1. Descripción básica de la industria:
Los éteres de celulosa no iónicos incluyen HPMC, HEC, MHEC, MC, HPC, etc., y se utilizan principalmente como agentes formadores de película, aglutinantes, dispersantes, agentes retenedores de agua, espesantes, emulsionantes y estabilizadores, etc., y se utilizan ampliamente. en muchos campos como revestimientos, materiales de construcción, productos químicos diarios, exploración de petróleo y gas, medicina, alimentos, textiles, fabricación de papel, etc., entre los cuales la mayor cantidad se encuentra en los campos de revestimientos y materiales de construcción.
Los éteres de celulosa iónicos son principalmente CMC y su producto modificado PAC. En comparación con los éteres de celulosa no iónicos, los éteres de celulosa iónicos tienen peor resistencia a la temperatura, resistencia a la sal y estabilidad, y su rendimiento se ve muy afectado por el mundo exterior. Y es fácil reaccionar con el Ca2+ contenido en algunos revestimientos y materiales de construcción para producir precipitación, por lo que se utiliza menos en el campo de los materiales y revestimientos de construcción. Sin embargo, debido a su buena solubilidad en agua, espesamiento, unión, formación de película, retención de humedad y estabilidad de dispersión, junto con una tecnología de producción madura y un costo de producción relativamente bajo, se utiliza principalmente en detergentes, exploración de petróleo y gas y aditivos alimentarios y otros campos. .
2. Historia del desarrollo de la industria:
① Historia del desarrollo de la industria del éter de celulosa no iónico: en 1905, se realizó la eterificación de la celulosa por primera vez en el mundo, utilizando sulfato de dimetilo y celulosa hinchada con álcali para la metilación. Los éteres de celulosa no iónicos fueron patentados por Lilienfeld en 1912, y Dreyfus (1914) y Leuchs (1920) obtuvieron éteres de celulosa solubles en agua y solubles en aceite, respectivamente. Hubert fabricó HEC en 1920. A principios de la década de 1920, se comercializó la carboximetilcelulosa en Alemania. De 1937 a 1938, Estados Unidos realizó la producción industrial de MC y HEC. Después de 1945, la producción de éter de celulosa se expandió rápidamente en Europa occidental, Estados Unidos y Japón. Después de casi cien años de desarrollo, el éter de celulosa no iónico se ha convertido en una materia prima química de uso común en el mundo.
Todavía existe una cierta brecha entre los países en desarrollo y los países desarrollados en términos del nivel del proceso de producción y los campos de aplicación de los productos de éteres de celulosa no iónicos. En términos de tecnología de producción, los países desarrollados como Europa, América del Norte y Japón tienen tecnologías y tecnologías relativamente maduras y producen principalmente productos de aplicaciones de alta gama, como recubrimientos, alimentos y medicamentos; Los países en desarrollo tienen una gran demanda de CMC y HPMC, y la tecnología es difícil. La producción principal es la producción de productos de éter de celulosa con requisitos relativamente bajos, y el campo de los materiales de construcción es el principal mercado consumidor.
En términos de campos de aplicación, los países desarrollados como Europa y Estados Unidos han formado una cadena industrial relativamente completa y madura para sus productos de éter de celulosa debido a factores como el inicio temprano y la fuerte fortaleza de I + D, y las aplicaciones posteriores cubren muchos campos del economía nacional; mientras que los países en desarrollo debido al corto tiempo de desarrollo de la industria del éter de celulosa, el ámbito de aplicación es menor que el de los países desarrollados. Sin embargo, con la mejora gradual del nivel de desarrollo económico de los países en desarrollo, la cadena industrial tiende a perfeccionarse y el ámbito de aplicación continúa ampliándose.
②Historia del desarrollo de la industria de HEC: HEC es una importante hidroxialquilcelulosa y un éter de celulosa soluble en agua con un gran volumen de producción en el mundo.
El uso de óxido de etileno líquido como agente de eterificación para preparar HEC ha creado un nuevo proceso para la producción de éter de celulosa. La tecnología central y la capacidad de producción relevantes se concentran principalmente en los grandes fabricantes de productos químicos en Europa, América, Japón y Corea del Sur. HEC en mi país fue desarrollado por primera vez en 1977 por el Instituto de Investigación Química de Wuxi y el producto Harbin Chemical No. Sin embargo, debido a factores como una tecnología relativamente atrasada y una mala estabilidad de la calidad del producto, no logró formar una competencia efectiva con los fabricantes internacionales. En los últimos años, los fabricantes nacionales como Yin Ying New Materials han superado gradualmente las barreras técnicas, han optimizado los procesos de producción, han formado capacidades de producción en masa para productos de calidad estable y han sido incluidos en el alcance de las adquisiciones de los fabricantes intermedios, promoviendo continuamente el proceso de fabricación nacional. sustitución.
3. Principales indicadores de desempeño y proceso de preparación de éter de celulosa no iónico:
(1) Principales indicadores de rendimiento del éter de celulosa no iónico: los principales indicadores de rendimiento de los productos de éter de celulosa no iónico son el grado de sustitución y la viscosidad, etc.
(2) Tecnología de preparación de éter de celulosa no iónico: en el proceso de producción de éter de celulosa, tanto la celulosa cruda como el éter de celulosa formado inicialmente se encuentran en un estado mixto multifásico. Debido al método de agitación, la proporción del material y la forma de la materia prima, etc. Teóricamente hablando, los éteres de celulosa obtenidos mediante reacciones heterogéneas son todos no homogéneos y existen diferencias en la posición, cantidad y pureza del producto de los grupos éter, es decir, el obtenido. Los éteres de celulosa se encuentran en diferentes cadenas macromoleculares de celulosa. El número y la distribución de las sustituciones en diferentes grupos de anillos de glucosa en la misma macromolécula de celulosa y C (2), C (3) y C (6) en cada grupo de anillos de celulosa son diferentes. Cómo resolver el problema de la sustitución desigual es la clave para el control del proceso en el proceso de producción de éter de celulosa.
En resumen, el tratamiento de materias primas, la alcalinización, la eterificación, el lavado de refinación y otros procesos en el proceso de producción de éter de celulosa no iónico tienen altos requisitos en cuanto a tecnología de preparación, control de procesos y equipos de producción; al mismo tiempo, la producción en masa de productos de alta calidad requiere una rica experiencia y capacidades de organización de producción eficientes.
4. Análisis del estado de las solicitudes de mercado:
En la actualidad, los productos HEC se utilizan principalmente en los campos de recubrimientos, productos químicos diarios y protección ambiental, pero dichos productos también se pueden usar en muchos otros campos, como alimentos, medicinas, exploración de petróleo y gas; Los productos MHEC se utilizan principalmente en el campo de los materiales de construcción.
(1)Campo de recubrimiento:
Los aditivos de recubrimiento son la aplicación más importante de los productos HEC. En comparación con otros éteres de celulosa no iónicos, el HEC tiene ventajas obvias como aditivo de recubrimiento: en primer lugar, el HEC tiene una buena estabilidad de almacenamiento, lo que puede mejorar eficazmente el ataque de bloqueo de las enzimas biológicas en las unidades de glucosa para mantener la estabilidad de la viscosidad y garantizar que el recubrimiento no aparecer delaminación después de un período de almacenamiento; en segundo lugar, la HEC tiene buena solubilidad, la HEC se puede disolver en agua fría o caliente y tiene un cierto tiempo de retraso de hidratación cuando se disuelve en agua fría y no provocará agrupaciones de gel, buena dispersabilidad y solubilidad; En tercer lugar, HEC tiene un buen desarrollo del color y buena miscibilidad con la mayoría de los colorantes, de modo que la pintura preparada tiene buena consistencia y estabilidad del color.
(2)Campo de materiales de construcción:
Aunque HEC puede cumplir con los requisitos de los aditivos de éter de celulosa en el campo de los materiales de construcción, debido a su alto costo de preparación y los requisitos relativamente bajos para las propiedades del producto y la trabajabilidad del mortero y la masilla en comparación con los recubrimientos, los materiales de construcción comunes a menudo eligen HPMC o MHEC. como principales aditivos de éter de celulosa. En comparación con HPMC, la estructura química de MHEC tiene más grupos hidrófilos, por lo que es más estable a altas temperaturas, es decir, tiene buena estabilidad térmica. Además, en comparación con el HPMC de grado material de construcción, tiene una temperatura de gel relativamente alta y su retención de agua y adhesión son más fuertes cuando se usa en ambientes de alta temperatura.
(3)Campo químico diario:
Los éteres de celulosa que se utilizan habitualmente en los productos químicos diarios son CMC y HEC. En comparación con CMC, HEC tiene ciertas ventajas en cuanto a cohesividad, resistencia a disolventes y estabilidad. Por ejemplo, el CMC se puede utilizar como adhesivo para productos químicos diarios comunes sin una fórmula de aditivo funcional especial. Sin embargo, la CMC aniónica es sensible a los iones de alta concentración, lo que reducirá el rendimiento adhesivo de la CMC, y el uso de CMC en productos químicos diarios funcionales especiales es limitado. El uso de HEC como aglutinante mejora el rendimiento del aglutinante contra iones de alta concentración, mejora en gran medida la estabilidad de almacenamiento de los productos químicos diarios y prolonga el tiempo de almacenamiento.
(4)Campo de protección del medio ambiente:
En la actualidad, los productos HEC se utilizan principalmente en adhesivos y otros campos de productos portadores cerámicos en forma de panal. El soporte cerámico alveolar se utiliza principalmente en el sistema de postratamiento de gases de escape de motores de combustión interna, como automóviles y barcos, y desempeña la función de tratamiento de gases de escape para cumplir con los estándares de emisiones.
5. Situación actual del mercado nacional y extranjero:
(1)Descripción general del mercado mundial de éter de celulosa no iónico:
Desde la perspectiva de la distribución de la capacidad de producción global, el 43% de la producción total mundial de éter de celulosa en 2018 provino de Asia (China representó el 79% de la producción asiática), Europa Occidental representó el 36% y América del Norte representó el 8%. Desde la perspectiva de la demanda mundial de éter de celulosa, el consumo mundial de éter de celulosa en 2018 fue de aproximadamente 1,1 millones de toneladas. De 2018 a 2023, el consumo de éter de celulosa crecerá a una tasa media anual del 2,9%.
Casi la mitad del consumo total mundial de éter de celulosa es celulosa iónica (representada por CMC), que se utiliza principalmente en detergentes, aditivos para yacimientos petrolíferos y aditivos alimentarios; aproximadamente un tercio es metilcelulosa no iónica y sus sustancias derivadas (representadas por HPMC), y el sexto restante es hidroxietilcelulosa y sus derivados y otros éteres de celulosa. El crecimiento de la demanda de éteres de celulosa no iónicos se debe principalmente a aplicaciones en los campos de materiales de construcción, revestimientos, alimentos, medicinas y productos químicos de uso diario. Desde la perspectiva de la distribución regional del mercado de consumo, el mercado asiático es el mercado de más rápido crecimiento. De 2014 a 2019, la tasa de crecimiento anual compuesta de la demanda de éter de celulosa en Asia alcanzó el 8,24%. Entre ellos, la principal demanda en Asia proviene de China, que representa el 23% de la demanda mundial total.
(2)Descripción general del mercado nacional de éter de celulosa no iónico:
En China, los éteres de celulosa iónicos representados por CMC se desarrollaron antes, formando un proceso de producción relativamente maduro y una gran capacidad de producción. Según datos de IHS, los fabricantes chinos han ocupado casi la mitad de la capacidad de producción mundial de productos básicos de CMC. El desarrollo del éter de celulosa no iónico comenzó relativamente tarde en mi país, pero la velocidad de desarrollo es rápida.
Después de años de desarrollo, el mercado de éter de celulosa no iónico de China ha logrado grandes avances. En 2021, la capacidad de producción diseñada de HPMC para materiales de construcción alcanzará las 117.600 toneladas, la producción será de 104.300 toneladas y el volumen de ventas será de 97.500 toneladas. La gran escala industrial y las ventajas de localización básicamente han logrado la sustitución interna. Sin embargo, para los productos HEC, debido al inicio tardío de la I + D y la producción en mi país, el complejo proceso de producción y las barreras técnicas relativamente altas, la capacidad de producción actual, el volumen de producción y ventas de los productos nacionales HEC son relativamente pequeños. Sin embargo, en los últimos años, a medida que las empresas nacionales continúan aumentando la inversión en investigación y desarrollo, mejorando el nivel de tecnología y desarrollando activamente clientes intermedios, la producción y las ventas han crecido rápidamente. Según datos de la Asociación de la Industria de Celulosa de China, en 2021, las principales empresas nacionales HEC (incluidas en las estadísticas de la asociación industrial, para todo uso) tienen una capacidad de producción diseñada de 19.000 toneladas, una producción de 17.300 toneladas y un volumen de ventas de 16.800 montones. Entre ellos, la capacidad de producción aumentó un 72,73% interanual en comparación con 2020, la producción aumentó un 43,41% interanual y el volumen de ventas aumentó un 40,60% interanual.
Como aditivo, el volumen de ventas de HEC se ve muy afectado por la demanda del mercado transformador. Como campo de aplicación más importante de HEC, la industria de recubrimientos tiene una fuerte correlación positiva con la industria de HEC en términos de producción y distribución de mercado. Desde la perspectiva de la distribución del mercado, el mercado de la industria de recubrimientos se distribuye principalmente en Jiangsu, Zhejiang y Shanghai en el este de China, Guangdong en el sur de China, la costa sureste y Sichuan en el suroeste de China. Entre ellos, la producción de recubrimientos en Jiangsu, Zhejiang, Shanghai y Fujian representó alrededor del 32%, y la del sur de China y Guangdong representó alrededor del 20%. 5 arriba. El mercado de productos HEC también se concentra principalmente en Jiangsu, Zhejiang, Shanghai, Guangdong y Fujian. Actualmente, HEC se utiliza principalmente en revestimientos arquitectónicos, pero es adecuado para todo tipo de revestimientos a base de agua en términos de sus atributos de producto.
En 2021, se espera que la producción anual total de recubrimientos de China sea de aproximadamente 25,82 millones de toneladas, y la producción de recubrimientos arquitectónicos e industriales será de 7,51 millones de toneladas y 18,31 millones de toneladas respectivamente6. Los recubrimientos a base de agua representan actualmente alrededor del 90% de los recubrimientos arquitectónicos, y aproximadamente el 25%, se estima que la producción de pinturas a base de agua de mi país en 2021 será de aproximadamente 11,336,5 millones de toneladas. Teóricamente, la cantidad de HEC agregada a las pinturas a base de agua es del 0,1% al 0,5%, calculada sobre un promedio de 0,3%. Suponiendo que todas las pinturas a base de agua usan HEC como aditivo, la demanda nacional de HEC para pintura es aproximadamente 34.000 toneladas. Según la producción mundial total de recubrimientos de 97,6 millones de toneladas en 2020 (de las cuales los recubrimientos arquitectónicos representan el 58,20% y los recubrimientos industriales el 41,80%), se estima que la demanda mundial de HEC de grado de recubrimiento es de aproximadamente 184.000 toneladas.
En resumen, en la actualidad, la cuota de mercado de HEC de grado de recubrimiento de los fabricantes nacionales en China sigue siendo baja, y la cuota de mercado nacional está ocupada principalmente por fabricantes internacionales representados por Ashland de los Estados Unidos, y hay un gran espacio para los fabricantes nacionales. sustitución. Con la mejora de la calidad de los productos HEC nacionales y la expansión de la capacidad de producción, competirá aún más con los fabricantes internacionales en el campo downstream representado por los recubrimientos. La sustitución nacional y la competencia en el mercado internacional se convertirán en la principal tendencia de desarrollo de esta industria en un cierto período de tiempo en el futuro.
Hora de publicación: 01-abr-2023