高吸水性树脂
产品介绍
高吸水性树脂(简称SAP)是新开发的一种含有强亲水性基团并具有一定交联度的功能性高分子材料。它能够很快吸收比自身重量大数百倍的水形成凝胶,此凝胶在一定压力下仍能保持住水分而不分离出来。聚丙烯酸盐、淀粉丙烯酸盐聚合物、淀粉-丙烯腈接技共聚物、丙烯酰胺-丙烯腈-丙烯酸三元共聚物等均可作为高吸水树脂。外观一般制成粉状或细颗粒状,其具有吸水速度快、吸水量高的特点。产品易吸潮。无毒、对人体无刺激性、无副反应。
产品用途:在造纸工业中用于纸尿布、卫生巾、餐巾纸等。还可用作化妆品,软膏、药物、洗涤剂的增稠剂,土壤改进剂,药物缓释基料,水泥、砂浆、混凝土改性剂,工业用油品和气体脱水剂,造林育苗保水剂等。

常见工艺路线
目前SAP的工业化生产方法主要分为5种,分别是水溶液聚合法、反相悬浮聚合法、反相乳液聚合法、本体聚合以及辐射交联聚合。这5种方法有着各自的特点,也使用于不同的环境,适用于不同的条件。
水溶液聚合法:该方法是制备高吸水性树脂的较为广泛的方法,也是目前全世界使用的频次最高的一种方法。该方法主要将水作为溶剂,把丙烯酸单体经过碱液的中和后,制备成丙烯酸钠溶液,然后通过添加交联以及引发剂,利用聚合釜将物料聚合,经过交联、干燥等一系列的工艺制备高吸水性树脂。该方法在生产过程中并不会造成严重的环境污染,产生的废物含量较低,在生产过程中消耗的能量也比较低,因为受到批量生产工厂的追捧。但是采用该方法也有一定的缺点,在生产过程中聚合的温度不好控制,也影响着最终的产量。
反相悬浮聚合法:这种方法比较早就应用于工业当中。该方法主要使用的是有机溶剂,除了添加交联剂以及引发剂外,还需要添加分散剂,将反应物分散到油相当中然后进行聚合,然后依靠引发剂最终制备出聚合物悬浮液,并且该生成物不溶于水,这样能够采用分离的方法最终制备出产品。采用这种方法最终制得的产物均匀,反应的速度也快,最终制得的产品吸水的速率高,也具有很强的保水性能。但是该方法也有一定的弊端,比如说才制备的过程中会产生大量的热量,不能够继续反应下去,必须及时地除走反应热。该方法在生产过程中需要的能耗大,溶剂的回收方式也需要大量的成本。
反相乳液聚合法:该方法与反向乳液聚合法较为相似,只不过两者所使用的引发剂不同,该方法使用的引发剂为油溶性,在液滴的内部进行反应。该方法的好处是温度易于控制,制备的方式也较为简单,产品吸水的速率也比较高,但是跟反相悬浮聚合法一样,制备的成本较高。
本体聚合法:该方法的操作方式更为简单,所使用的反应物比较单一,只是利用单体自身参与聚合反应,制备的聚合物也只有本体这一种,不加入任何其他的反应物。但是该方法在制备的过程中会产生大量的热量,严重的很容易爆聚,较为危险,该方法目前已经不在进行使用。
辐射交联聚合法:该方法主要采用的是能量辐射。其中微波辐射法在辐射能量照射下,能够快速地提高温度,反应物也被均匀加热,方法操作简单,制备出的产物纯度高。该方法采用的算是屋里能量照射的方法,不用加入交联剂等物质,这样反应得较为均匀,纯度高。这种情况即使是在温度较低的情况下也能够进行制备,也可以有效地控制反应速率。该方法因为不需要加入其他的化学物质,所以不会产生环境污染,但是该方法在前期可能需要大量的设备投入。
市场发展趋势分析
商业化SAP主要包括丙烯酸共聚物、聚丙烯酸钠共聚物、聚丙烯酰胺共聚物等。不同类型的树液有不同的用途。粉状树液主要用于纸尿裤和卫生用品,颗粒状和球状树液主要用于除臭产品,纤维状树液主要用于抗静电纤维等领域。高吸水性树脂上游原材料为精制丙烯酸和液碱,下游则广泛应用于婴儿纸尿裤、卫生巾等一次性卫生用品,以上领域普遍采用丙烯酸钠作为交联聚合单体。此外,SAP还作为吸水材料广泛应用于农林节水、工业、医疗等领域。在农林水保领域,通常采用交联丙烯酰胺或丙烯酸钾共聚物。
据新思界产研中心调查,高吸水性树脂因其高吸水性而广受追捧,产能持续攀升,在2020年达到150万吨。经过多年的快速发展,世界SAP生产规模不断扩大。目前,全球SAP市场容量主要分布在中国、日本和欧洲。2020年全球SAP产能约505万吨/年,全球SAP三巨头分别为日本催化剂、德国巴斯夫和德国赢创。从国内市场来看,2020年,国内SAP产能前三的企业分别是宜兴丹森、山东诺尔和南通,合计占比50%。
目前,我国高吸水性树脂(SAP)行业主要应用于卫生用品,其应用份额占比超过90%。具体来看,婴儿纸尿裤消费份额约占高吸水性树脂(SAP)的70%,成人失禁用品约占17%,女性卫生用品约占9%。目前,我国育儿理念从过去传统、粗糙的育儿方式向科学化、精细化、个性化方向转变,进而带动母婴消费进一步升级。父母逐渐追求健康育养,诸如以纸尿裤为代表的母婴卫生用品被越来越多的消费者所接受并选择购买,婴儿纸尿裤也成为母婴消费中的重点品类之一。近年来,我国婴儿纸尿裤消费规模持续上升,截止2022年市场规模达513.74亿元。
成人纸尿裤是供成人使用的纸尿裤,其受众群主要是行动不便、瘫痪、失禁的老年人或成年人,也有部分提供给那些因长时间忙碌而不方便如厕的人。随着生活水平的提高和思想观念的转变,成人纸尿裤在中国市场上也开始崭露头角。不过,现阶段,我国成人纸尿裤行业整体市场渗透率不足20%,与发达国家有较大的差距。根据数据显示,2022年我国成人纸尿裤市场规模为164.8亿元。
2020年全球高吸水性树脂市场规模为 91.9 亿美元,预计 2021 年至 2028 年的复合年增长率 (CAGR) 将达到 6.9%。对婴儿纸尿裤和成人失禁等卫生用品的需求不断增加产品,预计将成为市场增长的重要驱动力。
生产企业
东营市诺尔化工有限责任公司
山东蓝湾新材料有限公司
卫星石化股份有限公司
宜兴丹森科技有限公司