表面活性剂发展的新动向(1)

DETERGENT &COSMETICS

V ol.25N o.4Au g .2002

第25卷第4期2002年8月

表面活性剂发展的新动向

查伦克雷布1(美),黄汉生

2

摘要:近几年来,全球表面活性剂行业市场疲软,原料成本上涨和产品价格下跌导致利润率下降,表面活性剂行业不得不进行改组、合并。尽管如此,仍然有新的生产技术和新产品在开发,除了新阴离子表面活性剂外,非离子和两性离子表面活性剂增长也极迅速。除介绍全球表面活性剂市场的发展外,着重介绍新的生产技术和新产品。

关键词:表面活性剂;市场;动向中图分类号:T Q423

文献标识码:A

文章编号:1006-72(2002)04-0015-02

收稿日期:2002-04-12

近几年来,原料价格上涨,产品价格下跌已使表面活性剂生产厂家的利润率大为减少。表面活性剂行业的境况为之一变,企业重组、合并之风仍炽。例如,表面活性剂的最大生产厂家之一的德国C ondia 公司正待拍卖;法国巴黎的Rhodia 公司2000年初刚收买了Albri g ht &W ilson 公司的欧洲表面活性剂业务部,2000年下半年就急着把它卖掉。

在今日表面活性剂行情不佳之际,而市场适销对路的产品增长最好,例如烷基葡糖苷(APG )、炔烃二醇和聚羧酸型表面活性剂等3种远超过其他表面活性剂的增长。

据美国C olin A 咨询公司(CAHA )的市场分析家统计,世界表面活性剂的使用量1992年以来一直以3%的年增长率增长,到2000年已增至10140万t/a ,单是在北美,大的最终用户的消耗量将由1998年的10718万t/a 增至2010年的140万t/a ,年增长率为214%。2000年世界消耗的表面活性剂按品种的分配,有一半以上是阴离子表面活性剂,其中大多是直链烷基苯磺酸盐(表1)。

表1

全球2000年表面活性剂的销售量

T ab.1Sale of g lobal surfactants in 2000

1阴离子表面活性剂

德国油化学技术公司1999年3月获得了一项专

利,用此专利可制得一类阴离子表面活性剂,并且可免除为生产它们所需的烷基化工序。不用现有的烷基化过程,不受原料来源的约束,这对表面活性剂中间体和表面活性剂市场将有重大的影响,用此新法可生产烷基芳基磺酸盐。

通常的烷基芳基磺酸盐表面活性剂是采用两步法生产的,第一道工序是将烯烃链连接到芳族化合物如苯上,这需要酸催化剂例如氢氟酸和三氯化铝。生成的烷基化物然后磺化,一般用SO 3磺化,制成烷基芳基磺酸。

新生产法采用与此常规制法的顺序稍有颠倒的反应过程,它是在已经含有SO 3H 基的α-烯烃磺酸

(AOS )连接到芳香环上。此法具体操作如下:

AOS 酸与芳族化合物的混合物在140℃加热2h ,每隔一定时间加水并卸出反应产物,以促进反

应完全。生产出的产品与用常规法生产的产品在一个

重复方面有所不同即磺酸基是连接在烯烃链上的而非连在芳族环上的,因此也可能具有不同的物理性能。试验结果已经显示,它们的热稳定性较好,在水中的溶解度较高,因此这类表面活性剂十分适合配制浓缩洗衣粉,能使浓度等于甚至高于20%的浓缩溶液制成的浓缩洗衣粉。配成的浓度视表面活性剂分子的相对分子质量而定,而用常规法生产的表面活性剂只能配制30%～40%浓度的浓缩洗衣粉。

因为苯环上无磺酸基,表面活性剂生物降解可能较快,目前正在进行生物降解性和其他环境方面的试验。

多种不同磺酸和芳族化合物都可用作原料。迄今

(总159)

表面活性剂的品种销售量/×106

t

脂肪醇乙氧基化物019脂肪醇醚硫酸盐110醇硫酸盐015烷基苯磺酸盐314烷基酚乙氧基化物017其他319总计

1014

16(总160)

N e w trends for the devolo p ment of surfactants

Ch arlene Crabbe

Abstract :F or severel y ears ,the g lobal surfactants industr y has under g one the w eak market ,risin g raw m aterials costs ,fallen p roducts p rice end low erin g p rofit m ar g ins.T hus ,the industr y had to reor g anize and consolitate.In s p ite of these ,new m anufacturin g techni q ue and new p roducts are bein g develo p ed.Beside new t y p e anionic surfactant ,nonionic and am p hoteric surfactants are g row in g ra p idl y .T his article focuses on the descri p 2tion of a new m anufacturin g techni q ue for anionic surfactants and a new t y p e of p roduct m ade b y the p rocess ,in addition to the introduction of the g lobal surfactants m arket 1

K e y w ords :surfactant ;m arket ;trend

已试验的磺酸包括以含C 12、C 14～C 16或C 16～C 18碳链的α-烯烃,该产品除此之外还可用C 7～C 30链长的α-烯烃。

芳族化合物可用苯、甲苯、二甲苯以及取代族化合物例如烷基萘和烷基化烷基酚。

此外,用新法生产的化合物并不一定非得用作表面活性剂,它们也可能用作生产医药、染料和农药的中间体。从化学的观点来看,这类化合物的适用性广泛得多,因为这类化合物能衍生。

免除设置单独的烷基化工序,生产磺酸盐表面活性剂就可省掉相当一大部分设备投资。例如,标准的生产能力为8万t /a 的烷基化装置需要设备投资6700万美元,日常操作费用1300万美元t/a ,不包括原料费用。此新生产法所需设备与常法中使用的设备基本上相同,因此,采用常规法生产的现有设备随时都可以改用新法进行生产。

据行家认为,这类新表面活性剂和生产它们的新制造技术理应受到表面活性剂的欢迎。有一家引进该技术的公司准备用以生产某些产品,另外还有一些对此新技术感兴趣的公司将在2001年商业化生产第一批这类新阴离子表面活性剂。

然而,至少在欧洲,这类新阴离子表面活性剂进入市场可能受到阻碍,因为这类化合物仍然会有芳香环。表面活性剂中的芳族化合物成为欧洲争论的焦点已有相当长的一段时间了。新表面活性剂肯定会被认为是新物质,因此必须登记注册,登记注册审批手续可能需时一年多,需要审批费用至少20万美元,视投入市场新产品的数量和潜在危险评价项目的种类而定。

2非离子表面活性剂与两性离子表面活性剂

虽然新阴离子表面活性剂可能在将来受到重视,但是非离子和两性离子表面活性剂也被列于增长最快的种类的行列。特别是在个人护理用品中,消费者尤其需要较温和、可生物降解和天然成分非离子和两性离子表面活性剂。据英国Frost &S alivan 咨询公司的市场分析家预测,这些更适合日用消费品的要求。例

如以APG 为基本原料的表面活性剂的销售量的增长速度为其他表面活性剂的2倍～3倍。APG 用糖和椰子油制造,性能更能适合消费者寻求的温和性、低生态毒性、长商品货架寿命以及全植物源的要求。

非离子表面活性剂的全球年销售量为160万t ～

170万t ,在个人护理和家庭护理用品以及工业和公

共设施用清洗剂中越来越受青睐。例如,最近用于使淋浴室保持闪光明亮的清洗剂就含有APG 。1999年C o g nis 公司推出了APG 的固体颗粒。这种用已获专利的流化床粒化法制造的细小珠粒用于配制某些片状洗衣粉,这种产品在欧洲正日益普及。

3炔烃二醇型表面活性剂

另一类快速增长的产品是炔烃二醇型表面活性剂。这类非离子表面活性剂由美国空气产品与化学品公司制造,其销售速度为油漆与涂料中使用的其他表面活性剂的近3倍。其得以迅速普及的原因是关于挥发性气体化合物(VOC )和油漆中空气危险污染性物质的环保法规日益严格。这样的法规促使溶剂性涂料向水性涂料转换。VOC 含量较低的涂料一般都含有较多的表面活性剂。此外,其他技术例如粉末涂料和辐射或蒸气固化涂料也都需用表面活性剂。据CAHA 公司预测,这些涂料技术的年增长率将高达5%～15%。

4聚羧酸型表面活性剂

又一类市场适销对路的表面活性剂是用作混凝土的超塑化剂的聚羧酸型表面活性剂。这类化合物能增加水泥砂浆的流动能力,而不需在水泥砂浆中加很多水,因此混凝土固化后强度较高。混凝土中传统使用的表面活性剂是木质素磺酸盐,但萘磺酸盐甲醛凝聚物已夺取木质素磺酸盐很大的市场份额。

下一代超塑化剂聚羧酸价格较贵,但增塑效率较高,使用量较少,故其增长速度为混凝土砂浆中使用的其他表面活性剂的5倍。随着北美经济的日益繁荣促使建筑业高速发展,预期在这一领域使用的表面活性剂将会有巨大增长。

科技广场第25卷

日用化学品科学