劉曉丹

環(huán)保增塑劑三乙二醇二乙基己酸酯的研究現(xiàn)狀

劉曉丹

（沈陽(yáng)張明化工有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

介紹了環(huán)保增塑劑三乙二醇二乙基己酸酯產(chǎn)品性能、研究現(xiàn)狀以及上下游發(fā)展情況，并分析了三乙二醇二乙基己酸酯在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，最后對(duì)三乙二醇二乙基己酸酯未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

增塑劑；前景；發(fā)展；競(jìng)爭(zhēng)力

隨著工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，增塑劑的產(chǎn)量逐年增加，尤其是可代替鄰苯類(lèi)的環(huán)保型增塑劑呈現(xiàn)出井噴式增長(zhǎng)［1-13］。三乙二醇二乙基己酸酯（3GO）又稱(chēng)為三甘醇二異辛酸酯，是一種溶劑型耐寒增塑劑［14-16］，被廣泛用于聚乙烯醇縮丁醛安全膜（PVB）、合成橡膠、乙烯基樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙基纖維素、工業(yè)涂布涂層、密封材料、丁二烯-丙烯晴類(lèi)耐油合成橡膠等材料中，該產(chǎn)品是目前聚乙烯醇縮丁醛安全膜和合成橡膠的最佳特效增塑劑，能使之產(chǎn)生極佳的低溫性能和低揮發(fā)性。

三乙二醇二乙基己酸酯的生產(chǎn)工藝主要分為兩步法：第一步是三乙二醇（三甘醇）和二乙基己酸（異辛酸）在催化劑的作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)生成三乙二醇單二乙基己酸酯；第二步是三乙二醇單二乙基己酸酯和二乙基己酸（異辛酸）在催化劑的作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)脫水生成三乙二醇二乙基己酸酯。

韋曉竹［17］等采用硫酸、磷酸作為催化劑，研究了三甘醇二異辛酸酯的最佳合成工藝條件，并探討了固體超強(qiáng)酸催化劑的催化效果；傅俊紅等采用異辛酸、三甘醇作為原料，固體酸作為催化劑，催化合成增塑劑三甘醇二異辛酸酯，并考察了催化劑用量、反應(yīng)溫度對(duì)催化反應(yīng)的影響。圖1為三甘醇二異辛酸酯的合成工藝流程圖和反應(yīng)方程式。

圖1 三甘醇二異辛酸酯（3GO）工藝流程

反應(yīng)方程式如下：

2C7H15COOH＋HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH

→C22H42O6＋2H2O； （1）

C7H15COOH＋NaOH→C7H15COONa＋H2O。（2）

三甘醇二異辛酸酯的主要下游是生產(chǎn)PVB安全膜的生產(chǎn)廠(chǎng)家［18-19］。汽車(chē)工業(yè)和建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)了車(chē)用夾膠安全玻璃和高層建筑夾膠玻璃的迅猛發(fā)展［20］。與此同時(shí)，2016年住建部發(fā)布了《建筑安全玻璃使用規(guī)范》相關(guān)文件，提出高層建筑必須使用雙層夾膜鋼化玻璃或中空玻璃［21］。因此在政策和市場(chǎng)雙重推動(dòng)下，促使下游市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)張，預(yù)計(jì)未來(lái)3年夾膠玻璃的需求量會(huì)出現(xiàn)井噴式的增長(zhǎng)，而作為夾膠膜的特效增塑劑三甘醇二異辛酸酯需求量也將隨之出現(xiàn)快速增長(zhǎng)［22-23］。

1 上下游發(fā)展情況

1.1 上游發(fā)展情況

三甘醇二異辛酸酯產(chǎn)品的主要原料是異辛酸和三乙二醇，近兩年因?yàn)楫愋了嵯掠蔚募眲U(kuò)張，促使異辛酸發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，目前應(yīng)用在異辛酸酯類(lèi)產(chǎn)品的異辛酸占比約在40%左右，并以年均20%左右的速度高速增長(zhǎng)。異辛酸是筆者公司自有產(chǎn)品，年生產(chǎn)量在3萬(wàn)t，生產(chǎn)三甘醇二異辛酸酯所需異辛酸3 350 t·a-1，公司能夠保證充足的原料。三乙二醇是乙烯煉化得來(lái)的產(chǎn)物，其價(jià)格與原油的價(jià)格存在較高的關(guān)聯(lián)度，近期三乙二醇市場(chǎng)比較平穩(wěn)。供應(yīng)變化對(duì)市場(chǎng)預(yù)期影響不大，三乙二醇的生產(chǎn)廠(chǎng)家主要有大連恒力石化、Sabic、北方華錦、三江石化、日本觸媒、福建聯(lián)合等大型煉化企業(yè)，生產(chǎn)總量在10 000 t·a-1，筆者公司生產(chǎn)三甘醇二異辛酸酯所需的三乙二醇需要1 650 t·a-1，三乙二醇市場(chǎng)原料供應(yīng)充足，完全能滿(mǎn)足公司需求，無(wú)需擔(dān)憂(yōu)原料的供應(yīng)情況。

1.2 下游發(fā)展情況

汽車(chē)工業(yè)和建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)了車(chē)用夾膠安全玻璃和高層建筑夾膠玻璃的迅猛發(fā)展。與此同時(shí)，2016年住建部發(fā)布了《建筑安全玻璃使用規(guī)范》相關(guān)文件，提出高層建筑必須使用雙層夾膜鋼化玻璃或中空玻璃。因此在政策和市場(chǎng)雙重推動(dòng)下，預(yù)計(jì)未來(lái)3年夾膠玻璃的需求量會(huì)出現(xiàn)井噴式的增長(zhǎng)，而作為夾膠膜的特效增塑劑三甘醇二異辛酸酯也將隨之出現(xiàn)快速增長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)已有10多家大型的PVB廠(chǎng)商，主要的廠(chǎng)家有江蘇澳天力、浙江德斯泰、吉林吉諾、齊魯乙烯等，2019年國(guó)內(nèi)預(yù)計(jì)需求量大概為70 000 t，有33 000 t的缺口，依然需要依賴(lài)進(jìn)口，總之三甘醇二異辛酸酯的下游發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，而且每年會(huì)以40%的速度增長(zhǎng)。表1為國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三甘醇二異辛酸酯的理化指標(biāo)。

表1 三甘醇二異辛酸酯的理化指標(biāo)

目前，國(guó)內(nèi)張明化工生產(chǎn)的三甘醇二異辛酸酯鉑鈷比色≤10，酸值≤0.1 mgKOH·g-1，純度≥98.5%，產(chǎn)品性能指標(biāo)超過(guò)德國(guó)產(chǎn)品指標(biāo)，技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平。

2 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力及優(yōu)勢(shì)

2.1 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力及優(yōu)勢(shì)

目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)三甘醇二異辛酸酯的廠(chǎng)家主要有蘭溪萬(wàn)盛達(dá)、無(wú)錫偉峰、晨陽(yáng)生物、青島昊成，其中蘭溪萬(wàn)盛達(dá)年生產(chǎn)能力約8 000 t，無(wú)錫偉峰生產(chǎn)能力約7 000 t·a-1，晨陽(yáng)生物生產(chǎn)能力約5 000 t·a-1，青島昊成生產(chǎn)能力約5 000 t·a-1，其他小廠(chǎng)的生產(chǎn)能力在12 000 t·a-1，總共生產(chǎn)量達(dá)到37 000 t·a-1。2019年國(guó)內(nèi)需求量大概為70 000 t，有33 000 t的缺口，依然需要依賴(lài)進(jìn)口。該項(xiàng)目計(jì)劃達(dá)產(chǎn)5 000 t·a-1，達(dá)產(chǎn)時(shí)的市場(chǎng)占有率為7.14%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供給量尚不能滿(mǎn)足眾多客戶(hù)需求，因此彼此之間競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較小。

此外，該產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，純度達(dá)到99%以上，性能指標(biāo)在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先并達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。所售產(chǎn)品定價(jià)為每噸30 000.00元（稅價(jià)），其他廠(chǎng)家的產(chǎn)品純度為98.5%以上，售價(jià)在30 000元（稅價(jià)）左右，相比而言，該產(chǎn)品具有較高的性?xún)r(jià)比。目前，已有10多家國(guó)內(nèi)大型的PVB廠(chǎng)商預(yù)和筆者公司合作，主要的廠(chǎng)家有江蘇澳天力、浙江德斯泰、吉林吉諾、齊魯乙烯等。

2.2 國(guó)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力及競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

2018年，全球?qū)θ蚀级愋了狨サ哪晷枨罅繛?50 000 t，2019年達(dá)到180 000 t，增速達(dá)到20%。隨著工業(yè)、建筑業(yè)、塑料行業(yè)的快速發(fā)展以及人類(lèi)安全意識(shí)的提升，加快了汽車(chē)安全玻璃、高層建筑玻璃幕墻以及環(huán)保塑料產(chǎn)業(yè)的壯大，國(guó)外對(duì)該產(chǎn)品的需求將保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。

該產(chǎn)品所售產(chǎn)品定價(jià)為每噸30 000.00元（稅價(jià)），而國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的銷(xiāo)售價(jià)格為每噸 32 000～33 000元，同時(shí)產(chǎn)品性能指標(biāo)超過(guò)德國(guó)產(chǎn)品指標(biāo)，處于國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。項(xiàng)目產(chǎn)品優(yōu)越的性?xún)r(jià)比，使其在國(guó)外市場(chǎng)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)完全可替代進(jìn)口產(chǎn)品。目前，國(guó)際上最大的PVB生產(chǎn)廠(chǎng)家日本積水已經(jīng)試用了筆者公司的產(chǎn)品，正與公司洽談未來(lái)的合作，完全可以實(shí)現(xiàn)出口。表2 為該產(chǎn)品與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品性能指標(biāo)以及銷(xiāo)售價(jià)格對(duì)比。

表2 國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品性能指標(biāo)和銷(xiāo)售價(jià)格對(duì)比

3 展 望

三甘醇二異辛酸酯（3GO）是一種不含苯環(huán)且無(wú)害、價(jià)廉、助劑效果好的新型環(huán)保增塑劑，可以作為傳統(tǒng)增塑劑的替代材料，提升塑料相關(guān)制品的安全性。

汽車(chē)工業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)也提高了交通事故發(fā)生的概率，每年因汽車(chē)玻璃碎片導(dǎo)致傷亡的人數(shù)不少于27萬(wàn)人，促使國(guó)家對(duì)汽車(chē)玻璃的性能提出了更高的要求。三甘醇二異辛酸（3GO）是環(huán)保型耐寒增塑劑，是制造汽車(chē)安全玻璃夾膜的主要原料，其規(guī)?；a(chǎn)可以促使汽車(chē)安全玻璃的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，大大提高了國(guó)民的安全保障。此外，三甘醇二異辛酸（3GO）也是高層建筑的玻璃幕墻功能性?shī)A膜的主要原料。傳統(tǒng)的幕墻主要為金屬材質(zhì)，視覺(jué)效果差；現(xiàn)如今大多數(shù)采用玻璃幕墻，透光性好、攜帶熱能高，具有保溫隔熱等多重功能，可以節(jié)省大量的能源。

總之三甘醇二異辛酸酯市場(chǎng)前景廣闊，其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展存在著巨大的商機(jī)。

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Research Status of Environmental Protection Plasticizer Triethylene Glycol Diiso-Octanate

（Shenyang Zhangming Chemical Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110000, China）

Product performance and research status of environmental plasticizer triethylene glycol diisooctanoate were mainly introduced, as well as the development of upstream and downstream enterprises. The competitiveness of triethylene glycol diisooctanoate in the domestic and foreign markets was analyzed, finally the future development trend of triethylene glycol diisooctanoate was prospected.

Plasticizer; Prospects; Development

TQ414.2

A

1004-0935（2022）04-0493-03

沈陽(yáng)市2020年度中青年科技創(chuàng)新人才（或者轉(zhuǎn)化項(xiàng)目）計(jì)劃擬支持項(xiàng)目，醫(yī)藥中間體級(jí)異辛酸的高效制備工藝研究（項(xiàng)目編號(hào)：RC200508）。

2021-08-21

劉曉丹（1989-），女，遼寧省沈陽(yáng)市人，化工中級(jí)，研究生，2015年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工藝專(zhuān)業(yè)，研究方向：精細(xì)化工。