PVDF、六(liu)氟(fu)磷(lin)酸(suan)鋰項(xiang)目,相信大家近幾(ji)年已經看到、聽到許多(duo),有(you)些(xie)是氟(fu)化工企業(ye)建設的,有(you)些(xie)則是圈外(wai)企業(ye)跨界入局的,這些(xie)項(xiang)目的相繼投產,使得PVDF和(he)六(liu)氟(fu)磷(lin)酸(suan)鋰供求關系迅速(su)發生改變,其市場價格也大起大落,行(xing)業(ye)情緒(xu)十(shi)分悲觀。
不過,氟(fu)(fu)(fu)(fu)化工(gong)產(chan)品(pin)種類豐富,除(chu)了含氟(fu)(fu)(fu)(fu)鋰電(dian)材料外(wai),其他的(de)許多(duo)產(chan)品(pin)也都具(ju)有極好的(de)應用前(qian)景(jing),包括六氟(fu)(fu)(fu)(fu)丁二烯(xi)(xi)、三(san)氟(fu)(fu)(fu)(fu)化氯(lv)、碳酰(xian)(xian)氟(fu)(fu)(fu)(fu)、含氟(fu)(fu)(fu)(fu)聚酰(xian)(xian)亞胺(an)、聚三(san)氟(fu)(fu)(fu)(fu)氯(lv)乙(yi)烯(xi)(xi)、可熔性聚四(si)氟(fu)(fu)(fu)(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)、全氟(fu)(fu)(fu)(fu)磺酸樹脂、氫氟(fu)(fu)(fu)(fu)醚、全氟(fu)(fu)(fu)(fu)聚醚、乙(yi)烯(xi)(xi)-四(si)氟(fu)(fu)(fu)(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)共聚物(wu)等,本文帶大(da)家了解一下部分(fen)比較有前(qian)景(jing)的(de)氟(fu)(fu)(fu)(fu)化工(gong)產(chan)品(pin)。
六氟丁二烯,亦稱全氟丁二烯、六氟-1,3-丁二烯,簡稱HFBD,是一種具有雙鍵、完全氟化的化合物,分子式為C4F6。六氟丁二烯是合成樹脂和含氟物質的重要原料,也可作為蝕刻氣應用于半導體行業,具有選擇性好、精確度高等優點。
另外,六氟丁二烯GWP僅為(wei)0.004,且在大氣中的壽命小于2d,具有非常小的溫室效應,是一種綠色環保且非常有市場前景的全氟化物氣體。近年來,因具有蝕刻選擇性好、精度高、在大氣中易分解等優異性能,六氟丁二烯成為最有可能代替傳統含氟蝕刻氣體的候選物之一。
六氟丁二烯是目前(qian)發(fa)現(xian)的既(ji)可滿足蝕刻技術的發(fa)展要(yao)求,又可最大(da)程度(du)地減少對(dui)環(huan)境影響的新(xin)一(yi)代含氟蝕刻氣(qi)體之一(yi),具有(you)廣闊的應(ying)用前(qian)景。但當前(qian)高(gao)純六氟丁二烯市場依舊被(bei)昭和(he)電(dian)工、厚成化(hua)工、默克(ke)集團、林德氣(qi)體、液化(hua)空氣(qi)等國(guo)外(wai)企業占(zhan)據(ju),我國(guo)市場需求主要(yao)依賴進口。
近(jin)幾年,面對(dui)西方國家日趨(qu)嚴格的半導體封鎖和國內日益增長的含(han)氟特氣(qi)市場需求,國內企(qi)業(ye)(ye)加速布局(ju)六(liu)氟丁二(er)烯(xi),已有部(bu)分企(qi)業(ye)(ye)突(tu)破了產業(ye)(ye)化(hua)壁壘,包括中巨芯、中化(hua)藍天、中船特氣(qi)、金石氟業(ye)(ye)、南大光電等。
PFA分子中1~10%的(de)(de)(de)(de)全氟烷基乙烯基醚顯著改善(shan)了高分子鏈的(de)(de)(de)(de)柔順(shun)性(xing),降低了結晶度(du),使PFA具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)熱(re)塑(su)性(xing),克服(fu)了PTFE難加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)缺點,可用一(yi)般(ban)熱(re)塑(su)性(xing)塑(su)料(liao)的(de)(de)(de)(de)成型(xing)加(jia)(jia)工(gong)工(gong)藝進行加(jia)(jia)工(gong),它的(de)(de)(de)(de)長期使用溫度(du)與(yu)PTFE相(xiang)同,在(zai)高溫下的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能優(you)于(yu)PTFE。
同時,PFA具備PTFE優異(yi)的耐(nai)化(hua)學腐蝕性能,極(ji)好的耐(nai)熱性能以及低摩(mo)擦系(xi)數(shu),自潤滑,阻燃,防水等性能,可以制成防腐涂層(ceng)、防老化涂層(ceng)、特(te)種過濾纖(xian)維、反應(ying)釜(fu)內襯(chen)、管(guan)材內襯(chen)、光纜(lan)外(wai)皮、宇(yu)航器材等,廣泛應(ying)用于建筑(zhu)、化工(gong)、機械、電氣(qi)、航天、醫療等眾多領域(yu)。
目前,PFA海外供應(ying)商主要是科慕、索爾維、大金(jin)、3M、AGC等,市場(chang)份額接近90%,我國生產PFA的企業(ye)比(bi)較少,主要包括東岳集團、永和(he)股份、巨(ju)化股份等。
近幾(ji)年(nian),受益于政策支持、技術進步(bu)、成本降低和市場(chang)需求等多重因(yin)素,氫燃料電池(chi)市場(chang)在國(guo)內(nei)外都呈現出快(kuai)速增長的態勢,將帶(dai)動相(xiang)關材料需求快(kuai)速增長。
質子(zi)交(jiao)換(huan)膜是氫(qing)燃料(liao)電池的核心材料(liao)之一,膜性(xing)能的好壞直接(jie)決定氫(qing)燃料(liao)電池的性(xing)能和使用(yong)壽命。質子(zi)交換(huan)(huan)(huan)膜(mo)(mo)按含氟(fu)量可(ke)分(fen)為全氟(fu)質子(zi)交換(huan)(huan)(huan)膜(mo)(mo)如全氟(fu)磺酸膜(mo)(mo)、部(bu)分(fen)氟(fu)化質子(zi)交換(huan)(huan)(huan)膜(mo)(mo)如聚偏氟(fu)乙烯輻射接枝膜(mo)(mo)、無氟(fu)質子(zi)交換(huan)(huan)(huan)膜(mo)(mo)如聚苯并咪唑膜(mo)(mo)。
目前,全(quan)氟(fu)(fu)(fu)磺(huang)酸質子(zi)交換膜是(shi)市(shi)場唯一成功(gong)商品化并(bing)實際使用的(de)(de)質子(zi)交換膜。全(quan)氟(fu)(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)制備原材料主(zhu)要為四氟(fu)(fu)(fu)乙烯(xi)、全(quan)氟(fu)(fu)(fu)磺(huang)酰基乙烯(xi)基醚單體(ti)(PSVE)等,無論是(shi)PSVE的(de)(de)制備、全(quan)氟(fu)(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)的(de)(de)聚合還是(shi)全(quan)氟(fu)(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)的(de)(de)成膜都具有(you)極高(gao)的(de)(de)技術(shu)壁壘,因此全(quan)球范圍(wei)內具備全(quan)氟(fu)(fu)(fu)磺(huang)酸樹(shu)脂(zhi)生產能力的(de)(de)企業并(bing)不多,產能主要集中在(zai)科慕、索爾維、3M、美國戈爾等企業中。
我(wo)國的全氟磺酸(suan)樹脂相關(guan)研究(jiu)起步并不(bu)晚,20世紀70年代中國科學院上(shang)海有機化學研究(jiu)所即開展(zhan)了全氟磺酸(suan)樹脂重要單體(ti)的合(he)(he)成及聚合(he)(he)反應研究(jiu),甚至開展(zhan)了對聚合(he)(he)物膜改(gai)性的研究(jiu),但(dan)遺憾的是始終(zhong)未實現規模化生產。
國(guo)(guo)內全氟(fu)磺酸(suan)樹脂(zhi)(zhi)生(sheng)產企業(ye)有(you)東(dong)岳集團(tuan)、上海三愛富、巨化集團(tuan)、蘇(su)州科潤等,但除東(dong)岳集團(tuan)外,其他企業(ye)大多不(bu)具備全氟(fu)磺酸(suan)樹脂(zhi)(zhi)批量供應能力,因此(ci)我(wo)國(guo)(guo)全氟(fu)磺酸(suan)樹脂(zhi)(zhi)供應能力不(bu)足,市(shi)場(chang)需求嚴重依賴進口,未來全氟(fu)磺酸(suan)樹脂(zhi)(zhi)國(guo)(guo)產替(ti)代空間較(jiao)大。
ETFE是(shi)目(mu)前為止最強韌的(de)氟塑料(liao),在(zai)保持(chi)了(le)聚四(si)氟乙(yi)烯良好的(de)耐(nai)熱(re)、耐(nai)化學(xue)性能和(he)電絕(jue)緣(yuan)性能的(de)同時,它的(de)耐(nai)輻射和(he)機械性能有很大(da)程度(du)地改善,拉伸強度(du)可達到(dao)50MPa,接(jie)近聚四(si)氟乙(yi)烯的(de)兩(liang)倍,更主要的(de)是(shi)其加工(gong)性能得以大(da)大(da)提高,特別是(shi)它和(he)金屬表面(mian)的(de)附(fu)著力表現突出,使(shi)氟塑料(liao)和(he)鋼的(de)緊襯工(gong)藝真(zhen)正得以實現。
ETFE不僅(jin)具有優良(liang)的抗沖擊性(xing)(xing)、導電(dian)性(xing)(xing)、熱穩定性(xing)(xing)和耐化學(xue)腐蝕(shi)性(xing)(xing),而(er)且(qie)機械強度高、加工性(xing)(xing)能(neng)好,廣泛(fan)用于化工、電(dian)子通訊(xun)、設備制(zhi)造、航空航天等領域(yu)。
長期以來,ETFE都由AGC、大金、科慕、3M等國(guo)(guo)外廠商壟斷供應,我國(guo)(guo)科學家從(cong)上(shang)世紀(ji)70年代開(kai)始研發,但一直未(wei)取(qu)得實質(zhi)性(xing)進(jin)展,國(guo)(guo)內所需(xu)的(de)ETFE樹脂(zhi)產品幾乎100%依賴進(jin)口,而且(qie)國(guo)(guo)外對(dui)我國(guo)(guo)軍工國(guo)(guo)防及大飛機領(ling)域(yu)所需(xu)的(de)特種(zhong)ETFE樹脂(zhi)實施禁運(yun),導致ETFE樹脂(zhi)成為制約我國(guo)(guo)特殊(shu)領(ling)域(yu)應用和發展的(de)重要瓶頸。
目前(qian),國內廠商已實現零的突(tu)破,正在加大ETFE產(chan)能布(bu)局(ju),具備生(sheng)產(chan)能力的企業主要(yao)有東岳集團、巨化股份(fen)等。
氫氟(fu)醚(mi)是(shi)由氫、氟(fu)、氧和(he)碳原(yuan)子構(gou)(gou)成(cheng)的(de)化合物,具有醚(mi)結構(gou)(gou),臭氧消耗潛能值ODP為零(ling),全(quan)球暖化潛勢系(xi)數(shu)GWP低,且大氣(qi)停留時間(jian)很(hen)短,被(bei)認為是(shi)CFCs 理想替代品。除優(you)良的(de)環境性(xing)質外(wai),氫氟(fu)醚(mi)還具有優(you)秀的(de)熱穩(wen)(wen)定性(xing)和(he)化學穩(wen)(wen)定性(xing)、適度的(de)溶解性(xing)、毒(du)性(xing)低、無腐蝕性(xing)、不燃、不產生煙塵、材料(liao)兼容性(xing)好等特(te)點,易于貯藏和(he)運輸。
氫(qing)氟醚由于其絕緣性(xing)(xing)(xing)優(you)良、化(hua)學惰性(xing)(xing)(xing)、表面張力低、揮發性(xing)(xing)(xing)好(hao),與有(you)機溶劑(ji)具(ju)有(you)良好(hao)的相容性(xing)(xing)(xing),對半導體(ti)、芯片和液晶制造(zao)等行業所用組件(jian)材料具(ju)有(you)優(you)良的兼容性(xing)(xing)(xing),所以電子清(qing)洗劑(ji)是(shi)氫(qing)氟醚被開發的最初(chu)用途(tu),也是(shi)目前主(zhu)要(yao)應用之一。此外,氫(qing)氟醚還(huan)可(ke)用于冷(leng)卻液、抗指紋(wen)劑(ji)稀釋劑(ji)、發泡劑(ji)等領(ling)域(yu)。
目前,國內具備氫氟醚生(sheng)產能力的企業主要有(you)東岳(yue)集團、巨化(hua)股份(fen)、山(shan)東華(hua)氟、泉州宇極(ji)、浙(zhe)江諾亞等。
ECTFE是乙(yi)烯和三(san)氟(fu)氯乙(yi)烯共聚物,對極大多數的無機、有機化(hua)學(xue)品以(yi)及有機溶劑有非凡(fan)的抗(kang)腐蝕(shi)能(neng)力(li)。直到目(mu)前,除了(le)氯化(hua)熔融(rong)堿(jian)或熱的胺(an)類(例如苯胺(an)、二甲胺(an)),沒有一種溶劑能(neng)在120℃以(yi)下(xia)侵蝕(shi)ECTFE。
與(yu)其他熱塑性塑料相比,ECTFE在高溫下的(de)耐氯和氯衍(yan)生物的(de)性能,特別(bie)突出。ECTFE具有優良的(de)耐腐蝕性能(neng)、極低的(de)滲透率、優良的(de)電性能(neng)與表面的(de)極端光滑,可在低溫到(dao)149℃的(de)溫度范圍內安全使用。
ECTFE不但具備突出(chu)的抗沖擊性能,而且(qie)是一種具備相當(dang)機械強度的堅韌材(cai)料。ECTFE制成品(pin)的(de)表(biao)面,類似于玻璃,能阻止微生(sheng)物的(de)增生(sheng),提供了明顯的(de)衛(wei)生(sheng)優勢。由于(yu)這(zhe)些優異的(de)性能(neng),ECTFE被(bei)廣泛應(ying)用于(yu)化(hua)工(gong)、石油的(de)排水(shui)、洗(xi)滌(di)、污(wu)水(shui)處(chu)理系(xi)(xi)統(tong)、化(hua)學藥品的(de)分配(pei)系(xi)(xi)統(tong)以(yi)及(ji)裝置的(de)化(hua)學清洗(xi)系(xi)(xi)統(tong)等方(fang)面。
據了解(jie),目前全球只有(you)索爾維在生產ECTFE,國(guo)內基本不具備規模化生產能力。
聚(ju)(ju)三(san)氟氯乙烯簡稱PCTFE,是由三(san)氟氯乙烯經聚(ju)(ju)合而成的熱塑性氟樹脂,也是最早研發(fa)并商品(pin)化的含氟聚(ju)(ju)合物。
1937年,德國I.G.Farbenindustrie公司發(fa)表了首(shou)篇制(zhi)備報告(gao),其后美國在執行曼哈頓計劃過程中,對PCTFE的性(xing)能作(zuo)(zuo)了大量的研(yan)究工作(zuo)(zuo),并于1946年投產。隨后,PCTFE低聚物(wu)(俗稱氟氯油)被(bei)用(yong)來作(zuo)(zuo)為高性(xing)能惰(duo)性(xing)潤滑材(cai)料,廣泛(fan)用(yong)于核工業鈾同位素分析、火(huo)箭導彈推進劑(ji)等系(xi)統的運轉設(she)備上。
分子結構中的(de)F原子使聚(ju)合物具(ju)有(you)化學惰性(xing), Cl原子則使聚(ju)合物具(ju)有(you)透明性(xing)、熱(re)(re)塑(su)性(xing)與硬(ying)度(du)(du),因(yin)此PCTFE是具(ju)有(you)高(gao)度(du)(du)穩定(ding)性(xing)、耐熱(re)(re)性(xing)、不(bu)燃性(xing)、不(bu)吸濕性(xing)、不(bu)透氣性(xing)以及惰性(xing)的(de)優(you)質(zhi)熱(re)(re)塑(su)性(xing)樹脂。分子結構中C—Cl鍵的(de)存在,使得PCTFE除耐熱(re)(re)性(xing)及化學惰性(xing)較聚(ju)四(si)氟乙(yi)烯(PTFE)、四(si)氟乙(yi)烯—六氟丙(bing)烯共聚(ju)物 (FEP)稍差外,硬(ying)度(du)(du)、剛性(xing)、耐蠕變性(xing)均較好。
諸多優(you)異性能使得PCTFE在機械(xie)、電子電器(qi)、化學工業、醫療(liao)器(qi)械(xie)、軍(jun)事、核能等領域(yu)(yu)均有(you)著(zhu)廣泛(fan)的應(ying)用(yong)。目前,PCTFE在涂(tu)料領域(yu)(yu)的應(ying)用(yong)已逐漸被(bei)PTFE等取代。
目前(qian),全(quan)球PCTFE樹脂產品(pin)供應主要集中于大金(jin)、霍尼韋(wei)爾、3M和阿科瑪(ma)等企(qi)業(ye)手中,國內企(qi)業(ye)尚未實現規模化生產。
碳酰氟又稱羰基氟、 氟光氣(qi),常(chang)溫常(chang)壓下是有刺激性的、非易燃無色(se)有毒氣(qi)體(ti),遇(yu)水迅速水解放出氟化(hua)(hua)氫和二(er)氧化(hua)(hua)碳,并生成煙(yan)霧。
碳(tan)酰氟(fu)(fu)可(ke)(ke)用(yong)于半導體(ti)制造裝置的(de)清(qing)洗氣和(he)刻(ke)蝕氣,有機化(hua)合(he)物的(de)氟(fu)(fu)化(hua)氣和(he)原料(liao)以及有機合(he)成(cheng)的(de)中間體(ti)、氟(fu)(fu)化(hua)劑(ji)等。碳(tan)酰氟(fu)(fu)是一種(zhong)應(ying)(ying)用(yong)于半導體(ti)設備刻(ke)蝕和(he)清(qing)洗的(de)新型(xing)材料(liao),可(ke)(ke)替代傳(chuan)統的(de)全氟(fu)(fu)化(hua)碳(tan)(PFC)、三氟(fu)(fu)化(hua)氮(dan),環境(jing)友(you)好具(ju)有極低的(de)溫室效應(ying)(ying)潛能(neng)(neng)值(GWP≈1),極低的(de)破壞臭(chou)氧層潛能(neng)(neng)值(ODP=0),可(ke)(ke)以有效減小溫室效應(ying)(ying),是一種(zhong)環境(jing)友(you)好型(xing)電子氣體(ti),應(ying)(ying)用(yong)前途廣闊。
碳酰(xian)氟在工藝性能(neng)、環保(bao)性能(neng)、尾氣處理及碳排放費用(yong)方面比三氟化(hua)氮(dan)均(jun)有一(yi)定優勢。日本產業技術(shu)研究所新能(neng)源(yuan)產業技術(shu)綜合研發機構、地球環境產業技術(shu)研究機構對碳酰(xian)氟的物(wu)化(hua)性質、使用(yong)性能(neng)和生物(wu)活性進行(xing)了(le)近十年的研究,確認(ren)碳酰(xian)氟為三氟化(hua)氮(dan)等氣體的有力替代產品。
目(mu)前我國尚(shang)未(wei)實現(xian)碳酰(xian)氟大規模工(gong)業(ye)化生產,中船重工(gong)第七(qi)一(yi)八研究所(suo)、天津長(chang)蘆新材料研究院、中化近代(dai)環保化工(gong)(西(xi)安)有限公司(si)、山東華氟化工(gong)有限責任(ren)公司(si)等已經開展碳酰(xian)氟的小試和產業(ye)化研究。
三(san)氟化(hua)(hua)氯(lv)是(shi)已知的(de)(de)化(hua)(hua)學性(xing)(xing)質(zhi)最活(huo)潑的(de)(de)鹵素氟化(hua)(hua)物(wu),也是(shi)一種能(neng)力極強(qiang)的(de)(de)氟化(hua)(hua)劑(ji),還是(shi)一種高能(neng)和反應活(huo)性(xing)(xing)極強(qiang)的(de)(de)物(wu)質(zhi),能(neng)夠替(ti)代元素氟進行(xing)多種氟化(hua)(hua)反應。
三(san)氟化(hua)氯(lv)可用(yong)(yong)作(zuo)氟化(hua)劑(ji)、燃燒劑(ji)、推(tui)進劑(ji)中(zhong)的(de)(de)氧(yang)化(hua)劑(ji)、高溫金(jin)屬(shu)的(de)(de)切割油等。高純(chun)度的(de)(de)三(san)氟化(hua)氯(lv)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)(yong)于半導體、液晶、太陽能和(he)(he)LED領域的(de)(de)CVD室及其管道的(de)(de)清洗,其在清洗質量(liang)、效率(lv)和(he)(he)減少溫室效應(ying)方面有(you)著明顯(xian)的(de)(de)優勢,有(you)著廣闊(kuo)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)前景。
三氟化氯在電子(zi)行業的(de)應用優點包括:足(zu)夠的(de)能力蝕刻(ke)各種沉(chen)積物或涂層;由(you)于蝕刻(ke)速率(lv)高(gao),提(ti)高(gao)了CVD工具(ju)的(de)生產(chan)率(lv)和原位室清(qing)潔(jie)效率(lv);可在低溫下清(qing)潔(jie)CVD中使用的(de)所有部件系統;與傳(chuan)統所使用過的(de)全氟烴(如四(si)氟化碳(tan),六氟乙烷和三氟化氮(dan))相(xiang)比,三氟化氯不會(hui)釋放高(gao)GWP氣體等。
據了(le)解(jie),國內僅有一(yi)家企(qi)(qi)業(ye)(ye)實現了(le)電子級三氟化氯的規模化生產,產品(pin)純度達到99.995%(4N5)并通過國內多(duo)家芯片龍頭企(qi)(qi)業(ye)(ye)測(ce)試認證,已供應多(duo)家知(zhi)名企(qi)(qi)業(ye)(ye),成功實現進口(kou)替(ti)代。
轉載自:化工好料到
來源:中國(guo)化工信息周刊






