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高新ＰＶＢ胶片市场及其工程技术经济研究 陈达俊 （江苏省纺织工业设计研究院有限公司 南京 ２１０００８） 【摘要】ＰＶＢ胶片又称ＰＶＢ薄膜、ＰＶＢ中间膜，属于高新技术产品。本文基于ＰＶＢ胶 片的优异性能用途，从我国汽车产业、建筑业、航空－ｙ－．＿，Ｅ等三大支柱行业的发展趋势，对 其市场需求进行了分析预测，同时结合工程技术、经济等方作了较为全面的分析研究。 【关键词】聚乙烯醇缩丁醛；ＰＶＢ；安全玻璃 【中图分类号】ＴＱ３２５．９ Ｕ刖吾 有较好的粘接性能，其用途在作为中间层与玻璃 １９３５年美国科学家发明了一种在两层普通 等复合时得以充分体现，最主要的用途是在层压 玻璃之间的高分子片状材料一聚乙烯醇缩丁醛 夹层玻璃制造中作为中间粘合胶片层。 ＰＯＬＹＶＩＮＬ ＢＵＴＡＲＡＬ，简写为ＰＶＢ胶片，又称 夹层玻璃又称夹胶玻璃，在受到外界强烈冲 ＰＶＢ薄膜或ＰＶＢ中间膜。 击时，ＰＶＢ胶片能够吸收冲击能量，玻璃即使碎 它是当今世界上制造夹层安全玻璃的最佳 裂，碎片也会被粘在胶片上，破碎的玻璃表面仍 材料，广泛应用于汽车、建筑、各种防弹玻璃、飞 保持整洁光滑。可有效防止碎片扎伤和穿透坠落 行航天器、军事仪器、太阳能电池、太阳能接收 事件的发生，确保人身安全。此外，ＰＶＢ夹层玻璃 器、工业用复合减震钢板等，市场前景广阔。 既能阻隔声波，维持安静、舒适的办公环境，还可 经过我国科技工作者的艰苦努力，已于２００５ 降低制冷能耗。除了安全性之外，夹层玻璃还具 年年开发出具备自主知识产权的ＰＶＢ胶片工艺 有隔音和防紫外线的功能。ＰＶＢ胶片对声波有高 设备技术，生产的胶片产品并可替代进口，其工 阻力，夹层玻璃能有效控制声音传播，具有良好 程规模投资大大低于引进设备技术，现已成为目 的隔音效果。同时，加有吸收紫外线添加剂的 前投资的热点项目。 ＰＶＢ胶片，能滤出９９％以上的紫外线。 １ ＰＶＢ性能与用途 夹层安全玻璃上述安全、保温、控制噪音和 ＰＶＢ胶片常见品种厚度有０．３８ｍ、０．７６ｍｍ、 隔离紫外线等多项功能已广泛用于制作建筑安 １．１４ｍｍ、１．５２ｍｍ等，宽度可根据用户需要确定。 全玻璃，飞机、高速列车、汽车、机车、舰艇、船舶 其主要物理性能见表ｌ。 等的挡风玻璃，水容器玻璃，罩栅、橱窗、银行柜 表１：ＰＶＢ胶片的物理性质 台、监狱探视窗、各种防弹玻璃，以及化工、冶金、 序号 项目 单位 指标 备注 机械、煤矿、电子、纺织、轻工等行业的各种安全 １ 密度 １ ０００ｋｇ／ｍ３ １．０７３ 防护玻璃方面。随着科技的发展，通过对ＰＶＢ胶 ２ 折射率 １．５２４ 片进行特殊处理，可以进一步改善其性能并丰富 ３ 比热 ｃａｌ／ｇ．℃ ０．４－０．５ 夹层玻璃的品种，如：加入着色材料，可生产防辐 ４ 软化点 ℃ １１７～１２０ 射的着色安全玻璃；加入遇光变色物质，可生产 ５ 收缩率 ％ ＜３．０ 出变色安全玻璃；加入金属网，可生产出防结 ６ 含水量 ％ ０．４－０．６ （雾、霜、冰）玻璃。采用特殊配方生产的ＰＶＢ胶片 ７ 拉伸强度 ｋｇ／ｃｍ ≥２００ 在航天、军事和高新技术工业等领域也有着广泛 ８ 断裂伸长率 ％ ≥２００ 的应用，如用于飞机、航天器、军事仪器、太阳能 ９ 延伸率 ％ ≥７Ｏ 电池和太阳能接收器等，在工业领域应用于复合 ＰＶＢ具有良好的柔顺性、优良的透明度、极 减震钢板等。 强的粘合性、很好的耐光性、成膜性、耐冲击性 有资料显示，甚至可以抵御锤子、斧子等器 等，对玻璃、金属、木材、陶瓷、皮革、纤维等材料 具的重击，而且由于中间膜很难在短时间内被切 江苏纺织ＪＩＡＮＧＳＵ ＴＥＸＴＩＬＥ 维普资讯 http://www.cqvip.com
割。因此作为楼房的窗户玻璃具有良好的防撞防 盗功能。 ２ ＰＶＢ胶片生产 ２．１ ＰＶＢ胶片技术规范 在没有国标和行标的基础上，我国有关ＰＶＢ 胶片加工企业参照国外标准，完善了检测手段， 制定了较完整的ＰＶＢ胶片产品标准检测方法等， 并在实践中不断完善。（见表２） 表２：Ｐ、 胶片主要技术标准 序 项 目 标准 内容 号 １ 厚度 ０．３８ｍｍ１０．７６ｒａｍ 士０．０２ｒａｍ ２ 厚度均匀度 纵横向２５ｍｍ范围内 士０．００４ｍｍ 纵横向５０ｒａｍ范围内 士０．Ｏ０６ｍｍ ３ 拉伸强度 ＧＢ／Ｔ １０４０．１９９２塑料 ￣２００ｋｇ／ｃｍ３ 拉伸性能试验方法 ４ 断裂伸长率 ＧＢ／Ｔ １０３９．１ ９９２塑料 ２∞％ 力学性能试验方法总则 ５ 自然收缩率 ＧＢｒｒ ｌＯ３￣１ ９９２塑料 ＜１２％ 力学性能试验方法总则 ６ 水份含量 失重法 ０．３．０．６％ ２．２工艺技术设备及关键技术 ＰＶＢ是通过高分子聚乙烯醇和丁醛缩聚反 应形成的一种聚合物，在最终的聚合物中有近 ２３％重量比的乙烯醇基。这种聚乙烯醇缩丁醛加 入专用增塑剂ＤＨＡ（一般为三甘醇酯类）进行增 塑，并通过挤出机系统和精确的厚度控制形成连 续化的半透明胶片，也可根据客户要求生产乳 白、兰白、绿白等胶片，胶片无杂质、柔软性好，表 面平整、有一定粗糙度，具有很好的抗拉强度和 断裂延伸率。 用“挤出法”制造ＰＶＢ胶片是目前世界上的 先进生产工艺。 国际上ＰＶＢ胶片生产属高科技领域，技术要求 高、难度大，技术处于高度保密状态，国际上几乎 是被美国杜邦公司、孟山都（首诺）公司、日本积 水公司垄断，另外法国圣戈班公司、加拿大麦可 罗公司等也能提供成套工艺技术设备。 我国第一套ＰＶＢ胶片生产装置从法国圣戈 班公司（配西门子公司的自控系统）引进，于２００］ 年９月在天津市燕化新材料有限公司投料试车， 但生产一直不能长期连续稳定运行。主要存在胶 片生产线下料搭桥、夏季胶片水分含量高和胶片 均匀度超标等问题，通过不断进行技术改造，生 产逐步趋于稳定，合格率显著提高。从２００３年一 次贯通至今，运转良好，生产出的ＰＶＢ胶片质量 稳定，并可替代进口产品。 目前，国内技术设备水平已进入最新的第二 代水平，在消化吸收国外技术设备的基础上取得 突破性的进展，主要关键核心设备、元件及自控 系统等从国外引进，其余配套国内产品，基本可 与引进技术设备媲美，并已被国内相关专家掌 握。如广东仕诚公司于２００３年６月推出第一台玻 璃夹层ＰＶＢ胶片生产线，经过２００４年的试生产， 现已正式推向市场。该设备年产］５００～２０００吨／条 生产线，最大幅宽３０００ｒａｍ（可据用户要求分切成 要求宽度），厚度０．３８～１．５ｒａｍ。所生产出的胶片性 能及产品质量指标接近或超过进口指标值要求， 为国内先进水平。 以上工艺技术路线基本工艺流程相近，主要 采用挤出流延设备技术，原材料由相应上料系统 送入不同的挤出机，粒料在挤出机内通过加热均 匀塑化变成熔融状态，熔体经过滤网去除熔体中 的杂质。通过配料块，以不同顺序平稳地导入模 头，经过可以调节的模唇流出，至流延冷却辊冷 却定型，成型为共挤流延胶片。 胶片经自动射线厚度测量系统，经计算机处 理，控制挤出机转速与冷却辊速度，以达到控制 胶片质量的目的，胶片经牵引系统，并经表面处 理、切边、自动收卷后，经过分切而成为成品，包 装入库。流程简要示意如下： 原料输送与计量＿＋挤出机＿＋过滤（去除废 料渣）＿＋模头一＋铸片、冷却成型＿＋测厚＿＋表面处 理 收卷（分切） 成品。 ＰＶＢ胶片生产需解决的关键技术难题包括 如何解决胶片生产线下料搭桥、夏季胶片水分含 量高和胶片均匀度超标等问题，以及聚乙烯醇缩 丁醛树脂与增塑剂ＤＨＡ的配比，加工工艺等，以 及产品的后续分切、包装、存放及运输技术等。 ２．３主要原辅助材料及动力 随着夹层玻璃中间膜需求的不断增长，作为 中间膜生产用ＰＶＢ树脂的生产等已取得突破性 进展，国内可用于中间膜生产用ＰＶＢ树脂的产量 已有明显增长，质量不断提高并接近进口料。 目前国内ＰＶＢ树脂生产厂家主要有安徽皖 维高新材料股份有限公司、湖南省湘维有限公司 树脂厂、天津市北辰区汇达化工有限公司、锦西 化工厂、天津有机化工厂等，总年产能力约５０００ 吨。 ＪＩＡＨＧＳＵ ＴＦ￣ＸｌＦｌＬＥ江苏纺织 。 维普资讯 http://www.cqvip.com
鉴于涂料及胶粘剂生产市场的需要，高档中 胶片的存放、运输均应防止水淋和浸泡，在 运输中同样应保持以上条件，避免光、热直接辐 间膜生产的ＰＶＢ树脂的严格要求，真正大规模生 产供应可用于生产中间膜的高粘度树脂从总量 上还是很少，这种矛盾估计近两还不能得到根本 解决，尚需大量进口，尤其是引进ＰＶＢ胶片生产 线及特殊技术规格产品的生产需要。估计２０１０后 可以而得到缓解。 射，防止重压和长期受压。 ２．６生产操作人员 生产采用为连续性过程，生产人员可为三班 制，主线４～５人／班・线，另配备电气、机械、工艺、 目前主原料价格在３．２～３．５万元／吨不等，辅 助ＤＨＡ价格在２．０～２．５万元／吨，每吨成品胶片约 需包装材料费用０．３～０．５万元。生产过程主要消耗 （见表３）。 质检人员各一名。其他管理及销售人员，企业根 据情况配设。一般２０００～３０００吨的生产规模，全厂 人员在６０人左右。 ３研究结论及建议 目前，国内虽有十多家能生产ＰＶＢ胶片，但 袁３：ＰＶＢ胶片生产主要原辅材料及动力 序号 １ ２ ３ ４ 名 称 单位 （１，吨胶片） 吨 吨 万元 吨 单位消耗 Ｏ．７３－Ｏ．７５ Ｏ．２８－Ｏ．３３ ０．３０－０．３５ ８－１２ 就国内总体需求及产品品质而言，尚有大量缺 口，仍要依赖进口。从市场的角度来看，应该说， ＰＶＢ胶片市场前景光明，也是近年来的热门投资 话题之一。 丰物料（平均） 各种添加剂 包装材料 水 ５ 电 度 ８５０－９５０ ６ 缩空气 Ｎｍ３，ｍｉｎ １ 根据国家有关及我国三大支柱行业的发 展状况，投资ＰＶＢ胶片生产条件比较成熟。从工程 技术经济的角度来看，投资建设ＰＶＢ胶片生产在 工艺技术设备上是可靠的，有较好的经济效益。 由于中国已加入ＷＴＯ，市场竞争日趋激烈， 汽车市场的大幅降价，也就大幅压缩原料供应商 的售价和成本，使得ＰＶＢ膜片的价格大幅降低； 同时石油价格达到历史最高位，使ＰＶＢ树脂合成 需要的ＰＶＡ价格趋高。我们的原料生产企业、膜 ２．４环境保护 ＰＶＢ胶片生产过程基本没有污染。生产过程 中的模头区等有微量废热烟气产生，可由排气罩 有组织的向高空排放。为保持车间的空气新鲜， 将向车间补充新风，保证车间内空气每小时最少 更换三次。 生产用水主要是设备的循环冷却用水（封闭 系统），以及设备的清洁用水，生产排水不含有 毒、有害物质，生产所排污水，大部分是生活污 水。设备排放的少量清洁废水无有害、有毒物质， 可直接排放。生产过程中有一定量的废料、修边 废边膜以及部分废片，可以收集后实施再加工生 产。 片加工企业，以及设备技术研发企业必须加强沟 通与密切合作，开发高品质的ＰＶＢ树脂、进一步 完善工艺技术设备及开发各种功能的ＰＶＢ膜片， 共同提高产品质量和扩大用途，将我国ＰＶＢ产业 做大做强，才能在竞争中逐渐扩大中国自己的 ＰＶＢ品牌及市场份额。 此外，由于ＰＶＢ胶片行业属于高科技边缘产 ２．５胶片的存放、运输 业，从总的趋势看，ＰＶＢ膜片的应用范围很窄，由 于其特殊的特Ｉ生，国际上大量使用ＰＶＢ膜片主要 还是作为安全玻璃中间膜。近年来其市场迅速扩 大尤显突出，一方面与相关产业的迅猛发展有 关，同时也与其极大的产品利润密切相关，刺激 了国内很多企业的投资欲望。 这里需要提出的是，作为拟建企业一定要在 进行充分市场调研的情况下根据企业自身情况 冷藏膜应保存在干燥、温度低于１０Ｔ的环境 中，可存放６个月。胶片拆封后，未使用的胶片应 保存在温度低于１０Ｔ的干燥环境，存放时间不多 于５天。 常温膜（加衬隔离膜）应保存在干燥、常温的 环境内。可存放２４个月。胶片拆封后，未使用的胶 片应保存在温度低于２０℃的干燥环境中，存放时 间不多于３０天，如已去除隔离膜，应保存在温度 低于１０℃的干燥环境中，存放时间不多于５天。 确定是否建设，及确定产品方案、规模、工艺设备 技术等。做到与相关产业基本同步规划、同步发 展，走科学可持续发展之路！ 君子养心莫善于诚。——荀况 ０ 江苏纺织ＪＩＡＮＧＳＵ ＴＥＸＴＩＬＥ
