为更美好的未来研发创新材料

探访卡博特徐州特炭工厂

五彩斑斓的世界缺少任何一种颜色都是残缺的。品种繁多的材料领域缺少任何一种原料支撑都是遗憾的。在这其中,黑色是永恒的颜色,起重要作用的有一支“黑色分队”炭黑。而在炭黑领域,领头羊卡博特公司百年来都在坚持以市场需求、应用为主导,前瞻性地进行研发,致力于为更美好的未来助力添彩。

截至目前,卡博特在全球拥有40多家工厂向当地市场提供产品和服务,其中31家炭黑工厂,总年产量超过200万吨,居世界首位。自1988年进入中国市场以来,卡博特在华业务发展非常迅速,其炭黑板块的成绩也是十分耀眼的。目前,卡博特的炭黑业务在中国市场占比很大,也是他们以市场应用为主导、积极准确地进行前瞻性市场布局的战略体现。2000年以后,卡博特在中国开始大规模的收购、投资建厂,至今已累计投资超过10亿美元,拥有9家工厂。其中,卡博特在天津、上海、邢台的工厂主要生产炭黑基础产品,而其天津工厂已经是卡博特全球集补强炭黑、特种炭黑、导电炭黑以及色母粒和导电混配料于一体的最大旗舰工厂。目前,卡博特在中国第四家炭黑生产基地——卡博特高性能材料(徐州)有限公司已经正式投运。

卡博特徐州公司总经理、亚太区市场经理兼全球纤维业务市场经理喻照华介绍说:“徐州工厂拥有2条生产线,具有年产5万吨特种炭黑的生产能力,将是国内少数能生产特种炭黑的工厂之一。其中,有一条生产线专门为化纤行业提供所需的特种炭黑产品。随着徐州工厂投产,它将使卡博特成为国内最大的特种炭黑产品制造商,为中国乃至亚太市场客户提供更加广泛、便捷、迅速的产品解决方案。同时,新工厂选在了徐州,也是考虑到其地理位置的优势,可满足江浙一带化纤企业的需求。”

积极前瞻市场趋势 精准对接需求

目前,卡博特的炭黑产品种类齐全,除了基本品种,还向客户提供高端产品和优质服务。这是卡博特在炭黑业务方面突出的优势。卡博特在华以其雄厚的实力、创新的技术及优质的产品和服务获得了客户广泛认可。

喻照华表示:“谈到炭黑,更多关注点在于补强性,尤其应用于轮胎行业的炭黑。而特种炭黑相对于普通炭黑来说,有更多性能优势。特种炭黑的着色性、流变性和导电性都能让其起到‘画龙点睛’的作用。如果把我们生活的方方面面比作菜肴,那特种炭黑就像味精。每种应用中的用量较少,但是用途非常广泛,而且缺少了特种炭黑,‘菜肴’自然就缺少了滋味。”

目前,中国市场已经成为卡博特全球体系里最重要的一环。2021年,尽管受新冠肺炎疫情影响,卡博特依然取得了亮眼业绩,尤其是纺丝级炭黑实现了50%的增长。喻照华说:“这既得益于中国是世界最大的化纤生产国和消费国,也得益于卡博特在生产、研发、销售服务在中国的提早布局和成熟的供应体系。”

过去十几年,中国原液着色纤维总体上处于产业快速发展期。相关数据显示,2011~2020年中国原液着色纤维产量年复合增长率6.5%,截至2020年中国原液着色纤维产量约为600万吨,其中,黑色纤维的产量约350万~400万吨,炭黑成为了最受欢迎的着色剂。作为炭黑领域领头羊的卡博特公司,早早就察觉到了这样的市场趋势,并且敏锐把握了市场机遇,积极地进行了前瞻性创新材料研发。

喻照华介绍,卡博特是最早介入化纤原液着色应用的炭黑企业。公司对于纺丝炭黑的研发,其实源于20多年前。“当时我们看到了原液着色技术的潜力优势,更看到开发这项创新技术与卡博特的战略不谋而合。”喻照华说,“2016年,卡博特成立了卡博特亚太技术中心(ATC),将其先进的纺丝级炭黑生产技术从欧洲转移到了上海,配备了先进的化纤实验室,为中国化纤企业提供快速响应的技术支持。”

不仅着眼于化纤行业,卡博特在导电炭黑板块也风生水起。2020年,卡博特以1.15亿美元收购中国领先的碳纳米管(CNT)生产商深圳三顺纳米新材料有限公司,并成立了卡博特高性能材料(珠海)有限公司。碳纳米管业务的加入增强了卡博特原有的导电碳产品系列,包括VULCAN XC系列炭黑、用于先进铅酸电池的PBX高性能碳添加剂、用于锂离子电池的LITX导电添加剂,以及ATHLOS碳纳米结构。至此,卡博特成为唯一具有在商业上获得成功的炭黑、碳纳米管、碳纳米结构和分散技术的碳添加剂供应商。

融合应用研发和工艺研发 保持行业领先地位

随着现代工业发展,特种炭黑市场需求广阔、容量不断增加,行业集中度加强,具有领先技术优势的企业市场占有率优势更加明显。卡博特在这股洪流中,以他们的创新技术、市场占有率、市场满意度以及亮眼的业绩,诠释着“炭黑领域领头羊”。可以说,这源于他们对市场需求、客户应用的前瞻性把握、精准的市场布局,以及卓有成效的产品创新研发。

喻照华表示:“对行业相关的基础研究与深入的理解,我们从不间断,延续了100多年,比如,其导电性、流变性等。但是针对市场特殊应用的研发,我们更侧重于市场需求、贴近用户,极快地迎合市场需求。我们针对每一个细分市场,都有专门的研发团队进行有针对性的研发。我想这也是我们保持行业领先的重要原因。”

“特种炭黑特点是精细化和专用化,广泛用于塑料、涂料、油墨、军工、电子、通讯、电缆、光缆、高能电池、静电复印、感光材料、印染、造纸及冶金等很多领域。”卡博特亚太技术中心高性能添加剂业务实验室经理毛席俊介绍说,“观察中国市场发展趋势,我们发现电子产品趋向小型化、轻薄化,集成度升高等。这些新市场需求给了我们更多开发新产品的机遇,让我们的产品快速融入市场。事实上,卡博特的产品开发源于两个方面——应用研发和工艺研发。两部分结合起来,我们才能够生产出真正受市场欢迎的产品。”

亚太区塑料应用市场经理、卡博特高性能材料业务的吴胜利也认为:“我们的研发工作一定是靠近市场、贴近客户。因为我们研发的侧重点在于应用,挂钩市场需求,提前布局、创新研发。对市场需求的追踪与前瞻性把握,有针对性地进行研究。”

吴胜利举例说:“卡博特所销售的纺丝级炭黑已被广泛应用于涤纶、锦纶、丙纶、氨纶和纤维素纤维等化纤产品中。卡博特纺丝级炭黑产品具有良好的黑度、典雅的蓝相、以及优异的可纺性和易分散性,因此深受广大化纤客户的喜爱。比如,BLACK PEARLS 800 特种炭黑应用于多种、高价值、要求良好外观的塑料零部件(包括汽车和电子产品),其黑度设定了行业标准。BLACK PEARLS 800 特种炭黑可使模塑制品具有优越的外观表面,兼具了高黑、蓝相以及流动性。它应用于高黑以及配色,包括汽车内饰、消费电子产品、家用电器。BLACK PEARLS 800 特种炭黑可混入树脂,用于美学应用,它也是对聚酰胺(PA)、对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚甲醛(POM)等对于添加炭黑敏感的深黑色聚合物着色的理想选择。”

吴胜利说:“卡博特的产品是紧跟市场趋势的,甚至可以说是引领市场趋势的。比如,我们的特种炭黑被添加在核酸检测用的移液管中,让制成品可以达到抗静电级别;在高科技领域,我们的导电炭黑应用到在5G手机、基站等,因为传统材料已经无法完全满足应用需求;特种炭黑能改变高分子材料的电性能。大多数高分子聚合材料的电阻率都非常高,掺用一定量的炭黑后,可使这些材料的电阻率降低至100Ω·cm以下,使高电阻的高分子材料变为具有半导电性能或抗静电屏蔽性能的材料,可用于生产高压电缆的导电屏蔽材料和制造高精度电子产品的防静电包装材料。炭黑中的超导电品种适用于高能电池、印刷电路等许多产品。”

突破技术壁垒 为下游“授玫瑰” 

众所周知,炭黑是原液着色纺丝技术中被最普遍使用的一种着色助剂。而原液着色技术是新世纪以来纺织行业的一大颠覆性技术。而卡博特是最早介入化纤原液着色应用的炭黑企业。

自进入纺丝级炭黑研发以来,卡博特不断与大学和机构协作,突破原液着色技术瓶颈,为环保绿色贡献力量。在卡博特研发人员的精心研究下,发明了特殊的表面处理技术,完美解决了行业难题。特别是一款新的纺丝级特种炭黑BLACK PEARLS 5160,其黑度是化纤行业中非常好的一款产品,可纺性能满足化纤行业的要求。

业内人士也纷纷表示,这项技术既避免了染色环节的高能耗、高废水排放问题,又提升了产品的色牢度。原液着色纤维具有以下优势:一是对环境友好。纺前着色所用着色剂不含禁用结构和有害成分,对环境友好,对人体不会造成伤害,同时纺丝过程中不产生废气、废渣,原料利用率为100%。二是性价比高。纺前着色过程与纺本色丝再染色相比较,仅增加一个母粒注入环节,而去掉了整个印染过程,减少了原材料的消耗,特别是因为无废水产生,节省了巨额的治污费用。据统计,纺前着色的成本在印染成本的一半以下。三是低能耗。纺前着色仅在色母粒加工制造过程和化纤厂使用前的过程中消耗电能,每吨有色纤维的着色能耗约为50千瓦时,比印染更为节能。

相关资料显示,目前,我国特种炭黑的许多应用领域进口产品仍占主导地位。而建筑、包装和汽车行业对塑料、油漆和涂料的需求不断增长,推动了市场对特种炭黑需求增长。该行业正处于用量快速增长、新品种大量开发的时期。据中国橡胶工业协会预测,橡胶用炭黑需求量将以年均13.5%的速度增长,而特种炭黑需求量将以18%以上的速度增长。在这样的市场背景下,作为炭黑业务领头羊的卡博特,在中国市场不断加大投入,前瞻市场趋势创新研发,用实际行动“授人玫瑰”,为中国的特炭市场以及相关下游行业带去强有力的支持。


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