2021年全球耐高溫尼龍市場需求量達到16萬噸,受益于下游行業的發展及產品應用面的拓寬,行業年復合增長率超過7%,按照目前市場上耐高溫尼龍均價5.5萬元/噸預估,預計2022年全球市場需求將超過17萬噸,市場規模約100億元。現階段已工業化應用的高溫尼龍種類主要有PA46,PA4T,PA6T,PA9T,PA10T等。
目前國內耐高溫尼龍市場對外依存度較高,進口依存度超過70%,市場需求大,且國外公司的純樹脂及高端改性產品限制對國內的出售,這給國產高溫尼龍帶來了市場機遇。今天,我們主要看看高溫尼龍的主要應用領域有哪些?國產高溫尼龍又有哪些問題需要解決?
耐高溫尼龍的應用
耐高溫尼龍因其自身的優異性能,近年來,下游開發應用越來越多,市場需求持續上升,目前已經被廣泛應用于電子電器、汽車制造、 LED等領域。
1 ? 電子電器領域
隨著電子元件向微型化、集成化、高效化發展,對于材料的耐熱等性能有了進一步的要求。新的表面組裝技術(SMT)的運用,對于材料的耐熱溫度要求由以前的183℃上升至215℃,同時要求材料的耐熱溫度達到270~280℃,傳統材料無法滿足要求。
? ? ? ?SMT技術
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由于耐高溫尼龍材料杰出的內在特性,既具有超過265℃以上的熱變形溫度,又有較佳的韌性和極佳的流動性,因而能夠滿足SMT工藝對元器件的耐高溫要求。
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? ? ? ?電子接插件
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耐高溫尼龍可應用于以下領域和市場:3C產品中的接插件、USB插口、電源連接器、斷路器、電動機部件等。
2 ?汽車領域
隨著人們消費水平的提高,汽車產業正朝著輕量化、節能化、環保化和舒適化的趨勢發展。汽車減重可以節省能源,增加汽車續航,減少制動器和輪胎磨損,延長使用壽命,最重要的是可以有效降低汽車尾氣排放量。
在汽車工業領域,傳統的工程塑料和部分金屬正在被耐熱材料所逐步替代。如在發動機區域,相對于PA66材質的鏈條張緊器,用耐高溫尼龍做的鏈條張緊器磨損率更低,性價比更高;耐高溫尼龍材質的零部件在高溫腐蝕介質中使用壽命更久;在汽車控制系統,因自身優異的耐熱性能,在一系列的排氣控制元件中(如各種外殼、傳感器、連接器和開關等 ),耐高溫尼龍有較多的應用。
? ? ? ?鏈條張緊器
耐高溫尼龍還可應用在可回收式的油過濾器外殼,以承受來自發動機的高溫、路面的沖擊顛簸和惡劣氣候的侵蝕;在汽車發電機系統,耐高溫聚酰胺可以應用于發電機、起動機和微電機等。
3 ? LED 領域
LED是一個新興的、處于快速發展階段的行業。因其節能、環保、壽命長、抗震等優勢獲得了市場的廣泛關注和一致好評,過去十年,我國LED照明產業年均復合增長率超過30%。
? ? ??PA10T用于LED支架
LED產品在封裝制造的過程中會發生局部高熱,對于塑料的耐溫性提出了一定的挑戰。目前較低功率LED反射支架已經全面使用耐高溫尼龍材料。PA10T材料目前已經和 PA9T材料成為業內量大的支柱材料。
4 ?其它領域
耐高溫尼龍材料具有耐熱性高、吸水率低、尺寸穩定性好等優勢,能夠保證材料在潮濕環境下長期使用也具有高強度和高剛性,是一種取代金屬的理想材料。
目前,在筆記本電腦、手機、遙控器等產品上已經凸顯用高玻纖含量增強的耐高溫尼龍材料取代金屬做結構框架的發展趨勢。
? ? ? ?高溫尼龍在筆記本電腦中的應用
高溫尼龍可取代金屬達到輕薄設計,可應用在筆電外殼、平板外殼,優異的耐高溫性和尺寸穩定性使其在筆電的風扇、接口廣泛應用。
? ? ? ?手機機構圖
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高溫尼龍在手機上應用包括手機中框、天線、攝像頭模組、喇叭支架、USB連接器等。
如Dupont Zytel HTN53,EMS Grivary GV和Solvay IXEF高玻纖含量增強系列材料已經在這些行業得到了應用。
? ? ? ?水表
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PA10T材料具有低吸水率和優異的抗水解性能,比其它耐高溫尼龍材料更加適合取代金屬用于水表和水泵部件,如EMS公司Grivory CV系列材料在這個行業已得到大批量應用。
國內高溫尼龍企業面臨的問題及對策
國內耐高溫尼龍產業還有很多需要完善和解決的問題,與國外巨頭相比,仍然存在一定差距,主要表現在我國相關產品產業化進展緩慢,工業化品種較少且性能穩定性較差,裝置規模小、工藝及設備相對落后且生產成本高等。
建議在以下方面發展和提高:
1 提升知識產權意識
國內特種PA領域的絕大部分專利申請都在2000年以后,而此時,國外相關生產廠商已經在此領域深耕多年,申請了大量專利。
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國內廠商應對所在領域的專利情況進行充分調研,選擇合適的技術路線,進行針對性的研發以及知識產權保護。當申請了一系列具有實際意義的針對性專利并得到授權后,在此領域才會獲得一定話語權。
2 加大樹脂合成和改性相結合的技術研發
國內很多特種PA工程塑料聚合企業并不介入樹脂改性和銷售,而大部分做樹脂改性和銷售的企業更不會深入上游的樹脂聚合。如果聚合企業能夠根據用戶對改性樹脂的要求來設計聚合樹脂,那么其工作效率將會顯著提高。如果改性企業能夠充分掌握樹脂原料的特性,就能做出針對性的改性開發。
金發科技股份有限公司在耐高溫尼龍材料領域基本采用該思路,專門從事特種工程塑料的聚合、改性和銷售工作,打通了樹脂合成以及樹脂改性之間的隔閡。
3 在高分子樹脂開發過程中重視生產設備以及工藝技術研究
目前的耐高溫尼龍材料領域,研發人員大部分是理科背景,材料專業出身,工程化及產業化經驗欠缺。這樣使得實驗室做出的產品難以批量工業化生產。
針對該問題,從頂層設計考慮,可以在項目立項時指定具有豐富生產經驗的工程技術背景人員作為項目負責人。這樣,整個項目就會很自然地按照工程技術的思路發展進行,確保產業化順利完成。
參考資料:耐高溫尼龍的發展與應用,網絡資料。
原文始發于微信公眾號(艾邦高分子):耐高溫尼龍的主要應用領域及國產高溫尼龍建議對策