中國有機顏料市場盈利能力分析及投資環境研究預測
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使物質顯現顏色的物質統稱為著色劑,著色劑主要分為染料和顏料兩種。染料是指溶于水或其他溶劑的著色劑;顏料則是不溶于水或其他溶劑的著色劑,主要以細微顆粒分散在使用介質中著色。除了具有與染料類似的耐光性、耐氣候性、耐酸堿性、耐溶劑性、耐遷移性等特性之外,顏料還具有其他特定的性能,如色光、著色力、分散度、遮蓋力、耐熱性、耐滲水性、耐翹曲變形性等。
染料在使用過程中一般先溶于使用介質, 在染色時經歷了一個從晶體狀態先溶于溶劑成為分子狀態后再上染到其他物品上的過程。因此,染料主要用于紡織品等材料的染色,并且染料自身的顏色并不代表它在織物上的顏色。顏料在使用過程中, 由于不溶于使用介質, 所以始終以原來的晶體狀態存在,并分散于各介質中。因此,顏料常用于涂料、油墨、塑料和橡膠,以及陶瓷、造紙等的著色,其應用領域較染料更加廣泛。顏料自身的顏色就代表了它在底物中的顏色。正是因為顏料始終以晶體狀態存在,其賦予了被著色物質具有較好的顏色耐久性能,如耐光牢度、耐氣候牢度和耐遷移性能。溶劑染料是一系列能溶于溶劑的有機發色化合物。與顏料不同,溶劑染料是透明的,且有著非常高的著色力。溶劑染料的用途廣泛,從最初的溶劑著色、塑料著色,擴展到用于具有高科技含量的液晶著色。溶劑染料可用于聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯等工程塑料和某些合成纖維的原漿著色。
有機顏料與無機顏料:顏料分為無機顏料和有機顏料兩大類。無機顏料一般是一些金屬的鹽或氧化物等,可細分為氧化物、鉻酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽等。無機顏料熱穩定性及光穩定性優良、價格低廉,因此用量很大,但其缺點在于品種不多,著色力相對差,相對密度大,而且一般來說不夠鮮艷。人工合成有機顏料最早出現于二十世紀初,經過 100 年的發展,據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國有機顏料行業市場發展戰略分析及投資前景專項預測報告》統計數據顯示:有機顏料的品種已經十分豐富, 在《染料索引》 上登記的顏料品種的化學結構多達 800 多種,絕大部分是有機顏料。由于一個化學結構可以通過調整結晶形態、進行顏料化制成不同劑型的產品,因此,市場上實際銷售的顏料品種十分豐富,比如:顏料藍153,巴斯夫生產近 30 種劑型,大日本油墨化學工業株式會社生產 30 多種劑型。有機顏料著色力高、色澤鮮艷、色譜齊全、相對密度小,但在耐熱性、耐候性和遮蓋力等方面通常不如無機顏料。但隨著有機顏料技術的發展,這些缺點得到很大的改善,其應用領域也進一步擴大。無機顏料與有機顏料均為不溶性的有色物質,但由于分子結構不同,其應用性能具有明顯差別,具體情況如下:
無機顏料與有機顏料均基本區別分析
性能 | 無機顏料 | 有機顏料 |
品種色譜 | 顏色種類較少、色譜較窄 | 顏色品種較多、色譜較寬 |
顏色特性 | 鮮艷度較低、暗 | 鮮艷、明亮 |
著色強度 | 低 | 高 |
耐熱穩定性 | 多數較高 | 一般較低、高檔品種耐熱優良 |
專用劑型 | 較少 | 多種商品劑型 |
耐久性(耐光、耐氣候) | 多數品種較高 | 高性能品種耐久性優異 |
毒性(重金屬) | 部分品種高(含鉻、鉛、汞等) | 無毒、低 |
耐酸、堿性 | 部分品種變色、分解 | 較好、優良 |
耐溶劑性 | 優良 | 中等至優良 |
成本 | 較低 | 較高 |
有機顏料的分類:有機顏料雖然歷史比較短,但是發展迅速,而這主要是因為其優秀的顏色性能以及豐富的色彩種類很好的滿足了人們對顏色的消費需要。傳統的經典有機顏料包括偶氮類有機顏料、色酚 AS 系列顏料等。雖然其色譜齊全、色澤鮮艷、價格較低且已大量用于塑料制品的著色,但因其化學結構等因素,其在耐熱性、耐光性、耐遷移性等方面存在種種缺陷,某些顏料在高溫時會發生分解,對人體和環境產生不良影響,因此在某些應用領域具有局限性。高性能有機顏料包括苯并咪唑酮顏料、偶氮縮合顏料(又稱“大分子顏料”)、喹吖啶酮類、吡咯并吡咯二酮類(DPP)、蒽醌雜環類等種類。由于其具有較好的顏色牢度,即高耐曬性、耐氣候性、耐溶劑性、耐遷移性等,而被廣泛應用于汽車漆、高檔油墨、高檔塑料制品等環境較為苛刻或者對環境、安全要求較高的領域。與高性能有機顏料優異的應用性能伴隨的,是其復雜的合成工藝、較高的生產成本、較低的產量和較高的市場價格。
?高性能有機顏料和經典有機顏料在不同應用領域性能對比分析
性能 | 高性能有機顏料 | 經典有機顏料 |
應用于涂料、油墨 |
耐溫(℃ ) | 300 | 200 |
耐曬牢度 | 6-8 級 | 5 級 |
耐酸堿性(PH) | 4月10日 | 6月8日 |
抗絮凝特性及使用安全性 | 良好、綠色環保 | 不佳、部分分子含聯苯胺結構,有 分解出致癌物質可能性。 |
應用于塑料 |
耐溫(℃ ) | 250-300 | 200 |
耐曬牢度 | 8 級 | 5 級 |
耐酸堿性(PH) | 4月12日 | 6月8日 |
抗斷裂性 | 800N | 500N |
使用壽命(年) | 5月8日 | 3 |
經典有機顏料、高性能有機顏料以及溶劑染料在環境保護、市場規模、發展趨勢、競爭格局和市場份額方面的主要特點和影響因素如下:
產品類別 | 環境保護 | 市場規模 | 發展趨勢 | 競爭格局 | 市場份額 |
有機顏料 | 經典有機顏料 | 含有禁用中間體的顏料不能應用于與人體直接接觸的環境,如:紡織品、食品包裝等。 | 主要應用于印刷油墨, 也應用于普通塑膠。 | 隨著人們對產品對安全性認識的深化,會在一些應用場合被高性能有機顏料替代。 | 生產廠商眾多,完全競爭市場。 | 約占有機顏料市場份額的 70%-80%。 |
高性能有機顏料 | 不含有毒害元素, 使用安全且環境友好。 | 主要應用于環保和安全性要求較高的領域, 如食品包裝、 UV油墨、汽車漆、兒童玩具、 彩色復印碳粉等。 | 隨著環保要求的提高,含有毒害因素的染顏料產品被淘汰,高性能有機顏料擁有更大市場空間。 | 由于對技術要求較高,生產廠商數量較少。技術主要集中在巴斯夫、科萊恩等跨國知名廠商,我國部分生產企業在特定產品有比較優勢。 | 約占有機顏料市場份額的 20%-30%。 |
溶劑染料 | 品種不同, 生產過程的三廢情況相差很大。 | 相對較小, 主要用于硬質塑料、 樹脂領域。 | 適當的空間。 | 由于市場需求的限制,生產企業不很多,但激烈競爭也是存在的。 | 由于生產技術難度大、在熒光產品方面具有優勢,擁有一定市場份額。 |
有機顏料的應用領域:由于有機顏料具有品種繁多、色彩鮮艷和著色力較好等特點,被廣泛應用于油墨印刷、涂料、塑料和橡膠等工業領域,成為生產多種工業產品不可缺少的著色材料。顏料作為下游產品的一種添加劑,其在后續產品中的應用是一個物理分散過程。由于油墨、涂料、塑料橡膠等應用環境各有特點,所以對其中所用的顏料的性質要求也不盡相同,如與印刷油墨相比,涂料用顏料對耐光、耐氣候、耐熱、耐化學品、遮蓋力等有更高的要求,而這就要求顏料生產商研發出適合不同應用的劑型產品。包括苯并咪唑酮系列、大分子系列、偶氮顏料、異吲哚啉顏料以及中間體等在內的高性能有機顏料更是以其優越的耐光牢度、耐高溫性、耐遷移性等性能,彌補了經典有機顏料的不足,在高檔油墨、高級涂料和塑料、橡膠等高端領域有著廣泛的應用,最終產品廣泛應用于汽車、建筑裝飾、食品醫藥包裝、戶外廣告、印刷、電器等行業。苯并咪唑酮系列顏料和大分子系列顏料具有較好的耐熱、耐曬、耐遷移性能,可以很好的滿足油墨、涂料、塑料等行業生產、加工、應用的需要。由于橡膠用顏料需要具有耐硫化的性質, 因此產品是否適用需要具體測試。
(1)在油墨中的應用:油墨是有機顏料最大的消費行業,約占總消費量的 55%~60%。近年來各種不同特性的油墨迅速發展,應用性能不斷改進,尤其是在包裝紙和塑料領域,不論從品種上還是從產量上均有明顯的增長。隨著印刷裝潢工業印刷技術、印刷設備的發展以及文化用品消費量的增多,不僅在數量上,而且在質量上對有機顏料都提出了更高的要求。高檔油墨著色劑所需具備的主要性質包括:①色光鮮艷,彩色飽和度高,高著色強度以及高光澤度;②在四色版印刷中,黃色顏料應具有優良的透明度,以符合彩色還原的質量要求;③良好的油墨印刷適應性,諸如著色印墨的流動性、觸變性等;④溶劑印墨著色的有機顏料應具有良好的耐溶劑性,不發生顏色的變化,不增加著色油墨的粘性;⑤某些領域限用或禁用含有害重金屬的顏料。
油墨體系對于有機顏料的要求主要是顏色、著色力、透明性和遮蓋力等方面,苯并咪唑酮顏料常被用于制造高級印刷油墨, 尤其是需要極高的耐曬牢度的耐用產品或消費品的著色劑,例如戶外廣告。由于良好的耐溶劑性和耐遷移性,苯并咪唑酮顏料經常被應用于聚氯乙烯或其他塑料薄膜的印刷。因為具有較好的耐遷移性、耐溶劑性和再涂性,大分子顏料等也常被用于制作高檔油墨。
(2)在涂料中的應用:涂料是涂裝于物體表面并形成一層漆膜,賦予保護、美化或其他預期效果的化工材料。 涂料用顏料一般要考慮顏料的分散性、 光學性、 流動性和各項牢度等。與印刷油墨相比,涂料用顏料對耐光、耐氣候、耐熱、耐化學品、遮蓋力等有更高的要求。高級涂料所需具備的性質主要包括:①耐久性,耐光與耐氣候牢度;②高遮蓋力或特定的透明度,高著色力與光澤度;③在不同類型的展色料中具有良好的匹配性與易分散性能;④耐化學物質、耐酸、堿性能;⑤良好的儲存穩定性,不發生分層或沉淀現象;⑥耐熱穩定性優良;⑦某些領域限用或禁用含有害重金屬的顏料。
在涂料工業, 苯并咪唑酮有機顏料可用于整個油漆行業以制造各種各樣的工業漆,來滿足工業機械、農用機械及配件的著色要求。許多苯并咪唑酮顏料能滿足汽車漆的應用要求,有些甚至能達到最高使用標準,被廣泛用于制造汽車原始面漆、修補漆和金屬漆。由于具有較好的耐遷移性、耐溶劑性和再涂性,大分子顏料也常被用于制作油漆涂料,如調制建筑漆、乳膠漆等,還有部分品種用于調制汽車的原始面漆和修補漆。
(3)在塑料中的應用:合成塑料的發展,不僅對其著色劑的需求量逐年增加,而且根據著色對象的特性、著色工藝和加工條件,對著色劑的質量提出更高的要求。高級塑料著色劑所需具備的性質包括:①優良的耐熱穩定性能;②優異的耐遷移性能,不發生噴霜現象;③與樹脂具有良好的相溶性和易分散性能;④戶外使用塑料制品著色用的有機顏料更應具有優良的耐光、耐氣候牢度;⑤食品包裝以及玩具用的著色塑料,嚴格限制其中的有害重金屬的含量。
在塑料工業,苯并咪唑酮顏料因其相當好的熱穩定性而被廣泛使用。同時由于許多苯并咪唑酮顏料品種不會影響聚烯烴注塑制品的扭曲性,故可用于厚壁的、大型的、非對稱的注塑制品。在塑料工業,大分子顏料被用于聚氯乙烯和聚烯烴,由于其分子量大,故在基質中具有非常好的耐遷移性。大分子顏料的耐熱性很好,既能滿足軟質聚氯乙烯又能滿足硬質聚氯乙烯的要求,還常被用于合成纖維的原漿著色,如丙綸和腈綸的原漿著色等,制成的紡織品具有很好的應用性能。
(4)在橡膠中的應用:
橡膠在加工過程中采用熱軋機或混煉機,操作溫度為 100℃ ~110 , ℃ 而在硫化時溫度可達 140℃ ~200℃ ,因此要求顏料要有足夠的耐熱性和硫化時不變色。熱軋機和混煉機都是利用剪切力來分散顏料,分散效果不及研磨顯著。為此要求顏料體質柔軟,易于分散,此外橡膠著色用顏料還要求優良的耐光性能。在橡膠工業,苯并咪唑酮顏料因其相當好的熱穩定性而被廣泛使用。下游行業的發展不斷推動有機顏料尤其是高性能有機顏料的需求。隨著生活水平的日益提高,人們越來越在意生活的品質,愿意用更加安全環保、性能更好的產品去取代原先使用的產品, 而高性能有機顏料正好以其優異的性能滿足了客戶的需求。
產業鏈分析:目前,有機顏料上游行業為基礎化工和中間體產業,基礎化工主要包括酸類、堿類等無機化工原料,中間體產業包括胺類、苯類、助劑等有機化工原料,均屬于石化和化學行業,下游行業主要為涂料、油墨、塑料等。
(1)上游行業對其影響:染、顏料行業的上游產業為基礎化工行業和中間體產業。化工行業是我國的基礎行業,在國民經濟中起到舉足輕重的作用,近年來,隨著下游行業的蓬勃發展,化工行業也進入快速發展階段。有機顏料是由不同的化學中間體和基礎化工原料通過化學反應合成的, 所以中間體和基礎化工原料的質量以及價格直接影響著最終顏料的質量和價格。從行業主要原材料的來源來看, 可分為石油化工類、基礎化工類和煤化工 3 大類,其中前兩類占比 90%以上,主要包括胺類、苯類、醇類、脂類等有機化工原料(中間體)和酸類、堿類、鹽類等無機基礎化學原料。
(2)下游行業的發展情況:下游行業對有機顏料的發展有著巨大的拉動效應。有機顏料主要應用于油墨、涂料、塑料和橡膠等領域。油墨是顏料的主要應用領域,油墨主要由顏料、樹脂連接料和助劑構成,顏料約占油墨構成的 10%-20%,顏料決定油墨的顏色、著色力、色度。油墨主要應用于印刷和包裝工業,伴隨著印刷工藝不斷改進及高速印刷的出現,對其著色劑的應用性能也提出了更高且更為具體的要求, 如高的顏料濃度, 良好的流變性、高的著色強度、 透明度及光澤度等, 以及相應的耐溫要求和適當的耐光性。 另外,包裝行業的高速發展也帶動了包裝裝潢以及油墨行業的發展, 尤其是食品包裝業的發展擴大了高性能有機顏料市場規模。在涂料行業產量、產值快速增長的同時,科技標準、質量品牌、環保安全方面的工作也在不斷完善。《涂料行業“十三五”規劃》提出了涂料行業未來發展的主要任務:著力提高涂料行業科技創新能力;調整產品結構,提升產品質量和檔次;優化產業布局,加快涂料企業兼并重組,推動產業集聚和升級,形成一批具有國際競爭力的涂料企業;切實保護生態環境,促進涂料行業的可持續發展。