EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)是由乙烯和醋酸乙烯聚合而成的一种先进高分子材料,具有良好的柔软性、耐低温性,良好的光学性能、化学稳定性、抗老化和耐臭氧强度等特点,广泛应用于发泡鞋材、光伏胶膜、电线电缆、热熔胶等领域。作为重要的乙烯聚合物,其性能主要取决于分子链上VA的含量。
EVA的主要指标包括VA(醋酸乙烯酯单体)含量与MI(熔融指数)。随着VA含量的上升,EVA的弹性、柔韧性、相容性和透明性都会有所提高,但结晶度下降。熔融指数的增加可以使EVA加工性和表面光泽改善,但力学强度会下降。普通的EVA材料VA含量一般在5-40%,VA含量越低,产品特性就越接近低密度高压聚乙烯(LDPE),而VA含量越高,产品特性就越接近橡胶,不同VA含量的产品被广泛用于发泡鞋材、热熔胶、电线电缆及光伏电池封装等领域。
按VA含量的高低可将EVA分为三类:EVA树脂、EVA弹性体和EVA乳液。三种EVA树脂用途有所不同。
1. EVA生产工艺介绍
目前国内外大多数企业采用高压连续本体法聚合工艺生产EVA树脂。根据所采用反应器的不同,高压法连续本体聚合工艺通常可分为管式法工艺和釜式法工艺两种,占比分别为56.8%和43.2%。管式法和釜式法工艺最大区别在于反应器的不同,管式法使用不带搅拌器的管式反应器,釜式法使用带搅拌器的高压釜式反应器。釜式法的典型工艺有杜邦、USI和Lyondell basell(原Equistar)工艺,在生产高VA含量牌号如光伏、热熔胶等产品时较有优势,主要用于高端牌号产品的生产,其单程转化率为10%-20%;管式法的典型工艺有Basf、Imhausem/Ruhrchemie、basell公司的Lupotech工艺等,主要用于大宗低VA含量EVA产品的生产,如发泡料、电缆料等,其单程转化率为25%-35%。
1)低转化率带来的原材料成本;
2)装置选型和数量增加带来的固定投资成本:釜式法压缩机的选型要求高,相应的管道、换热器、冰机数量大;产品VA含量较高故所需的料仓数和风机数量多;
3)釜式法反应器制造成本高,结构复杂,维修和安装均较困难。
生产EVA树脂以乙烯和VA作为原料,而生产LDPE以乙烯为原料。国内大部分装置都是先生产LDPE,再用LDPE装置切换生产EVA。这样操作可能会有以下几点问题:
1)LDPE装置切换生产EVA,需要对原有装置进行较大改动,以国内技术水平难以保证产品质量稳定。首先需要增加高压循环气量,提高二次压缩机能力,其次EVA树脂料软,流动性能大,熔融指数波动范围比LDPE更大,所以必须改造挤压造粒机,以适应EVA生产需要;
2)EVA与LDPE在切换生产的过程中,会产生过渡料较多,容易造成反应器严重粘壁,而且在压缩VA及乙烯的混合气体时,对机器的填料、气阀损伤严重,需要频繁维修,因此长期兼产会影响装置负荷与长周期运行。虽然可能会遇到很多问题,但是国内外厂家基本都用LDPE装置兼产EVA。LDPE厂商通常根据两者的经济效益调整EVA与LDPE的排产量。
来源:研究中心 永安期货;全球光伏整理
原标题:EVA生产工艺介绍