來源:中國合(hé)成樹脂(zhī)網 2022-04-19 10:10:19
01高溫尼龍(lóng)性能優異 市場發(fā)展前景廣闊
塑料通常分為通用(yòng)塑料、工程塑料和高性能工(gōng)程塑料三大類,其中高性能工程塑料(liào)的產(chǎn)量雖然在塑料總產量中所占比例很少(shǎo),但是其產品技術含量高(gāo)、附加值(zhí)高,其萬元產值的能源及原材料(liào)消耗量(liàng)大大低於通(tōng)用塑(sù)料和通用工程塑料。特種工程(chéng)塑料在(zài)熱管理領域表現優異(yì),耐熱性(xìng)能突出,長期使(shǐ)用溫度高於150℃,加上耐化學腐蝕性比其他高分子要穩定,所以在(zài)高溫應用(yòng)、金屬取代(dài)方麵具有特殊優勢。伴隨著(zhe)近年來的汽車、消費類電子的蓬勃發展,特(tè)種工程塑料也發揮著越來越重要的作用。

尼龍(lóng)(聚酰胺,PA)是大分子主鏈重(chóng)複單元中含有酰胺基(jī)團(-CONH-)的高聚物的總稱。尼龍材料由於(yú)具有高強度(dù)、高韌性、耐(nài)磨耐衝擊性以(yǐ)及耐化學試劑等各項優(yōu)異性能(néng),因此在工程塑料等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用,並且在五大(dà)工(gōng)程塑料(尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、聚(jù)苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯)中的用量(liàng)排名穩居首位。但是,傳統尼龍高分子材料具有很強的親水(shuǐ)性、不耐高(gāo)溫、依賴石化資源(yuán)等缺點。隨著汽車輕量(liàng)化的發展和高端電子信息產業的快速發展,人們對聚合(hé)物材料的耐熱性能提出了更高的要求。
耐高溫尼龍是指長(zhǎng)期使用(yòng)溫度在150℃以上的PA工程塑料,除了擁有(yǒu)傳(chuán)統PA的優點,其具有更高的耐(nài)熱性能,通常也具有更低的吸水率、更佳(jiā)的尺寸穩定性及更優異的力學性能,屬於特種工程塑(sù)料,依據主鏈結(jié)構的不同,主(zhǔ)要分為半芳香尼龍和全芳香尼(ní)龍。將均含有(yǒu)苯環的二元(yuán)胺和二元酸共聚後得到的全芳香(xiāng)尼龍熔點太高,不利於加(jiā)工,常被(bèi)用(yòng)於(yú)一(yī)些特殊場合。隻有二元胺或二元(yuán)酸含有芳環,共聚後得到的半芳香尼龍兼顧良(liáng)好的耐熱性能和加工性能。但短(duǎn)鏈的半芳香尼龍(如 PA4T、PA6T 等(děng))的熔點超過了其分解溫度,不能熔融加工,且其吸(xī)水率較高。而脂(zhī)肪鏈的增長可(kě)以有效降低尼龍的熔點和吸水率,如PA9T、PA10T 等。

半芳香族高溫尼龍由脂肪族(zú)二胺(二酸(suān))和芳(fāng)香族二酸(二胺)經縮聚而成,不僅保留了傳統尼龍優異的力學性能、耐摩擦性和耐(nài)有機(jī)溶劑性(xìng)能,而且(qiě)隨著苯環的引入,其耐熱性能大大提高、吸水率明顯降低,在航空航天(tiān)、汽車、電子電氣(qì)、LED 和軍工等領域具有廣闊的應用前景。
02商業化中(zhōng)綜(zōng)合性能最好的耐溫尼龍—PA10T
PA10T(聚對苯二甲酰癸二胺)是由對苯二甲(jiǎ)酸(suān)和癸二胺(àn)經縮聚而成(chéng),具有優異的耐熱性能(néng)(Tm=316℃),耐化學腐蝕性能(néng),吸水率低,尺寸穩(wěn)定性好(hǎo),玻纖增強(qiáng)改性後耐無鉛焊錫溫度超過280℃,適合SMT製程,綜合性能優異(yì)。
目(mù)前成熟的(de)工業化高溫尼龍品種有PA46、PA6T、PA9T、PA10T等。其中,PA46和PA6T的吸水率較大,導致製品尺寸穩定性差,存在(zài)吸水後SMT起泡風險,因此在一些要求高的領域,應用受到(dào)了挑戰;PA9T的吸水率(lǜ)低,但(dàn)韌性差,脆性大;PA10T是目前商業化中綜合性能(néng)最好的耐溫尼龍。

與其他短(duǎn)鏈高溫尼龍如PA46、PA4T、PA6T、PA6I、MXD6等相比,PA10T具有較長的二胺柔性長鏈,使得大分子具有一定的(de)柔順性,從而具有較高的結晶速率和結晶度,適用於快速成型,製作(zuò)一些小(xiǎo)型的電子(zǐ)元器件,比如LED反射支架、連接器等。又由於(yú)其分子主(zhǔ)鏈中的苯環結構所(suǒ)帶來的剛性和耐腐蝕性等優異性能,PA10T的改性產品(pǐn)也可以應用到一些化(huà)學試劑和/或耐熱的環境中,比如水處理、納米注塑NMT、發動機(jī)周邊等。
另外,PA10T 的原料癸二胺來源於蓖麻(má)油,屬於綠色可再(zài)生資源,因此 PA10T 還具有很高(gāo)的環保價值,也是目前妖精影院的(de)唯一的生(shēng)物基半芳香族尼龍,具有十分廣闊的市場前景。
PA10綜合性能優越,可廣泛應用(yòng)於(yú)汽車、電子電器、航空航天、LED、和化工、水(shuǐ)暖等領域。
nPA10T具有高反射率、良好的尺寸穩定性以及(jí)與與(yǔ)引線框架、封裝樹脂(矽樹脂和環氧(yǎng)樹(shù)脂)之間有良好的粘結(jié)性,可用於戶外顯示用LED反射支架(jià);
nPA10T突出的耐熱性、超低吸水率(lǜ)、尺寸穩定性、高流(liú)動性、適用於薄壁快速成(chéng)型以及良好的SMT適用(yòng)性,可用(yòng)於SMT連接器、USB Type C連接器等電子電氣部件;
nPA10T 可用作手機(jī)支架天線LDS材料、手機揚聲器支架,智能手表內部支架、LDS天線材料等(děng);


nPA10T可用於引擎罩下耐熱部件,軸承保持架,點火(huǒ)線圈骨架(jià),冷(lěng)卻液泵,節溫器,進氣歧(qí)管等;
03市場前景廣闊(kuò),國產替代逐步推進
據Ofweek數據,2020年全(quán)球高溫(wēn)尼龍產量約為16萬噸,5年複合增速7.78%。據《中國石油和化工產業觀察》數據,國外半芳香族(zú)尼龍產能超過15萬噸/年,國內產能約為1.6萬噸/年。我國2016-2020年(nián)對半芳(fāng)香族尼龍需(xū)求增速超過10%,2020年(nián)需求量(liàng)達3.3萬(wàn)噸,其中,電(diàn)子和汽車消費(fèi)市占占比高(gāo)達85%以上,電子行(háng)業快速發展和(hé)汽車(chē)領域高溫尼龍滲透率的提高(gāo)是帶動其需求增長的主要動力。據《中國石(shí)油和化工產業觀察》預測,未來5年我國對半芳香族尼龍的需(xū)求將(jiāng)保持8%以上的增速,至2025年將達5萬噸,包(bāo)括PA10T在內的各類半芳香族高溫尼(ní)龍產品有較好的發展前景。

目前,高溫尼龍產品的消費主(zhǔ)要集中在(zài)電子、汽車、消費(fèi)品(pǐn)以及航空航天和軍工等領域,其中,電子和汽車用高溫尼(ní)龍的最(zuì)主要消費市場,二者合計占總消費量的(de)85%以上。
在電子電氣領域,高溫尼龍是最有前途的(de)材(cái)料之一。印刷電路板(PCB)表麵貼裝技術(SMT)的小型化和應用領域持續拓展的趨勢要求(qiú)有更薄的表麵貼裝器件,這需要材料能夠承受 SMT 回流焊工(gōng)藝的高峰值溫度,還要具有高(gāo)溫下能長期使用、低蠕變性、高硬度等特性(xìng),高溫尼龍可以滿足上述要求。

在汽車領域,耐熱塑料正在取代傳(chuán)統的工程塑料和(hé)一些金屬。汽車領(lǐng)域的這一替代需求(qiú)主要由以下幾點原因推動:1)更高的安全(quán)性和舒適性要求;2)更長的使用壽命要求;3)發動機零件溫度升高;4)汽(qì)車電動化趨勢下電路布局更加複雜。高溫尼龍具有良好的機械(xiè)、抗蠕變和耐高溫疲勞等性能,是一種(zhǒng)理(lǐ)想的替代材料,適用(yòng)於發動機、傳動係統、空氣係統和進氣裝臵等部位,例如使用高溫尼龍製成的鏈條拉緊器其磨損程度遠小於 PA66。隨著汽車電氣化(huà)的快速推進,高溫尼龍在汽車領域的需求有望迎來高速增長。

據統計(jì),2020年全球高溫尼龍產能約15.8萬噸,海外產能占比高達94%,產能主要(yào)集中(zhōng)於帝斯曼、杜邦、索爾維、EMS、可樂麗等企業(yè)。其中,帝斯曼獨(dú)家生產PA4T等相關產品,可樂麗憑(píng)在很(hěn)長一段時間是PA9T的唯一生產商,隨著專利到期,巴斯夫也逐步推出PA9T相關產品,而其他國外企業(yè)均以PA6T產品為主(zhǔ)。

我國高溫尼龍進口依賴度高達95%,國內能穩定批量生產且獲得知(zhī)名客戶測試認證主要包括金發科技和華盈新材(cái)等,未(wèi)來(lái)隨著國內廠家的產能規劃逐步落地,有望在電子領域率先實現進口替代,而(ér)下遊汽(qì)車領域驗證周期較長,替代進度預計稍微慢一些(xiē)。

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