大量的消费品和工业产品,从塑料到燃料;从油漆和涂料到润滑剂;从个人护理产品到家用、工业和机构清洁剂(“HI&I”),以及许多其他产品,历史上都是基于从石油、天然气、页岩油、油砂、沥青、煤炭等化石燃料中提取的起始材料。188金宝搏bet官网在过去的几十年里,人们进行了大量的讨论、研发、营销和销售工作,旨在将尽可能多的基于化石燃料衍生的特种化学品的产品转化为“绿色”(生物源)类似物。这一运动的驱动因素是多种多样的,但一些更重要的考虑包括生物源材料相对于-à-vis有限化石燃料的可持续性;188金宝搏bet官网有可能降低某些生物来源材料的碳足迹;188金宝搏bet官网消费者“喜欢”低气味、标签上有良性警告的材料。188金宝搏bet官网这种探索在塑料、燃料、油漆和涂料领域最为迫切,在这些领域,从玉米、大豆和多年生草等种植和收获的原始成分中开发出的产品已经取得了不同程度的进展。这非常有道理,因为化石衍生的化学物质,尤其是基于石油的化学物质,最终将需要替代品——未开发的石油储量是有限的,而农作物是可再生的。

然而,至少就目前而言,世界似乎在定期发现新的石油储备,而且由于COVID-19大流行大幅减少了对石油的需求,目前石油过剩,这对其价格产生了巨大影响。绿色化学的发展仍在继续,但它在多大程度上影响了涂料行业的各个环节?188BET竞彩这些来自新的、非石油来源的化学物质往往比基于石油的类似物更昂贵。随着长期的低原油价格,这些新的化学品能否在各种油漆和涂料领域和区域市场取得足够大的entrée,以获得并保持一个坚实的、商业上可行的立足点?COVID-19及其对石油需求的影响,再加上COVID-19前的石油供应过剩和持续的粮食供应中断,这些经济力量将抑制石化、生物、油漆和涂料等某些领域的近期大幅增长。尽管如此,原油的价格和可获得性只是决定全球和地区油漆和涂料行业在任何给定时间将如何表现的两个极其重要的因素。188BET竞彩

一般来说,石油价格对绿色/可持续/生物源材料的影响尚不能确定,但可以合理地假设,推动生物源材料使用的动力在某些方面与推动石油化工类似物使用的动力相似,但在其他188金宝搏bet官网方面略有不同,包括监管法令、健康和安全问题、环境问题、消费者偏好等。因此,没有理由相信原油价格对新冠疫情后世界对绿色油漆和涂料的兴趣和使用的影响会比新冠疫情前更大。然而,它可能会产生不同的效果。

绿色化学:油漆和涂料的未来?

生物来源的化学物质有时被称为“可再生化学”,现在人们熟悉的一个术语是“绿色化学”,这个术语没有严格的定义,但易于使用,在全球范围内使用,并传达了一般的概念。不管命名如何,它是一种化学,通过各种化学过程将活的有机原料转化为有用的化学物质,这些化学物质可以作为成品成分或反应物,以生产广泛的特种化学品,包括低聚物和聚合物。

全球涂料市场上用于油漆和涂料生产的所有成分(来自任何来源,石化或生物材料)的细分,让我们对可能用于“绿色”化学用途的原材料类型有了一个非常高188金宝搏bet官网的认识(图1)。

全球油漆和涂料行业,按成分(体积)188BET竞彩计算,3750万吨*(2019年不包括2300万吨水)。
图1全球油漆和涂料行业,按成分(体积)188BET竞彩计算,3750万吨*(2019年不包括2300万吨水)。

2019年2019冠状病毒病之前,预计全球将有3750万吨颜料、树脂、溶剂和添加剂等化学品用于油漆和涂料的生产。一个大的类别(12 MMT)是由颜料组成的,可以肯定地说,无机颜料,如二氧化钛,填料和其他无机彩色颜料永远不能从生物材料中获得。188金宝搏bet官网一些有机颜料可能能够使用“绿色”前驱体化学,但如图所示,彩色有机颜料仅占颜料总消费量的一小部分(0.2万吨)。然而,这些材料的生产商不断努力减少生产188金宝搏bet官网颜料所需的能源,尽量减少浪费,并最大限度地提高产量。在这一点上,颜料厂商当然有一种“可持续性”的心态。

绿色溶剂

油漆和涂料原材料中最大的类别是溶剂,至少乍一看,这为生物基(“绿色”)产品提供了相当多的机会。188金宝搏bet官网由于油漆和涂料行业在全球范围内代表了溶剂188BET竞彩的最大使用类别,无论是原材料供应商还是油漆和涂料配方商,这都是一个集中研究的自然领域(图2)。

溶剂的市场使用,价值350 - 400亿美元(2019年)。
图2溶剂的市场使用,价值350 - 400亿美元(2019年)。

在2020年2019冠状病毒病之前,用于所有应用的生物基溶剂(油墨;涂料;粘合剂;家庭护理;估计为30 - 50亿美元,全球溶剂市场总额估计为350 - 400亿美元(图3)。

按行业和数量计算的全球溶剂使用总量。
图3按行业和数量计算的全球溶剂使用总量。

虽然涂料中溶剂使用量的增长仅为约1-2%的CAGR(2014-2019年),但绿色溶剂在涂料中的增长表现出更快的增长率-约4-6%的CAGR,这是由绿色涂料增长>6%所驱动的2——因为他们在取代石油基传统溶剂方面取得了进展。考虑到环境和监管压力,以及北美、欧洲和亚太等全球主要涂料生产地区希望减少对石化溶剂的依赖,在新冠疫情后可预见的未来,增长肯定会继续。

绿色溶剂可以包括各种各样的产品,比如从玉米中提取的生物乙醇;大豆油中的大豆甲基;从各种类型的生物质中提取乳酸乙酯、正丁醇和丙酮;d-柠檬烯,从柑橘皮中提取。这些和许多其他物质,要么被用于——要么有可能被用于——油漆和涂料。

全球所有地区都在考虑或已经在使用绿色溶剂。尽管如此,石油基溶剂成本低,容易获得,具有完善的基础设施,并且总体而言,由于工艺效率的提高,碳足迹极低,所有这些都为绿色溶剂带来了巨大的阻力,因为它们相关的更高的原料成本,更复杂的制造工艺,以及(潜在的)更高的碳足迹。这些反过来又会影响绿色材料的成本。188金宝搏bet官网然而,绿色化学制造商继续研究如何使绿色溶剂在商业上更容易获得,在经济上更可行,这得益于2019冠状病毒病导致的作物中断,这可能会在2021年之前压低大豆和玉米的价格。低油价导致的乙醇需求疲软是推动绿色溶剂开发和使用的另一个因素。

绿色聚合物

绿色化学进入油漆和涂料市场的另一个机会是通过生产用于制造聚合物的生物基单体。醇酸树脂,通常含有大量的生物基含量,当然,已经使用了几个世纪,尽管在过去的60年里,人们预测它们即将消亡。(当我1970年加入宣伟时,没有人教我如何烹饪醇酸,因为他们预计醇酸的使用量将在7-10年内降至基本为零。)尽管如此,这一技术仍在随着美国GDP的增长而继续增长,略低于欧洲的GDP,快于亚太地区的GDP——例如,在中国和东南亚,醇酸(所有类型-传统溶剂型;水性;和高固体)占所有涂料的15-18%。醇酸树脂和涂料的研究仍在进行中,树脂和涂料实验室(如俄亥俄州哥伦布市的OPC Polymers)以及大学和研究机构(如阿克伦大学聚合物工程系(Mark D. Soucek教授,博士,主席)的工作鼓励增加醇酸的使用。3.ChemQuest技术研究所(Douglas Corrigan博士,主任)。这种类型的工作已经产生了生物基的单体路线,如生物己二酸、生物衣康酸和生物呋喃二羧酸,以及其他,并将出现更多。这些新的生物分子中的许多都是或可能适合于制造油漆和涂料生产商使用的生物聚合物。

超越“生物热潮”

了解供应商、分销商和配方商对生物源材料的实际想法是很重要的。188金宝搏bet官网欧洲涂料杂志最近进行的一项全球调查4这表明,这三种材料现在对生物材料的兴趣比过去更大,但这实际上归结为所有新原材料在油漆和涂料领域面临的一个共同障碍:成本/性能188金宝搏bet官网比(图4)。

生物源化学:关注成本/性能vs.“所有其他问题”。
图4生物源化学:关注成本/性能vs.“所有其他问题”。

如果一种新材料更贵,它必须提供一个或多个积极的属性来证明更高的价格是合理的。这些属性之一很可能是“绿色”,它将满足各种国家和地方法规的要求,并对一定比例的企业和消费者产生强烈的兴趣,对他们来说,“绿色”为产品增加了价值,并证明了其增值定价的合理性。总结:然而,对于油漆和涂料的大多数用户来说,“增值”定价满足行业“成本/性能”要求的临界点将至少在未来5-7年。

参考文献

1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26225963

2涂料行业全球市场分析(2019-2024年)。188BET竞彩世界涂料委员会(WCC)和ChemQuest集团公司。第5章,“建筑涂料”,291页。https://www.paint.org/programs-publications/publications/market-analyses/

3萨拉塔,R.R.;Pellegrene b;Soucek,医学博士,“改善醇酸涂料干燥动力学的可见光固化包,”有机涂料的进展,第144卷,2020年7月,第105672条。

4“生物基涂料综述”,《欧洲涂料杂志》,2019年(09-2019)。https://www.european-coatings。
com/Markets-companies/Raw-188金宝搏bet官网materials-market/Biobased-coatings-survey-Prices-will-go-down/ (cpg) / LA0105吗?utm_source = interner-verweis-redaktion&utm_medium = referral&utm_campaign = Online-Verweise_Redaktion&cpg = LA0105