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我国化工新材料的现状及发展重点
作者:王翊民 发表时间:2014年05月26日

  我国化工新材料产业发展现状与问题

  化工新材料定义:通过化学合成的手段生产的新材料,以及以化工新材料为基础通过二次加工生产的复合材料。

  化工新材料产品是国家重要的战略物资,国际上长期对我国化工新材料的关键产品和生产核心技术采取禁运和封锁的政策。化工新材料相关产品明确列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中基础原材料主题:重点研究开发满足国民经济基础产业发展需求的高性能复合材料及大型、超大型复合结构部件的制备技术,高性能工程塑料,轻质高强金属和无机非金属结构材料,高纯材料,稀土材料,石油化工、精细化工及催化、分离材料,轻纺材料及应用技术,具有环保和健康功能的绿色材料。发展化工新材料产业不仅可支撑下游相关产业的发展,提高下游相关产品的性能,而且对促进化工行业自身的节能降耗、治污减排、降低单位产值碳排放量都具有重要意义。

  由于下游行业的带动,我国化工新材料已经成为世界最活跃的市场。据测算估计,2010年市场规模达3300亿元人民币。但是化工新材料制备技术难度大,我国虽早已展开研究,但是在各个领域都尚未完全满足国内需求,尤其在高端领域严重依赖进口产品。

  我国化工新材料产业经过“十一五”时期发展,现已开发出十几个门类的众多产品,已初步形成一个新兴的化工产业门类。2010年全行业总产值约为2000亿元人民币,企业和科研单位数量达2000家,从业人员在100万左右。化工新材料各个领域主要品种我国均有生产,所有的小品种均开始着手进行了研究,部分产品产量已位居世界前列,并开始有少量出口,我国已逐步成为世界化工新材料生产大国。

  虽然我国化工新材料产业也取得了一定的进步,但由于起步较晚,工业基础薄弱,与发达国家相比差距明显,我国化工新材料领域产业化核心技术水平较发达国家落后10~15年。目前化工新材料仍然是我国石化行业中为数不多的因技术问题无法满足国内需求的行业之一。行业目前存在的主要问题是:产品品种少、生产规模小,不能满足市场需求;创新能力弱、缺乏核心技术,工程转化能力不强、应用技术落后、制约了行业发展;部分产品盲目投资、造成大量资金浪费,资源紧张。由于涉及国家重大安全,化工新材料核心技术甚至关键产品都无法依靠购买获得,因此只能依靠自主创新,实现产业化生产,才能打破国外对我国的封锁,满足国民经济的需求。

  “十二五”产业发展面临的形势

  “十二五”期间,国际金融危机对全球经济的影响远未消除,世界经济复苏的基础仍然比较脆弱,发达国家失业率仍居高不下。原油等国际大宗商品价格大幅上涨将推高企业成本,阻碍经济复苏的进程;世界贸易保护主义抬头,汇率纷争愈演愈烈也加剧了国际经济回升的困难程度。面对金融危机对实体经济的重创,世界各国都在调整其产业结构,加大科技创新的力度,大力发展新兴产业,以占领未来经济发展的制高点。同时,新能源革命、低碳经济的发展呼声日起,也对未来经济的发展方式提出了新的要求。在经济全球化的大背景下,发达国家越来越倾向于通过提高技术、环保等壁垒打击他国产品的准入,提高自身的竞争力,这也必将对未来产业竞争格局产生影响。

  美国持续实施的宽松货币政策导致美元严重过剩,对各主要国家货币持续贬值,并将推动国际以美元计价的大宗商品价格长期维持高位运行,客观上加大国内物价稳定的压力以及人民币升值的压力,对未来中国出口形成不利影响。

  国内来看,尽管同样受到金融危机的冲击,但是在国家一揽子经济刺激政策作用下,经济已呈现良好的回升势头。受持续宽松的财政政策和货币政策影响,国内通胀压力较大,而国际能源、原材料价格攀升也同样给国内经济复苏以及稳定物价带来阴影。但是,中国目前正处于城市化的中期阶段,市场前景广阔,不断深入的经济体制改革和逐渐完善的社会保障体系也将为经济注入新的活力,预计“十二五”期间我国经济仍将保持7%~7.5%左右的较快增长速度,将继续拉动化工新材料行业的快速发展。

  “十二五”经济发展将更重视质的提升,经济发展方式转变将成为经济工作的核心。随着国内经济增长方式的转变、战略性新兴产业的发展、节能减排工作的大力推进,国民经济结构将出现新的变化。我国石油和化学工业传统的产业格局面临调整和升级,节能、环保等约束性指标给企业带来较大压力的同时,也将推动行业发展水平实现新的提升。化工新材料产业在“十一五”基本完成了量的积累的基础上,“十二五”将重点围绕加快结构调整,提高经济增长质量而努力。

  “十二五”产业发展的总体思路与目标

  通过自主创新、集成创新、协同创新、引进消化吸收再创新等方式,紧紧围绕国民经济发展、国家重大战略任务和相关行业及尖端科技领域对化工新材料的重大需求,发展新品种,大力培育一批化工新材料产业,扩大化工新材料产业规模;以自主创新为主线,重点突破八大类化工新材料的共性与核心技术,掌握工程化关键技术,获得一批具有自主知识产权的专利成果,形成一批拥有自主知识产权和较强市场竞争力的化工新材料产业集群。“十二五”期间,化工新材料产业的总体发展目标:2015年我国化工新材料产业的产值达到约4740亿元,年均增长率约为18.8%。重点企业研发投入占销售收入比例达到5%。搭建3~5个发展方向鲜明的产学研用协同创新联盟,建立5~6家国家工程实验室和1~2家国家工程研究中心;行业整体技术水平与发达国家的差距缩小到10年左右,达到本世纪初的国际先进水平,力争3~4项化工新材料产业化技术达到国际领先水平,拥有一批具有自主知识产权的核心技术。打造2~3个创新能力强、具有核心竞争力、化工新材料销售收入超过100亿元的综合性龙头企业,培育10个化工新材料销售收入超过30亿元的专业性骨干企业,建成若干主业突出、产业配套齐全、年产值超过200亿元的化工新材料产业基地和产业集群。实现高性能碳纤维、高性能芳纶、反渗透和纳滤膜材料、丁基及卤化丁基橡胶、顺式和反式异戊橡胶、聚碳酸酯、有机氟硅特种单体等关键品种产业化、规模化。

  化工新材料产业发展重点

  经过调研,我们按行业归纳以下技术将是化工新材料领域“十二五”期间的发展重点,其涉及的产品都是国内严重缺乏,长期依赖进口的产品,且具有较好的研究基础,有望在“十二五”期间取得产业化技术突破的重点产品。

  功能膜材料

  在功能膜全领域形成完备的、规模化的膜与膜组件的生产技术与生产能力,膜性能达到国际先进水平。重点发展超低压、抗污染、抗氧化反渗透膜及海水淡化用高压反渗透膜、微孔滤膜(纳滤、超滤和微滤);进一步提高气体分离膜和组件的产能和产品性能;推进医用膜的开发和产业化,重点提高血液透析膜性能;推进建筑玻璃节能用纳米复合膜的产业化,实现低成本化,替代国外进口;发展太阳能电池膜和平板显示薄膜;开发与膜配套的专用设备,促进多功能膜产业链的形成。

  大力推进功能膜材料在国民经济各领域的推广应用,建设示范性膜法处理工程。包括推广反渗透法海水和苦咸水淡化技术,在市政供水领域加快推进膜法处理技术,废水资源化技术、工业节水技术等。

  工程塑料

  积极推广应用具有自主知识产权的聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚芳醚树脂系列产品;提高聚苯醚、聚甲醛和热塑性聚酯(PET/PBT)等产品质量,增加产品种类;加强功能化、专用化工程塑料新产品及其应用研究;进一步推动聚碳酸酯、长碳链聚酰胺、耐高温聚酰胺、液晶聚合物(LCP)的研制与开发;加快树脂共混、改性及合金化进程,鼓励发展环保型改性技术尤其是不含重金属的改性技术、无卤阻燃技术和产品。

  合成橡胶

  加快丁基橡胶(特别是卤化丁基橡胶)、乙丙橡胶和异戊橡胶工业化技术、设备开发;加快丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶等特种橡胶的开发和生产;大力增加国内市场占有率较高的丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶的新产品、新牌号,特别是有利于节能、环保等性能的牌号;解决国内乳聚丁苯橡胶环保橡胶填充油供应,实现低多芳含量丁苯充油橡胶商业化生产;发展苯乙烯类嵌段共聚橡胶SIS和SEBS等产品,增加专用产品比例;大力发展合成橡胶新产品,推进节能型溶聚丁苯橡胶应用,加快稀土顺丁橡胶产业化,开展反式异戊二烯橡胶的应用,增加粉末橡胶、液体橡胶等专用品种和产量。

  有机氟硅材料

  有机硅:控制总量,限制10万吨/年以下的单体项目建设。提高有机硅单体生产技术水平和产品质量,加快下游产品的发展和加工应用,加快核心技术开发,推进产业化进程,重点是甲基苯基二氯硅烷及其四环体产业化技术研究开发;功能性有机硅橡胶产业化技术和产品开发,特别是耐高温硅橡胶、单组份加成型液体硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、特种硅橡胶生胶及制品等的开发及生产;直接法合成烷氧基硅烷先进生产技术及硅烷偶联剂新品种的开发;有机硅/有机改性材料大规模产业化技术的开发;多晶硅工业副产四氯化硅综合利用关键技术开发;硅油制备新工艺及系列产品开发;硅树脂新品种,新技术开发。

  有机氟:推进系列含氟特种单体的开发及产业化,加快高性能聚四氟乙烯、可熔融性氟树脂(尤其是F46和F40等含氟聚合物)、含氟膜材料生产及加工应用技术开发。鼓励耐低温氟橡胶、汽车专用氟橡胶及预混炼混炼胶新品种的开发。鼓励氟碳涂料的开发,解决高端涂料级聚偏氟乙烯(PVDF)工业放大问题。鼓励杂环类、脂肪族含氟中间体和液晶、平板显示类含氟中间体,以及低毒含氟农药、含氟医药中间体向高附加值方向发展。鼓励含氟电子化学品、新能源含氟材料的开发。

  生物降解塑料

  重点发展方向:包装塑料及其制品、日用塑料和医用塑料及其制品,其次是农业、建筑、工业配套用塑料及其制品。重点发展完全生物降解塑料,包括聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、脂肪族芳香共聚酯(PBAT)、聚对二氧环己酮(PPDO)、聚乙烯醇(PVA)、聚己内酯(PCL)等,以及基于天然产物淀粉、纤维素、甲壳素等衍生物的生物降解塑料等,并大力开发上述生物降解塑料的应用工作。

  其中重点突出于国内具有一定优势和拥有自主知识产权的品种,主要是PPC、PHA、PBS/PBAT、PLA、PPDO,其次是PVA、PCL和基于天然产物淀粉、纤维素、甲壳素等衍生物的生物降解塑料。

  特种纤维及其复合材料

  大力发展以碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚纤维等特种纤维及其以其为骨架材料的树脂基复合材料。尽快掌握碳纤维原丝生产、碳化等关键技术,攻克T700以上高强度高模量碳纤维生产工艺技术;提高树脂基材环氧树脂的质量;加强应用研究,尤其是复合材料在航空、航天、工业领域的应用。

  工程型热塑性弹性体

  扩大动态硫化橡胶(TPV)生产规模,大力推进其高附加值品种的开发,实现聚烯烃弹性体(POE)规模化生产;高耐热苯乙烯嵌段共聚物(TPS)、高耐热热塑性聚氨酯(TPU)和熔纺氨纶用TPU切片实现国产化,填补国内空白。

  建立功能化热塑性弹性体(TPE)产业化示范:实现特种功能TPE的国产化,如具有阻隔性能、阻燃性能、低吸潮性、等功能特性的热塑性弹性体。突破新型TPE制备技术:突破液晶型TPE、生物基TPE、生物可降解TPE的实验室技术。

  无机化工新材料

  着力培育锂盐等化工新材料,重点发展无机纳米粉体材料、无机功能性新材料、无机有机复合材料;把副产资源综合利用、循环利用作为行业发展的方向,鼓励不同行业间的联合,通过淘汰落后、兼并重组、资产整合,减少企业数量,提高产业集中度,培育一批销售过百亿的大型骨干企业。

  作者单位:石化联合会科技部

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