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文章簡述:PBT由于具有良好的光學透明性、良好的耐候性、低吸濕性、良好的電絕緣性等。,改性PBT和PBT合金已廣泛應用在電子電氣、家用電器、汽車、機械、儀表、輕紡及民用領域中。
2014年至今,國內PBT價格一直以低價位走動,截至今年7月,PBT的市場價格在7800-8000元/噸,而且有繼續下降的趨勢;國內多家PBT廠家出現停車現象。其根本原因在于國內的PBT 產能嚴重過剩,市場供大于求。
而在PBT高端市場,我們國家卻需要進口。如:應用于手機外殼的PBT材料,國內大部分手機用PBT來自于日本寶理、日本東麗等。這是因為國產PBT的穩定性和相關性能不夠好,制造手機外殼時不良率高。
國內大部分手機用PBT來自于日本寶理、日本東麗
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為了提高競爭力,我們應該側重于高性能PBT的研發。今后幾年,PBT合金、無鹵阻燃 PBT、低收縮率低翹曲增強PBT、功能型改性 PBT可能是PBT高速發展的方向!
1、PBT定義及制造工藝
PBT
全稱:聚對苯二甲酸丁二醇脂
英文名:Polybutylene Terephthalate
其他簡稱:PBTP 、PTMP
合成單體:PTA(對苯二甲酸)或DMT(對苯二甲酸二甲酯)、BDO(1,4-丁二醇)
PBT的生產工藝是在PET的生產技術基礎上發展起來的。PBT的合成工藝有兩種:酯交換法和直接酯化法。
DMT酯交換聚合法為目前最成熟的技術,該技術原料為DMT和BDO,工藝條件要求不太高,故最早實現了大規模生產。
直接酯化法用原料為PTA和BDO,該工藝的難點在于工藝條件要求高,如:高純度的單體、高效的催化劑;優點是工藝流程短,大大縮短了生產周期。
目前,隨著PTA純度的提高、合成工藝設備的優化以及高效催化劑的開發應用;直接酯化法所占的比重越來越大,直接酯化法將會成為合成PBT的主要工藝技術路線。
2、PBT的物化特性及應用
PBT與PET同屬聚酯纖維的一種,在結構上,PBT與PET相似度很大,它們都具有:結構高度對稱,具有一定的取向能力;非晶態聚酯有良好的光學透明性;良好的耐候性;低吸濕性,具有良好的電絕緣性等。
上面表格所示:在30%玻纖增強的情況下,PBT拉絲強度略小:PBT為 120MPa,PET為 159.3MPa,彎曲模量略小:PBT為 7590MPa,PET為 8965MPa,玻璃化轉變溫度較低:PBT為 68℃,PET為 95℃,熔點較低:PBT為 223℃,PET為 252℃。
與PET相比,PBT分子主鏈由兩個亞甲基變成了四個,這就使得PBT分子間凝集力較低,PBT纖維伸縮性優良。在動態方面:分子構形受到拉力會由平時的a型伸長成B型,當拉力消除時又會由B型轉回a型,這種利用分子結構的轉變(a→B、B→a)可以產生持久的彈性。
推薦閱讀:PET與PBT塑料區別
和PET相比,PBT織物具有以下四個優點:
1)抗拉度低:與PET比較,初期抗拉強度較低,使其具有較佳的柔軟感。
2)染色性佳:染色溫度相對較低,染色性比一般PET纖維鮮艷;且延長時間,染色率及染色濃度不再增加,而達到平衡的狀態。
3)耐氯度佳:在水里面耐氯堅牢度良好,不因遇水產生物性降低、彈性疲勞現象。
4)耐堿性佳:耐堿性極佳,在堿液中幾乎不產生加水分解或減量現象。
由于其獨特的性質,改性PBT和PBT合金已廣泛應用在電子電氣、家用電器、汽車、機械、儀表、輕紡及民用領域中。
特別是PBT纖維:目前,PBT纖維在織帶、針織、絲織和毛紡顯示出"獨占鰲頭"的優越性。
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3、改性PBT的種類
PBT種類繁多,在實際應用領域大部分PBT需要改性,才能滿足相關的要求。如上圖所示,PBT改性包括四大類:阻燃PBT、玻纖增強PBT、玻纖增強阻燃PBT和PBT合金,其中PBT合金又主要有PET/PBT、PC/PBT、PA/PBT、PPO/PBT四類合金。
以廣東順炎開發的無鹵阻燃PBT為例:通過添加無鹵阻燃劑,無鹵阻燃PBT阻燃性能可達到1.6mm UL94 V-0,電氣性能更佳,CTI達到600V。
1、聚酯薄膜
PBT在溶液的作用下,可以制成單軸或雙軸定向拉伸薄膜。該薄膜具有優良的機械性能,在薄膜領域具有良好的發展前景!
阻燃PBT薄膜, 廣泛用于電源供應器、按鍵等
2、復合材料
PBT纖維不僅具有優異的熱穩定性、耐化學性、高抗張性,而且與環氧樹脂有著極好的相容性,其相界面的剪切強度高達17.3MPa。
PBT漿粕還適用于做復合材料的增強基體:非液晶態加工的PBT膜(質量分數為1%-10%)和非液晶態高分子聚合物組成的高分子復合膜,具有優異的光學透明性。可用于制造光電子及時性光學材料,如:非線性光學材料領域。
CPU扇框扇葉,來源順炎工程塑料
用PBT液晶溶液做的PBT連續膜尺寸穩定性好、模量高。PBT連續膜是軟盤帶基、磁帶帶基的不錯選擇,而且PBT帶基可以保證磁性材料連續層直接高溫噴涂。PBT綜合性能(主要是力學性能)好于鋁合金,和鋁合金相比抗輻射、抗腐蝕性好,在導彈、防空、航天等領域潛力巨大!
3、合成纖維
PBT通過混紡可以得到PBT纖維:將PBT復配成10%的甲磷酸溶液或6%的多聚磷酸溶液,或者用添加一定量三氯化鋁的硝基甲烷做溶劑來配成紡絲液晶溶液。紡絲溶液先經過多級過濾,通過噴絲頭噴出,在空氣的對流條件下揮發凝固,經過洗浴液洗滌,在傳動輥、調節輥的帶動下,氮氣保護條件于550℃進行熱拉伸處理,收卷得到制品。
PBT高彈絲,廣泛用于彈力運動服,泳衣,美體內衣,彈力襪等
PBT纖維具有優良的耐化學性能和極高的力學性能,其應用包括高強繩索、耐磨產品、高強薄板、耐熱性防護薄板、安全網、高級釣魚線、光纖電纜隔離物、空氣清新過濾布和復合縫紉線等。此外,PBT、PBO織物和高聚物基體壓在一起可以制造比一般防彈衣質輕舒適的人體防彈衣,以及耐火焰、耐高溫、防切割的防護手套。
1、PBT的生產情況
1)PBT市場價格情況
數據來源:率捷咨詢
自2014年以來,國內PBT一直以低價位走動;由上圖可以看出:PBT的市場價格一度跌破萬元大關。跌破萬元大關的主要原因是2014年9月份山東濰焦集團PBT裝置投產上線,其新產品為了前期推廣占有市場,使整體市場表現持續供大于求。
進入2015年,PBT的市場價格每況愈下:截至今年7月,PBT的市場價格在7800-8000元/噸,而且有繼續下降的趨勢。
2)PBT廠家情況(2015年7月)
數據來源:率捷咨詢
2015年7月PBT廠家裝置停車情況:
1.儀征化纖2期6萬噸裝置7月20日停車維修,預計為期20天左右;
2、河南開祥10萬噸裝置停車;
3、康輝石化2期裝置停車;
4、江陰和時利2期裝置停車;
5、江陰濟化裝置停車;
6、無錫興盛2套裝置均停車;
總體來講,我國PBT廠家7月平均開工率在46%左右。
根據有關PBT生產廠家介紹:“2007年之前PBT的行情是供不應求,買PBT的人都得排隊,緊俏得很!”,之后行情便不如從前了,眾多廠家的產能擴張是其根本原因。
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2、PBT的消費情況
來源:安迅思
PBT的需求領域包括5大塊:工程塑料、光纜料、紡絲、色母粒和薄膜等。其中工程塑料、光纜料、紡絲為PBT主要用途,約占總量的92%。
來源:安迅思
下面簡單敘述一下PBT三大主要應用領域:
1)工程塑料
應用領域:電子電器、照明電器、汽車領域、商用機器及通訊領域、家電領域。
主要供應商:儀征、長春、康輝、開祥、湄洲灣、南通
型號:6080、6100、6120
未來趨勢:汽車和機械設備領域穩步發展,其他如節能燈PBT用量減少,整體改性行業發展緩慢。
2)光纜料
應用領域:光纜、電纜
主要供應商:康輝、開祥、湄洲灣
型號:6100
未來趨勢:伴隨著4G時代的來臨,各大通信運營商對光纜的需求增大,促使增粘PBT的用量增多。
3)紡絲
應用領域:彈力絲和單絲
彈力絲:牛仔褲、絲襪、繃帶、領帶健美服、運動服
單絲:假發絲、油漆刷、牙刷、油畫筆、化妝筆、地毯絲
主要供應商:儀征、長春
型號:6100
未來趨勢:后期很多紡絲領域企業計劃建設的聚合裝置將建成,為了擴大PBT彈力絲的市場,必將推進紡絲技術的發展,下游領域的需求將大幅度增長。
1、國外大量使用 PBT 合金化改性技術
國外大量將PBT合金應用于汽車內外飾件中,如下表所示:
材料 | 用途 |
PBT/ABS 合金 | 汽車內飾件、家用電器外殼 |
PBT/聚丁二烯 合金 | 汽車保險杠 |
PBT/SMA 合金 | 汽車底部、蓋、內部裝飾 |
PBT/PET 合金 | 汽車方向盤連接件、電氣接插件 |
PBT/PPO 彈性體 | 汽車包裝部件、電子 / 電氣和儀表零部件 |
PBT/EPDM 合金 | 汽車減震套管、散熱管支撐系統、電動活塞、減震軸承 |
2、無鹵阻燃是 PBT 發展的另一重要方向
以前,阻燃PBT 用的是溴系阻燃劑;隨著阻燃劑無鹵化的深入人心,通過用無機填充和磷系阻燃劑的無鹵阻燃PBT 備受關注。
無鹵阻燃PBT廣泛應用于高溫高熱場所、電子電器行業和代替陶瓷、玻璃等建材領域;值得一提的是:為了滿足高檔節能燈的要求,市場上已經出現了耐紫外阻燃PBT產品,解決了阻燃劑析出的問題。
3、低收縮率低翹曲增強PBT受歡迎
在眾多精密制件的要求中,低成型收縮率、低翹曲是最重要的關鍵點之一。巴斯夫開發的玻纖增強PBT/ASA擁有極低的翹曲,而且價格也和一般的PBT相當;杜邦公司也有類似產品。通常,低收縮率低翹曲增強 PBT應用于電器、家庭用具和汽車中。
4、功能型改性 PBT
除了以上方向,國外還開發出了性能更為優良的PBT樹脂。
例如:納米PBT
除了保留PBT已有的性能之外,納米PBT還具有一些獨特的性能:納米PBT具有更加優良的加工穩定性和耐濕熱老化性。納米PBT可用于光纖套管。
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