆。VAE乳胶漆可用作内外墙涂料、屋面防水涂料、防火涂料、防锈涂料。VAE乳胶漆涂膜耐起泡性好，耐老化不易龟裂，与多种基材有较好的附着力，安全无毒，使用方便。
  纸加工
  VAE可用于纸加工。VAE在纸加工中主要用于纸张浸渍、纸张涂层和纸浆添加，其特点是能够给多种纸张上光，增加纸的干湿强度、韧性、光泽度，提高色彩稳定性，降低油墨印刷消耗量，提高纸张档次。作为纸浆添加剂，VAE可以制作各类非石棉型垫片。VAE还可以用于特种纸加工，如用干法膨化造纸技术制作一次性使用的餐巾、面巾、尿布、卫生巾等。
  水泥改性剂
  水泥是建筑工程中应用最广泛的材料之一。但单纯的水泥制品存在容易龟裂和耐水性、抗冲击力、耐酸性差的缺点，在一定程度上影响了水泥的使用效果。VAE作为水泥改性剂有助于改善水泥制品的性能，增强水泥的柔韧性、耐水性和抗冲击性，同时提高其抗酸性能。通过添加VAE，可以改善水泥的质地和耐久性，从而提升其使用价值，能够更广泛地应用于建筑工程中。
  器材、家居用品制造
  太阳能电池板：VAE在太阳能电池板制造中被用作背板的关键材料，具有良好的电气绝缘性和耐候性，有助于保护电池元件。
  医疗器械：由于VAE生物相容性和低毒性，在医疗器械制造中得到应用，例如医用胶带和医疗包装。
  运动器材：运动器材制造中广泛使用VAE，例如制作运动护具、游泳浮板和健身器材，因其轻盈且能收到良好的缓冲效果。
  家居用品：VAE被用于制作家居用品，如地板垫、儿童玩具等，用品的舒适性和安全性受到广泛认可。

  VAE市场情况怎么样？

  川维化工VAE产品自动包装线。陈琳 摄

  目前，国内VAE乳液生产企业有川维化工、皖维集团、瓦克化学、塞拉尼斯等，产能110万吨/年，2025年预计达143万吨/年。
  国内市场供应大幅增加，但受产业链转移及房地产市场影响，消费量有所下降。华东地区作为VAE传统主力消费区域，需求暂时保持稳定，随着经济逐步恢复，需求将大幅增长，竞争也更加激烈，特别是在新品定制、物流效率、技术服务等方面。华南地区也是VAE的主力消费区域，辐射东南亚，后期需求呈增长趋势。华中和川渝地区之前对VAE需求量较小，但随着高质量发展和产业链转移，成渝经济圈和中部城市崛起，需求总量明显增长。同时，VAE国际市场需求也在不断增长。其中，东南亚地区作为潜力市场，随着国内VAE供应量增长，将成为国内分流VAE资源的主要地区。
  川维化工：产销研一体化打造绿色VAE品牌
  川维化工是VAE产品国际标准的第一起草单位，生产的VAE是中国石化首个获得中国石油和化学工业联合会“石油和化工行业绿色产品”证书的绿色产品，并连续21年获得“中国环境标志产品”认证。1~8月，该公司生产的VAE产品销量实现历史性突破，继续保持国内市场占有率第一。
  开发多元化产品
  川维化工依托自有研究院VAE研发团队，实施多品种、差异化、绿色化、精细化产品开发。目前，川维化工VAE产能与产能建设初期相比增长了8倍，产品品种由6个发展为20多个，形成成熟的自有VAE生产技术。
  川维化工持续推进科技创新，经过200多次小试和16次工业化试验，不断对标达标、优化工艺、专项攻关，终于在今年初自主研发生产出能同时满足稳定性、高强度、耐水性三项综合性苛刻要求的VAE新品，可应用于建筑物、房屋厨卫等的防水涂料中，实现了高端产品国产化替代，填补了国内空白。
  布局高端市场
  川维化工在客户开发方面，针对行业规模客户制定大客户开发策略，与行业龙头客户进行战略合作；在应用领域方面，将目标领域定位在建筑、家具、包装、复合和高端黏合剂等，并在新装置投产前做好产品品种储备；在物流仓储方面，为不同需求的客户提供吨桶、液袋等多种包装方式供选择。
  此外，该公司还根据海外客户对VAE产品的需求，采用200公斤产品包装桶和20吨集装箱运输方式，为客户单独备货，满足差异化需求。
  做强做大VAE产业
  川维化工聚焦精细化工和新材料发展方向，致力于把绿色环保的高端新材料优势产品做大做强。2021年，6万吨/年VAE技术升级项目投产，川维化工VAE产能实现跨越式增长。新装置建成首月即实现稳定生产、产品全产全销。正在建设中的6万吨/年VAE再扩能项目也将于今年底投产。投产后，川维化工VAE总产能将达18万吨/年，进一步巩固在国内市场的优势地位。
  燕山石化：加快高性能VAE国产化
  上世纪80年代，燕山石化有机化工厂引进第一套1.5万吨/年VAE乳液生产装置，成为国内首家生产VAE的厂家。2009年装置改造扩能后，燕山石化有机化工厂连续9年VAE产销量位居全国第一，市场占有率达19%。近年来，该装置持续高负荷运行，年产销量稳定在11万吨左右。
  胶粉是VAE重要的下游应用领域。近年来，燕山石化有机化工厂开发出BJ-809等高性能胶粉专用VAE产品。该产品经过喷雾干燥制成，遇水后可重新恢复为乳液状态，不影响正常使用，还可大幅降低VAE长距离运输和储存的成本。燕山石化胶粉销量约占国内胶粉总销量的23%，有力推动了高性能VAE国产化进程。
  目前，燕山石化有机化工厂拥有30余个牌号的VAE产品，广泛用于木材、纸张、织物、皮革、铝箔、混凝土、玻璃纤维、镀锌铁板等领域，新产品差异化率达34%，拥有下游客户50余家。
  化销国贸：VAE出口实现逆市增长
  1~9月，化销国贸VAE海外市场拓展取得重大进展，出口量同比增长57%，实现逆市增长。
  VAE属于环境友好型的精细化工品。近两年，国内VAE新增产能超过40万吨/年，面临产能过剩局面，急需开拓海外市场。由于VAE的保质期只有6个月，且对存储温度要求苛刻，加之海洋运输周期长，限制了海外市场开拓。为解决出口难题，化销国贸一方面联合生产企业将常规桶装改为集装箱液袋包装，提升价格竞争力；另一方面采用铁路、海路联运的方式，使交货时间平均缩短约10天。此外，该公司还充分利用海外营销网络，大力推销VAE产品。
  截至目前，中国石化的VAE产品已经出口至亚洲、欧洲、非洲、南美区域的20多个国家，出口品种10多个，并首次获得1200吨液袋订单，国际竞争力和国际声誉逐步增强。
  做大做强绿色环保的VAE产品
  嘉宾：川维化工研究院VAE研究室副主任刘晶晶
  中国石化在“十四五”规划中指出，未来要推进从化工原料向高端材料延伸，迈向价值链中高端。VAE产品属于环境友好型的新材料，符合中国石化绿色发展理念及新材料产业布局，符合国家《产业结构调整指导目录》中允许类的石化化工产业项目，是国家大力鼓励、支持发展的精细化、高附加值发展项目。
  在建筑和家装领域，VAE乳液可以提高材料的黏结强度、耐水性、柔韧性，使材料耐老化、不易龟裂，是内墙涂料、屋面防水、防火涂料的理想材料；在复合领域，其主要应用于纺织印花、无纺布、皮革复合、地毯和涂层等，安全无毒；在纸品涂层加工中，能够给多种纸张上光，增加纸的干湿强度、韧性、光泽度，提高色彩稳定性，降低油墨印刷消耗量，提高纸品档次。
  研发生产满足市场需求、绿色低碳的高附加值产品是行业的追求。随着科技不断进步，VAE产品的应用将会越来越广泛，成为各个领域不可或缺的绿色环保材料。下一步，中国石化将继续对标市场高端需求，开发更多绿色环保的高端新材料优势产品，满足人们对美好生活和绿色环保产品的需求。
  VAE产品市场需求将保持增长态势
  嘉宾：中国石化经济技术研究院赵睿
  我国是VAE产品应用大国。随着国内经济快速发展，国内各生产厂家积极开发VAE新产品，以提高产品附加值，拓展产品应用范围。特别是随着国家对建筑节能环保越来越重视，未来VAE产品的市场需求将保持增长态势。
  VAE产品传统消费市场主要集中在华东长三角、华南珠三角和华北环渤海地区及相邻的沿海一线，占国内VAE总消费量的90%以上。随着国家环保重视力度逐年加大及人口红利减少、人工成本逐年上升，产业呈现向“一带一路”沿线及中西部内陆地区转移的趋势。传统消费市场以产业升级为主，向集中满足中高端需求转型。
  VAE各应用领域的需求量也将增长。在胶黏剂领域油性转水性的大趋势下，随着VAE制造装备技术水平的提升，功能型改性VAE新品将大量面市。近年来，内外墙涂料净味、环保需求逐年上升，VAE基料建筑涂料新品增速加快，国内涂料行业VAE需求量稳定增长，胶粉出口需求量大幅增长。除了乳胶粉行业，VAE在黏合剂、内墙涂料、防水涂料和纺织品等领域的需求保持稳定增长。2030年，国内VAE产品需求预计将达130万吨。
  随着国内产业不断转型升级、国家对节能环保高度重视，VAE产品的应用领域也将不断扩大。同时，VAE企业生产能力不断增强，市场竞争将更加激烈。不断改进生产技术、降低成本、开发高端化和高性能产品，以及扩大出口，将是确保未来我国VAE产品健康稳步发展的重要方向。