來源:中國合成樹脂網(wǎng) 2022-04-19 10:10:19
01高溫尼龍性能優(yōu)異 市場發(fā)展前景廣闊
塑料通常分為通用塑料丑蛤、工程塑料和高性能工程塑料三大類,其中高性能工程塑料的產(chǎn)量雖然在塑料總產(chǎn)量中所占比例很少撕阎,但是其產(chǎn)品技術含量高受裹、附加值高,其萬元產(chǎn)值的能源及原材料消耗量大大低于通用塑料和通用工程塑料虏束。特種工程塑料在熱管理領域表現(xiàn)優(yōu)異棉饶,耐熱性能突出,長期使用溫度高于150℃镇匀,加上耐化學腐蝕性比其他高分子要穩(wěn)定照藻,所以在高溫應用、金屬取代方面具有特殊優(yōu)勢汗侵。伴隨著近年來的汽車幸缕、消費類電子的蓬勃發(fā)展,特種工程塑料也發(fā)揮著越來越重要的作用晰韵。
尼龍(聚酰胺发乔,PA)是大分子主鏈重復單元中含有酰胺基團(-CONH-)的高聚物的總稱。尼龍材料由于具有高強度雪猪、高韌性栏尚、耐磨耐沖擊性以及耐化學試劑等各項優(yōu)異性能,因此在工程塑料等領域具有非常廣泛的應用只恨,并且在五大工程塑料(尼龍译仗、聚碳酸酯抬虽、聚甲醛、聚苯醚纵菌、聚對苯二甲酸丁二醇酯)中的用量排名穩(wěn)居首位斥赋。但是,傳統(tǒng)尼龍高分子材料具有很強的親水性产艾、不耐高溫疤剑、依賴石化資源等缺點。隨著汽車輕量化的發(fā)展和高端電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展闷堡,人們對聚合物材料的耐熱性能提出了更高的要求隘膘。
耐高溫尼龍是指長期使用溫度在150℃以上的PA工程塑料,除了擁有傳統(tǒng)PA的優(yōu)點杠览,其具有更高的耐熱性能弯菊,通常也具有更低的吸水率、更佳的尺寸穩(wěn)定性及更優(yōu)異的力學性能踱阿,屬于特種工程塑料管钳,依據(jù)主鏈結構的不同,主要分為半芳香尼龍和全芳香尼龍软舌。將均含有苯環(huán)的二元胺和二元酸共聚后得到的全芳香尼龍熔點太高才漆,不利于加工,常被用于一些特殊場合佛点。只有二元胺或二元酸含有芳環(huán)醇滥,共聚后得到的半芳香尼龍兼顧良好的耐熱性能和加工性能。但短鏈的半芳香尼龍(如 PA4T超营、PA6T 等)的熔點超過了其分解溫度鸳玩,不能熔融加工,且其吸水率較高演闭。而脂肪鏈的增長可以有效降低尼龍的熔點和吸水率不跟,如PA9T、PA10T 等米碰。
半芳香族高溫尼龍由脂肪族二胺(二酸)和芳香族二酸(二胺)經(jīng)縮聚而成窝革,不僅保留了傳統(tǒng)尼龍優(yōu)異的力學性能、耐摩擦性和耐有機溶劑性能见间,而且隨著苯環(huán)的引入聊闯,其耐熱性能大大提高、吸水率明顯降低米诉,在航空航天菱蔬、汽車、電子電氣、LED 和軍工等領域具有廣闊的應用前景拴泌。
02商業(yè)化中綜合性能最好的耐溫尼龍—PA10T
PA10T(聚對苯二甲酰癸二胺)是由對苯二甲酸和癸二胺經(jīng)縮聚而成魏身,具有優(yōu)異的耐熱性能(Tm=316℃),耐化學腐蝕性能蚪腐,吸水率低箭昵,尺寸穩(wěn)定性好,玻纖增強改性后耐無鉛焊錫溫度超過280℃回季,適合SMT制程家制,綜合性能優(yōu)異。
目前成熟的工業(yè)化高溫尼龍品種有PA46泡一、PA6T颤殴、PA9T、PA10T等鼻忠。其中涵但,PA46和PA6T的吸水率較大,導致制品尺寸穩(wěn)定性差帖蔓,存在吸水后SMT起泡風險矮瘟,因此在一些要求高的領域,應用受到了挑戰(zhàn)塑娇;PA9T的吸水率低澈侠,但韌性差,脆性大钝吮;PA10T是目前商業(yè)化中綜合性能最好的耐溫尼龍埋涧。
與其他短鏈高溫尼龍如PA46、PA4T奇瘦、PA6T、PA6I劲弦、MXD6等相比耳标,PA10T具有較長的二胺柔性長鏈,使得大分子具有一定的柔順性邑跪,從而具有較高的結晶速率和結晶度次坡,適用于快速成型,制作一些小型的電子元器件画畅,比如LED反射支架砸琅、連接器等。又由于其分子主鏈中的苯環(huán)結構所帶來的剛性和耐腐蝕性等優(yōu)異性能轴踱,PA10T的改性產(chǎn)品也可以應用到一些化學試劑和/或耐熱的環(huán)境中症脂,比如水處理、納米注塑NMT、發(fā)動機周邊等诱篷。
另外壶唤,PA10T 的原料癸二胺來源于蓖麻油,屬于綠色可再生資源棕所,因此 PA10T 還具有很高的環(huán)保價值闸盔,也是目前合成的唯一的生物基半芳香族尼龍,具有十分廣闊的市場前景琳省。
PA10綜合性能優(yōu)越迎吵,可廣泛應用于汽車、電子電器针贬、航空航天击费、LED、和化工坚踩、水暖等領域荡灾。
nPA10T具有高反射率、良好的尺寸穩(wěn)定性以及與與引線框架瞬铸、封裝樹脂(硅樹脂和環(huán)氧樹脂)之間有良好的粘結性批幌,可用于戶外顯示用LED反射支架;
nPA10T突出的耐熱性嗓节、超低吸水率荧缘、尺寸穩(wěn)定性、高流動性拦宣、適用于薄壁快速成型以及良好的SMT適用性截粗,可用于SMT連接器、USB Type C連接器等電子電氣部件鸵隧;
nPA10T 可用作手機支架天線LDS材料绸罗、手機揚聲器支架,智能手表內部支架豆瘫、LDS天線材料等珊蟀;
nPA10T可用于引擎罩下耐熱部件,軸承保持架外驱,點火線圈骨架育灸,冷卻液泵,節(jié)溫器昵宇,進氣歧管等磅崭;
03市場前景廣闊,國產(chǎn)替代逐步推進
據(jù)Ofweek數(shù)據(jù)瓦哎,2020年全球高溫尼龍產(chǎn)量約為16萬噸砸喻,5年復合增速7.78%柔逼。據(jù)《中國石油和化工產(chǎn)業(yè)觀察》數(shù)據(jù),國外半芳香族尼龍產(chǎn)能超過15萬噸/年恩够,國內產(chǎn)能約為1.6萬噸/年卒落。我國2016-2020年對半芳香族尼龍需求增速超過10%,2020年需求量達3.3萬噸蜂桶,其中儡毕,電子和汽車消費市占占比高達85%以上,電子行業(yè)快速發(fā)展和汽車領域高溫尼龍滲透率的提高是帶動其需求增長的主要動力扑媚。據(jù)《中國石油和化工產(chǎn)業(yè)觀察》預測腰湾,未來5年我國對半芳香族尼龍的需求將保持8%以上的增速,至2025年將達5萬噸疆股,包括PA10T在內的各類半芳香族高溫尼龍產(chǎn)品有較好的發(fā)展前景费坊。
目前,高溫尼龍產(chǎn)品的消費主要集中在電子旬痹、汽車附井、消費品以及航空航天和軍工等領域,其中两残,電子和汽車用高溫尼龍的最主要消費市場永毅,二者合計占總消費量的85%以上。
在電子電氣領域人弓,高溫尼龍是最有前途的材料之一沼死。印刷電路板(PCB)表面貼裝技術(SMT)的小型化和應用領域持續(xù)拓展的趨勢要求有更薄的表面貼裝器件,這需要材料能夠承受 SMT 回流焊工藝的高峰值溫度崔赌,還要具有高溫下能長期使用意蛀、低蠕變性、高硬度等特性健芭,高溫尼龍可以滿足上述要求县钥。
在汽車領域,耐熱塑料正在取代傳統(tǒng)的工程塑料和一些金屬慈迈。汽車領域的這一替代需求主要由以下幾點原因推動:1)更高的安全性和舒適性要求魁蒜;2)更長的使用壽命要求;3)發(fā)動機零件溫度升高吩翻;4)汽車電動化趨勢下電路布局更加復雜。高溫尼龍具有良好的機械锥咸、抗蠕變和耐高溫疲勞等性能狭瞎,是一種理想的替代材料,適用于發(fā)動機搏予、傳動系統(tǒng)熊锭、空氣系統(tǒng)和進氣裝臵等部位,例如使用高溫尼龍制成的鏈條拉緊器其磨損程度遠小于 PA66。隨著汽車電氣化的快速推進碗殷,高溫尼龍在汽車領域的需求有望迎來高速增長精绎。
據(jù)統(tǒng)計,2020年全球高溫尼龍產(chǎn)能約15.8萬噸锌妻,海外產(chǎn)能占比高達94%代乃,產(chǎn)能主要集中于帝斯曼、杜邦仿粹、索爾維搁吓、EMS、可樂麗等企業(yè)吭历。其中堕仔,帝斯曼獨家生產(chǎn)PA4T等相關產(chǎn)品,可樂麗憑在很長一段時間是PA9T的唯一生產(chǎn)商晌区,隨著專利到期摩骨,巴斯夫也逐步推出PA9T相關產(chǎn)品,而其他國外企業(yè)均以PA6T產(chǎn)品為主朗若。
我國高溫尼龍進口依賴度高達95%恼五,國內能穩(wěn)定批量生產(chǎn)且獲得知名客戶測試認證主要包括金發(fā)科技和華盈新材等,未來隨著國內廠家的產(chǎn)能規(guī)劃逐步落地捡偏,有望在電子領域率先實現(xiàn)進口替代唤冈,而下游汽車領域驗證周期較長,替代進度預計稍微慢一些银伟。