氟硅材料標準現(xiàn)狀與展望

史婉君 方 路 張建君 吳克安 方 敏 陳 清 鬲春利

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）

化工新材料作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中新材料產(chǎn)業(yè)重要組成部分，應用范圍極其廣泛，是我國發(fā)展尖端高新技術產(chǎn)業(yè)的基礎性、先導性和關鍵性材料[1]。氟硅材料屬于國家《新材料產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》中的先進高分子材料，與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)也密不可分，氟硅材料耐高溫、低溫、耐腐蝕、抗老化及強度高、耐摩擦等優(yōu)異的性能，目前已廣泛用于航空航天、高速鐵路、大飛機、汽車、化工、新能源、電子信息等領域，直接關系到國家各方面的快速發(fā)展特別是如航空航天、新能源利用中的光伏發(fā)電等新興領域的發(fā)展[2]。

氟硅材料應用面非常廣泛，而氟硅材料的標準種類不全，專用方法標準尚未健全等問題日益明顯，已經(jīng)不能適應氟硅材料行業(yè)發(fā)展的要求。為此，開展氟硅材料標準化體系研究，加快我國氟硅材料標準化事業(yè)的發(fā)展成為一項十分緊迫的任務。

1 氟硅材料行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

中國的氟化工起步于上世紀50年代，出于軍工對高性能的含氟材料的需要，國家在幾個定點的單位著重發(fā)展含氟特種材料，當時基本屬于小規(guī)模成本的發(fā)展，滿足了當時的國防發(fā)展需要。隨著經(jīng)濟的大發(fā)展，含氟高分子材料逐漸轉為以民用為主，特別是進入21世紀以來，我國氟化工開始步入快速發(fā)展的階段，隨著我國對氟化工產(chǎn)品的需求快速增加，各公司不斷加大投入，通過自身技術和成果產(chǎn)業(yè)化以及與國外氟化工企業(yè)技術合作或合資的形式改進生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)技術水平快速提升，生產(chǎn)規(guī)模迅速擴大，產(chǎn)品品種逐步增多，產(chǎn)品質(zhì)量普遍提高，基本滿足國內(nèi)需求，部分產(chǎn)品可以參與國際市場的競爭，但高端聚合物仍然需以進口為主。隨著中國國民經(jīng)濟年均GDP的高速增長，特別是汽車、建筑、石油化工、電子信息業(yè)等行業(yè)的快速發(fā)展，為有機氟材料的發(fā)展提供了廣闊的市場空間。與全球含氟高分子材料的生產(chǎn)能力與消費需求快速同步增長，亞洲地區(qū)尤其是中國的發(fā)展迅速，近幾年全球消費增長率在4%左右，而中國的年增長率超過15%。中國與美國、日本、歐盟形成了世界四大氟產(chǎn)品生產(chǎn)和消費區(qū)。我國“十一五”以來從事氟化工的企業(yè)有1000多家，2009年產(chǎn)值為300億元，2011年約為600億元，預計到“十二五”末中國氟化工行業(yè)總產(chǎn)值將達到1500億元以上[3]。

有機硅材料被稱為是工業(yè)的維生素，科技發(fā)展的催化劑，與航空航天、電子電氣、汽車、醫(yī)療、化工、輕紡等緊密相連，其消費水平與國民經(jīng)濟和人民生活水平密切相關；特別是高性能有機硅材料是制造近遠程導彈、運載火箭、航天飛機、通訊衛(wèi)星、高速列車等不可或缺和替代的材料。我國有機硅行業(yè)起始于20世紀50年代，經(jīng)過50多年的發(fā)展，有機硅材料以其優(yōu)異性能和特殊功能，廣泛應用于日常生活、各個工業(yè)部門和高新技術領域與新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，成為不可或缺和不可替代的化工新材料。90年代以后，有機硅行業(yè)已發(fā)展成為技術密集，在全球國民經(jīng)濟中占有重要地位的新型產(chǎn)業(yè)。我國政府一直鼓勵和支持有機硅材料的發(fā)展，列為重點發(fā)展領域。近幾年，隨著世界有機硅巨頭紛紛投資在中國建廠和研發(fā)機構，世界有機硅已經(jīng)進入中國時代[4]。中國的有機硅工業(yè)已形成門類齊全、品種較多、與其他產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度大的高新技術產(chǎn)業(yè)，是世界上發(fā)展最快的國家，發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬熬薮?，已取得令人矚目的成就，成為全球的生產(chǎn)和消費大國。隨著國內(nèi)建筑、電子電氣、汽車、日化和紡織等制造工業(yè)的發(fā)展，我國有機硅產(chǎn)品的消費量長期快速增長。2000～2009年間，國內(nèi)有機硅單體的消費量由2000年的13.5萬t增長到2010年的50.8萬t，增加了3.7倍，年均消費量以20%以上的速度遞增，遠遠高于世界其他國家和地區(qū)，是全球有機硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動力[5]。

總之，在整個氟硅行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，國內(nèi)企業(yè)在靠近原材料的低端產(chǎn)品方面具有一定的競爭力。在附加值高、加工深度以及技術要求高的產(chǎn)品領域中，基本上由國外企業(yè)占據(jù)。特別是高端氟硅材料產(chǎn)品的標準，我國還很不健全，急需建立和完善該領域的標準體系，規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進技術進步和產(chǎn)業(yè)升級。

2 氟硅材料相關標準情況分析

2.1 國外氟硅材料相關標準情況分析

從表1分析可知，氟硅材料的基礎性標準缺失，建立了部分試驗方法標準、產(chǎn)品標準、材料制品標準，以及零星的制品維護安全指南標準。尚未建立相應的ISO國際標準，標準多為汽車、航空專用材料的規(guī)范性標準，標準以氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、氟樹脂、硅樹脂為主，而氟硅樹脂、氟油、硅油、氟硅油、硅烷偶聯(lián)劑、氟硅烷偶聯(lián)劑的相關標準幾乎未找到，雖然國外企業(yè)會建立相應的企業(yè)標準但難以獲得也未見公開報道。

表1 國外氟硅材料相關標準

2.2 國內(nèi)氟硅材料相關標準情況分析

表2 國外氟硅材料相關標準

從表2分析可知，氟硅材料的基礎性標準較為缺失，建立了少量的試驗方法標準、產(chǎn)品標準和材料制品標準，標準多為90年代制定，以行業(yè)標準為主，標準以氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、氟樹脂、硅樹脂、硅烷偶聯(lián)劑為主，而氟硅樹脂、氟油、硅油、氟硅油、氟硅烷偶聯(lián)劑的相關標準幾乎未找到，雖然國內(nèi)企業(yè)會建立相應的企業(yè)標準但無法共享。

綜上所述，國內(nèi)外氟硅材料的國際、國家、行業(yè)標準尚不健全，有許多品種還沒有標準可依。國內(nèi)各企業(yè)的產(chǎn)品標準、技術規(guī)范、操作標準、安全規(guī)程等相互之間不公開，缺少行業(yè)性規(guī)范、缺少標準應具有的專業(yè)性和權威性。在國際貿(mào)易中，我國的相關標準認可度低，往往采用合同標準，指標和檢測方法由外商決定，容易引起貿(mào)易摩擦，往往處于被動局面。中國在氟硅材料領域正在加速發(fā)展，大規(guī)模擴建，如果不能及時跟上全球氟硅材料行業(yè)的標準發(fā)展趨勢，我國的氟硅材料發(fā)展軌跡也會跟不上全球氟硅材料發(fā)展軌跡，所以需盡快完善適合我國國情又合乎國際潮流的標準體系，急需制定專業(yè)性強、實用性強的國家標準及行業(yè)標準，以滿足國內(nèi)氟硅材料行業(yè)的發(fā)展需求[6]。

3 展望

3.1 建立氟硅材料標準體系時機成熟

縮短我國新材料產(chǎn)業(yè)與國際先進水平的差距，增強企業(yè)發(fā)展實力，參與國際競爭，加速產(chǎn)業(yè)轉型是有效的途徑之一。新材料目前大約10%左右的領域處于國際領先水平，60%～70%處于追趕狀態(tài)，還有20%～30%與國外同行存在相當?shù)牟罹?。而我國氟硅材料已逐漸形成較完整的產(chǎn)品體系。中國氟化工行業(yè)總產(chǎn)值預計到“十二五”末將達到1500億元以上，有機硅則以年均消費量以20%以上的速度遞增，遠遠高于世界其他國家和地區(qū)，已成為全球氟化工、有機硅、氟硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動力，已跨入世界氟硅材料生產(chǎn)大國行列，正在為國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速發(fā)展做出積極貢獻[6]。國外氟硅材料的相關標準有部分可參考，但試驗方法和產(chǎn)品標準較為缺失。急需制定既適合國情又能主導氟硅材料行業(yè)的標準，如氟樹脂、氟橡膠、氟油、硅樹脂、硅橡膠、硅油、硅烷偶聯(lián)劑、氟硅樹脂、氟硅橡膠、氟硅油、氟硅烷偶聯(lián)劑的基礎、通用方法、產(chǎn)品、節(jié)能減排及安全環(huán)保等標準。盡快搭建氟硅材料標準框架，建立較為完善的氟硅材料標準體系。

瞄準國際先進水平，立足自主技術，健全氟硅材料標準體系、技術規(guī)范、檢測方法和認證機制。加快制定氟硅材料產(chǎn)品標準，鼓勵產(chǎn)學研用聯(lián)合開發(fā)重要的綜合性標準，積極參與氟硅材料國際標準制定，加快國外先進標準向國內(nèi)標準的轉化。加強氟硅材料品牌建設和知識產(chǎn)權保護，鼓勵建立氟硅材料專利聯(lián)盟。加快建立氟硅材料檢測認證平臺，加強產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督，建立氟硅材料產(chǎn)品質(zhì)量安全保障機制。

3.2 氟硅材料標準制修訂建議

3.2.1 充實標準體系內(nèi)容

主要解決有與無的問題，從面上布局。各類氟硅材料都能建立幾個綜合標準，作為樣板，逐步形成完整的標準體系。

3.2.2 試驗方法入手

根據(jù)氟硅材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，建議應適時開展氟硅材料標準的研究，對既符合國內(nèi)外氟硅行業(yè)發(fā)展趨勢，又能促進氟硅材料科技進步的基礎標準、試驗方法標準條件成熟時應及時立項制定[6]。應優(yōu)先選擇能規(guī)范主導產(chǎn)品質(zhì)量的基礎方法和重要試驗方法，如：《氟、硅、氟硅樹脂 術語》、《氟、硅、氟硅樹脂 分類及命名》、《氟、硅、氟硅樹脂 分子量測定通用方法》、《氟、硅、氟硅樹脂 密度測試方法》等。

3.2.3 技術成熟和市場急需者適時立項

建議應適時開展氟硅材料主導產(chǎn)品的研究，制定符合國內(nèi)外標準發(fā)展趨勢，能促進氟硅材料科技進步的的產(chǎn)品標準，對技術成熟、市場急需的產(chǎn)品及時立項制定，如：《水處理膜專用聚偏氟乙烯（PVDF）樹脂》、《太陽能背膜專用聚偏氟乙烯（PVDF）樹脂》、《鋰離子電池粘結劑專用（PVDF）樹脂》、《電子級超高純聚偏氟乙烯（PVDF）樹脂》等。

[1] 宦芳紅.化工新材料與新機遇[J].化學工程與裝備，2011，(11)：153-154.

[2] 中華人民共和國工業(yè)和信息化部,新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].(2012-2-22)[2012-11-24].http://www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n12771663/14470589.html

[3] 中國氟硅有機材料工業(yè)協(xié)會2011年年會,中國氟化工行業(yè)“十二五”發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃[EB/OL].(2011-11-7)[2012-11-24].http://wenku.baidu.com/view/1d2fe7dcad51f01dc 281f14a.html

[4] 周勤，張愛霞，曾向宏.2010年國外有機 硅進展[J].有機硅材料，2011，25(4):259-278.

[5] 張愛霞，周勤，陳莉.2010年國內(nèi)有機硅進展[J].有機硅材料，2011，25(3):171-189.