1、有机颜料行业概况:使物质显现颜色的物质统称为着色剂,着色剂主要分为染料和颜料两种。染料是指溶于水或其他溶剂的着色剂;颜料则是不溶于水或其他溶剂的着色剂,主要以细微颗粒分散在使用介质中着色。除了具有与染料类似的耐光性、耐气候性、耐酸碱性、耐溶剂性、耐迁移性等特性之外,颜料还具有其特定的性能,如色光、着色力、分散度、遮盖力、耐热性、耐渗水性、耐翘曲变形性等。

颜料作为着色剂被广泛应用于油墨、涂料和塑料等领域的着色,是工业制品生产过程中不可缺少的着色材料。颜料在后续产品中的应用是一个物理分散过程,以颗粒状态高度分散于使用介质中,颜料特性直接影响油墨、涂料、塑料制品及纺织纤维等最终应用产品的性能。虽然部分颜料在油墨、涂料、塑料等应用领域具备通用性,但油墨、涂料、塑料等应用环境各有特点,对其中所用的颜料的分散性、耐候性等性质要求不尽相同,这就导致不同色系、不同应用领域的颜料的制备方法、工艺流程、反应原理和化学结构等存在较大差异。

颜料分为有机颜料和无机颜料,由于分子结构的差别,使其具有不同的应用性能。与无机颜料相比,有机颜料具有诸多独特的优点,使得近年来有机颜料在品种和产量上有了迅速的发展。根据《有机颜料化学及工艺学》,有机颜料与无机颜料应用性能对比如下表所示:

 

2、有机颜料分类方法:有机颜料品种繁多,可采取不同的方法分类。

(1)按颜色分类:有机颜料按色谱不同可分为黄色、橙色、红色、蓝色、绿色颜料等。

(2)按化学结构分类:有机颜料按化学结构分为偶氮类、酞菁类、稠环酮类、杂环类等,每一大类下可各自细分若干种小类。

 

各颜料大类中,偶氮类产量占比最高,占比约50%,是最主要的颜料类型。

 

(3)按应用领域分类:有机颜料按应用领域不同可分为油墨用、涂料用、塑料用颜料等,其中油墨是有机颜料最重要的应用领域,占比约为40-50%。

 

3、有机颜料行业发展历程:根据《有机颜料化学及工艺学》,人类最早使用的颜料为无机颜料,如赤铁矿、褐铁矿等,颜色仅为红、棕褐色。最早的有机颜料是从植物中提取出来的媒染染料,在染色后用金属盐处理,生成不溶性色淀类颜料,距今已有100多年的历史。纵观全球有机颜料的发展历程,可将其分为三个不同阶段:

(1)第一阶段(1899年至1954年):这一阶段,各种色谱的有机颜料逐渐问世,时间表如下:

 

自1938年酞菁绿问世后至1954年,有机颜料主要色谱黄、红、蓝、绿逐渐齐全,有机颜料以其着色强度高、颜色鲜艳的优点逐渐替代无机颜料。

(2)第二阶段(1954年至1970年):第二次世界大战后,由于高分子材料(塑料、树脂、合成纤维)的迅速发展,对着色剂的耐热性、耐气候牢度等性能提出更高、更新的要求,促进了新型有机颜料的开发、生产,相继出现了黄、橙、红色谱的杂环类颜料。1954年,CIBAGEIGY公司开发了耐热性、耐迁移性良好的黄、红色偶氮缩合颜料;1955年,美国杜邦公司出售了喹吖啶酮类红、紫色颜料;1960年,HOECHST公司将黄、橙、红色苯并咪唑酮类颜料推向市场。

(3)第三阶段(1970年至今):这一阶段尽管新型化学结构品种也有商品出售,但真正实现大规模工业化生产的新品种比例较小。重点技术发展转向如下方面:

寻求更合理的合成工艺,改变原材料,降低已有品种的生产成本,并着手解决或减少对环境的污染;

加强基础理论研究,探讨颜料晶体结构表面特性,对已有的颜料品种实施特定的表面处理,赋予新的应用性能,以满足不同应用领域的需求;

开发颜料的新剂型,出现各种不同的应用剂型,如预分散型、颜料制备物、色母粒、易分散型或直接分散型颜料、功能型颜料等。

4、有机颜料行业市场情况:有机颜料产业发展至今已有100多年的历史,过去欧美国家长期占据主导地位,从上世纪80年代以后,全球化使得有机颜料生产装置逐步向亚洲转移,欧美等国产量逐步下降。目前有机颜料主要生产地区包括中国、印度、欧盟地区、美国、日本等。根据中国染料工业协会发布的《有机颜料行业年度报告》《中国染料工业年鉴》,近年来我国有机颜料产量、消费量、进出口量情况如下:

(1)有机颜料产量:目前我国生产有机颜料的厂家近70家,我国已成为世界上重要的有机颜料生产国,近年来年产量约为22万吨,约占全球总产量的60%,产量多年位居世界第一。2018-2019年,受环保政策、国际贸易关系等因素影响,我国有机颜料产量略有下降。随着未来环保工艺的不断提升、国际贸易环境的改善、下游行业的持续发展,我国有机颜料市场将持续保持稳步发展。

(2)有机颜料消费量:近年来世界有机颜料行业保持平稳发展,产量和市场需求量基本保持平衡,2017年-2022年消费量增长率为2.6%左右,至2022年全球有机颜料消费量约为40.7万吨。

从全球消费区域看,欧洲、中国、美国是有机颜料最大的消费市场。欧洲有机颜料生产量有限,生产的部分颜料向美国出口;每年约有近10万吨进口量,主要进口国家为中国、印度、美国、韩国和日本等,其中从中国进口量占比约为40%-45%。中国、美国有机颜料消费量分居二、三位,发展较为平稳。其他国家方面,近年来印度有机颜料发展速度较快,虽然国内消费量仅为2万吨左右,但实际产能每年约为15万吨,以出口为主。

(3)我国有机颜料出口情况:自20世纪90年代起,我国有机颜料出口开始逐渐增加。2004年,我国有机颜料出口量第一次超过10万吨(包括涂料色浆及色母粒制品),占国内总产量的73%。近年来,我国每年生产的有机颜料50%以上出口销往海外,是全球有机颜料出口第一大国,主要出口市场为欧美地区。2020年,我国有机颜料出口量为12.71万吨,其中前十名国家的有机颜料出口量为7.13万吨,占出口总量的56%。

5、有机颜料行业发展趋势

(1)行业集中度提升:近年来,我国有机颜料行业强调“绿色发展”理念,逐步规范中小规模企业安全环保措施,加快兼并收购步伐,小企业逐步关闭,市场份额逐步集中于具有竞争优势的龙头企业,行业集中度不断提升。截至2020年末,产量排名前5位企业的总产量占全国有机颜料总产量约55%。此外,行业内的中小企业通常只能生产单一品种的颜料产品,且性能较差,质量稳定度低,不具有长期向特定客户稳定供应的能力,因此,下游行业通常选择向大型颜料生产企业持续、稳定采购。

(2)重视环境保护和安全生产:未来有机颜料企业将注重开发环保型产品,通过环保工艺的研发与实施,积极开展清洁生产,从源头消灭或减少“三废”排放量,减少环境容量压力。未来,为减轻环保压力而向政策宽松地区转移的情形将逐渐减少。关于安全生产,操作人员的认知水准和安全意识是必不可少的。在产品生产过程中,企业应当对员工加大生产工艺的安全风险及注意事项的普及力度。

(3)积极同客户合作,加强应用研究:有机颜料的应用领域主要为油墨、涂料、塑料等,未来除了上述领域外,还将逐渐开展在液晶、化妆品等领域的应用。随着有机颜料市场细分程度的不断提高,行业发展要充分考虑客户的不同需求。颜料生产企业需要同客户加强合作,帮助客户解决产品应用中的困难,同客户联合开发新的产品。在产品质量方面,颜料生产企业需要充分了解客户的技术指标要求,与客户采取相同或较客户更为严格的质量检测标准,生产符合客户要求的颜料产品。

(4)重视自动化控制技术在生产中的作用:颜料生产企业提高生产自动化水平通常包括两个阶段,第一阶段是实现液体原材料投料、反应条件设置与检测的自动化,第二阶段是实现固体原材料投料及其他工序的自动化,最终打造智慧工厂,实现生产环节全自动化。颜料生产企业需要不断加强各单元操作控制,积极采取自动化控制,优化控制参数以保持生产的稳定性,合理组织生产,并提高操作效率。

(5)提高自主创新能力:有机颜料具有百年发展历史,时至今日,自主创新主要体现在基于现有颜料品种的创新。目前,我国虽然是全球最大的颜料生产企业,但除少数大型企业,中小型企业仍主要面向中低端市场,创新能力弱,未能从根本上掌握有机颜料生产的核心技术,只能生产已有颜料产品的仿制产品。随着下游应用领域日新月异,中小型企业应当提高自主创新能力,生产差异化、特色鲜明的颜料产品,并使其能够持续稳定地满足下游市场的性能要求。此外,对于自主研发取得的创新成果(如新产品、新生产工艺、新应用领域),颜料企业可以通过申请专利保护自身知识产权。

(6)提高产品在国际市场的竞争力:我国是全球有机颜料第一出口国,我国颜料企业应当充分了解对方国家的法律法规(如REACH法规)要求。欧美地区国家的有关法律法规严格限制了进口颜料品种的各项指标,违反该等法律的惩罚措施亦十分严格。目前,除了少数大型企业,中小型企业受制于该等法律法规的实施,出口量较为有限。未来,中小企业应当进一步提升对海外法律法规的认知,与国际客户密切合作,提高出口比重,从而进一步提高我国有机颜料产品在国际市场的竞争力。

(7)有机颜料生产地由欧美向亚洲转移:自上世纪80年代起,由于欧美地区受到劳务成本、环保政策的影响,有机颜料主要产地逐渐转移至亚洲,主要生产国包括中国和印度,其中我国有机颜料生产量常年位居世界第一,偶氮类有机颜料产量占比最高;印度主要生产酞菁类有机颜料。目前,包括我国大型有机颜料企业已成为国际大型化工企业(如DIC株式会社、巴斯夫、科莱恩、FLINTGROUP等)的重要供应商,预计未来该趋势仍将继续维持。


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