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文檔簡介

1、聚酰胺(PAA工程塑料發展概況1基本市場情況2016年PA陰口 PA66聚合物的全球生產量超過了 750萬t , PA6占比超過70% PA6主要被加工成各種纖維(如紡織纖維、地毯長絲或短纖維),而PA6復合物占 了 PA6聚合物消費量的1/4左右。相比之下,大約各有一半 PA66樹脂被加工成 工程塑料和纖維。PA6和PA66復合物有一半左右被汽車工業消耗了,電子電器 工業消耗了近1/3(其中包含了動力工具和家電產品方面的應用 )。在2016年PA6 和PA66需求量方面,中國占了 31流右,歐洲、北美自由貿易區(包括南美)分 別占了 30% 21流右,其他亞洲國家占大約18%全球最大的PA6

2、生產商是巴斯 夫(BASF)、朗盛(Lanxess)、帝斯曼(DSM)艾曼斯(Ems)和杜邦(DuPont) , PA66 的主要生產商是杜邦、索爾維(Solvay)、旭化成(AsahiKasei)和巴斯夫。中國在 近幾年里成長為最大的PA6和PA66復合物市場,也越來越有能力在熱塑性塑料 和基礎產品(如己內酰胺和己二酸)方面實現自給自足。世界范圍內 PA6和PA66 樹脂的產能正在不斷擴大。其中中國的PA6和PA66復合物的增長率為4%-6%明顯高于其他國家和地區。日本的 Ube工業公司計劃在2018年將其在西班牙卡 斯特隆PA6工廠的產能擴大47萬t/a 。波蘭化工企業GrupaAzoty

3、也在波蘭塔 爾努夫新建一家PA6產能為8萬t/a的工廠。2聚酰胺產業鏈一 HOT助劑|堰壕刑一屬聯刑等上前行業中游行業下游行業.化工原料電子里轅臻于蒙干由宙河堆同住!堵料其他骯天后,女軍工.三麗口海電子元器性,斗值黑電電B.電痢掘器件蟀j充足SMT 工藝要:Q裳麗網eitt,他承何拷瞿、 理部L如段計機油累篁部 性.助力轉司承籌防老化劑.光改叮Ji攏口工 3s pA + GFPA+CF. PA* 可帆其他中間產晶等3 聚酰胺產品系列:(1)高性能無鹵阻燃PA6和PA66復合物 例如,德國朗盛BKV45FN0晁一 種45%璃纖維增強高模量PA6復合物,可自由著色,無鹵無紅磷,45%璃纖 維使其具

4、有很高的強度和剛度,還具有最高的UL94防火等級5VA級(1.0mm)以及 很好的高壓電痕抗性( 符合標準DIN EN 60587)。德國巴斯夫Ultramid FReeA3U40G5是針對家電產品部件應用的無鹵阻燃PA66,它可通過灼熱絲試驗標準(DIN EN 60335-1) 灼熱絲起燃溫度為775 (試樣壁厚0.75mm)。 主要應用在電子電器領域。(2)高導熱系數的聚酰胺材料,Durethan BTC75H3.0EF是填充了 75%!熱 礦物的PA6,其導熱系數(流動方向)為1.7W/(m.K),是標準PA6 Durethan BKV30H2.0(充了 30%璃纖維)的幾倍。可用于各類

5、設備、LED和傳統照明技術 的熱管理等散熱部件。(3)高溫穩定PA6和PA66 巴斯夫產品Ultramid EndureD3G7和杜邦產 品Zytel PLS95G35DH1 BK549勺連續工作溫度可提高到 220C ,止匕外,朗盛將向 市場提供長期耐230 的PA66。(4)朗盛開發了幾種30%璃纖維增強的PA6復合物-新型可焊接復合物。 Durethan BKV30X-WPX"!高了加工穩定性以及焊縫對加熱工具、紅外線和振動 焊接的耐受性,還提高了熔體剛度和熱穩定性。它可在200 下連續工作,并且其在室溫老化后和受熱后仍具有高焊接強度。DSM也推出媲美Akulon K224-H

6、WXG6勺高激光傳輸性的 PA6復合物。Schulman公司產品Schulamid 66 GF 30 HE LW是類似的PA66產品。(5)可耐受更高溫度的吹塑成型 PA66復合物,用于發動機的進氣管。這類產品包括杜邦公司的Zytel BM70G20HSL, XRadici 公司的 Radilon A BMV200HHR3800NE和朗盛公司的 Durethan AKV320ZH2.0。( 6) 朗盛 Durethan TP132-011 開發了一種填充30%的玻璃纖維和中空玻珠混合物的PA6復合物,相比填充實心玻璃珠的同類 PA6復合物,前者使密度降低 了 12%,由此帶來的好處是充填壓力的

7、降低和流動性的提高。( 1) 維高性能聚酰胺事業部推出了全新的耐高溫聚酰胺材料Technyl ®Red S,該產品專門為在200c連續高溫條件下工作的汽車應用而研發,如渦輪增壓發動機的進氣歧管、增壓空氣冷卻器、氣缸蓋。Technyl ® Red S采用了創新配方, 不僅能夠連續耐受210 /1000h 或 200 /2000h , 而且還具備高抗沖擊性、耐酸性、高流動性、出眾的表面質量和優異的焊接性等優異性能。( 8) 朗盛一種新型的無鐵熱穩定系統旨在將尼龍66 的連續工作溫度提高到230 以上。新產品線的第一個產品是35%玻璃增強等級Durethan AKV35XTS2,

8、聲稱在230經過3000h 后, 拉伸強度和彈性模量的降低幾乎是無法測量的。相比包含舊的熱穩定系統的Durethan 尼龍 66 復合物, 新的等級具有更好的流動性和表面質量。( 9) 索爾維 Performance Polyamides 推出兩種針對汽車熱管理系統的新型Technyl尼龍產品。其中一個新產品是 Technyl Blue D 218CRV33它是尼龍 66/610 共聚物,具有極高的抗水解性和抗路鹽性。其主要的直接應用是散熱器端罐、機油濾清器外殼和廢氣再循環系統(EGR煥熱器。ig產品與Technyl Blue大家庭中的兩個現有的Technyl 尼龍 66 的系列產品歸為一類。

9、依據玻璃纖維含量的不同,新牌號具有“極高抗水解性”,在其之下是Technyl Blue G2等級(高抗水解性的)和 Technyl Blue 34NG 等級 (抗水解性的)。據報道,三者均在強腐蝕性冷卻劑( 熱水 / 乙二醇混合物)條件下具有耐熱老化性。與標準尼龍66 相比,在130c經過1000h后,Technyl Blue 34NG的拉伸強度保持率提高了 15% Technyl Blue G2 提高了 30% 新的D 218CR V33提高了 60% 相對于具有競爭 力的特種聚合物,三者都可提供高流動性和良好的制品表面質量。另一個新產品是 Technyl Red S 高耐熱性尼龍666。(

10、 10) 還有一種新產品是橙色的Ixef 1524 聚芳香酰胺(PARA, 也稱為 MXD6尼龍 ) , 50%玻璃纖維增強的無鹵阻燃級,適合電動汽車充電連接器。盡管玻璃纖維的含量高,但其對厚度為0.5mm的壁厚具有高流動性,支持高噴射速度和短 加工周期。它兼具高剛度和高韌性,阻燃性達到UL94 V-0(0.4mm)。另一個IxefPARA新品級是黑色的Ixef 3012,其含有55%勺碳纖維和玻璃纖維,針對在輕質 條件下提供高強度和高韌性而開發。它的高流動性允許成型長而薄的制件,這些制件不需要涂漆,針對汽車、航空航天和消費等領域的應用。它還具有導電性和高耐蠕變性,潛在應用包括汽車排氣口鱗片、

11、汽車節流閥體杠桿、無人機部件、運動攝影機的固定部件和懸臂梁扣件。4產品線IP情況根據文獻統計,對1985年到2015年之間的聚酰胺領域的專利申請情況進行 概述。19852000年,聚酰胺的年申請量呈逐年緩慢遞增的態勢,聚酰胺的應用 還局限于纖維制品,具發展處于萌芽期;20002006年,聚酰胺的年申請量突破 百件,隨著聚酰胺改性方向的多元化,聚酰胺的應用不僅僅局限于紡織領域,其改性組合物以及種類日趨豐富,聚酰胺的性能得到進一步提高,年生產量穩步上 開,其處于發展的初期階段。2006年至今,聚酰胺作為世界主要的工程塑料, 具 在機械、交通、電子電器、日用工業、涂料等領域得到進一步應用,2013年

12、申請 量突破600件/年,聚酰胺的專利申請進入快速發展的活躍期。TUOr 600 - /圖I眼舉胺的年度專判申請量從申請量來看,聚酰胺領域的研究主力是企業,占全部專利申請量的69%高校/科研機構所占份額較小,占全部專利申請量的31%這主要是因為聚酰胺作為重要的工程塑料,對國民經濟的發展具有重大影響,更受企業關注。由圖 2 可知,杜邦和巴斯夫在聚酰胺領域申請量較多, 占主導優勢,其次是浙江大學和 東華大學。國外在聚酰胺這一領域的研究起步早, 基礎實力雄厚,這是其申請量 較大的主要原因。中國是一個制造業大國,紡織工業是我國國民經濟的傳統支柱 產業和重要的民生產業,東華大學前身即為“中國紡織大學”,

13、而聚酰胺工業化 之初,主要開發纖維用途,因此,國內紡織領域的高校申請量躋身前列。圖2段落勝籟城的申話人分布5聚酰胺改性技術聚酰胺具有優異的綜合性能,但是作為有機材料,其可燃性是明顯的缺點。由于分子內具有酰胺鍵,其分子鏈剛性強柔韌性不足,吸水性較大。現有技術中 使用的聚酰胺材料通常需要經過改性處理, 圖3和圖4顯示,改性聚酰胺的專利 布局集中在共聚合改性、填充增強改性、阻燃改性和增韌改性。品眼電盥笆曲怪出*島向外布聚酰胺領域專利申請的技術演進:聊(1)聚酰胺改性技術概述隨著PA在電子、航空、機械等領域應用的不斷擴大,對其耐熱性、吸水 性、抗侵蝕等性能提出了更高的要求,科研工作者對其分子間氫鍵、結

14、晶行 為、動力學等進行了大量的研究,通過對 PA材料進行改性,實現其功能化和高 性能化。共聚改性、共混改性、纖維增強、無機粒子填充等改性方法成為當前 研究熱點。(2)共聚改性是將含有亞甲基、芳環或其他官能團的共聚物進行接枝或嵌段 共聚,得到的共聚PA兼具共聚物的優良性能。共聚改性是從分子結構入手以改 善PA的加工性、抗沖擊性和耐熱性等。例如,通過在聚合過程中將含量較高的 柔順一CH2-分子鏈(如,氨基十一酸)引入 PA可增強分子間的柔韌性,提 高制品的抗沖擊性;在PA1010中引入PA6T可提高分解溫度;通過共聚將醴鍵 引入PA分子也可極大提高其耐熱性和溶解性;在制備透明 PA時,引入環結構(

15、如2, 2'- 二甲基 -4, 4'- 亞甲基雙(環己胺)改善長鏈結構引起的玻璃化轉變溫度下降的缺陷,增強制品的剛性、耐熱性,降低結晶能力,提高透光率。(3) 共混改性是指以PA 為基體,與其他共混劑( 如增韌劑、增溶劑等) 共混,以提高PA 的性能。與共聚改性相比,共混改性操作簡便、見效快且易于推廣。例如,PA6與苯乙烯-馬來酸酊共聚物(SMA)、N-苯基馬來酰亞胺(N-PMI)共混,利用環結構纏繞分子鏈,影響分子鏈運動,改善制品的彎曲強度、模量及熱形變溫度等性能;同樣 N-苯基馬來酰亞胺-馬來酸酊二元共聚物(NMA商 PA6共混也具有類似的性能影響;馬來酸酊接枝物與PA6共

16、混也可改善沖擊強度,降低吸水率。纖維具有強度高、模量高等優點,添加到PA中可增強PA的力學性能。常用的纖維材料有碳纖維、玻璃纖維等。納米粒子具有尺寸小、比表面積大、表面能高等優點,與PA 界面作用力強,用無機粒子填充可賦予PA較高的強度、耐熱性能等。無機粒子主要包括蒙脫土 (MMT CaCO3 SiO2等。此外,可通過丫 -射線照射等其他方法對PA進行改性,射線照射或等離子作用 后均會基體表面產生較多的官能團,配合其他改性方法可提高性能。(3) 其他:以上改性方法,分別通過分子設計、聚集態調控等方法影響分子鏈之間的相互作用以及聚集態結構,對 PA韌性、強度等均能產生明顯提高。聚酰胺的阻燃功能,

17、改性技術主要包括以下幾個方面:低毒環保化、納米和微膠囊化、阻燃劑的高效化、阻燃劑的多功能化、采用復配技術。其中,采用復配技術制備高性能的阻燃聚酰胺材料是阻燃聚酰胺研究的主流方向。例如,使用鹵代聚苯乙烯或鹵代聚亞苯基氧化物,(III )偏銻酸鈉作為阻燃劑;使用三氧化二銻、多鹵代烴以及烴基磷酸酯作為阻燃劑。復配型有包含三聚氰胺和多元醇的聚酰胺組合物,具有優異阻燃性;含溴苯乙烯聚合物為基礎的阻燃聚酰胺組合物,也具有阻燃性;蜜白胺為阻燃組分的阻燃聚酰胺組合物,是不含鹵素的阻燃劑;也可用低分子量磷酸酯和高分子量磷酸酯的混合物構成的阻燃劑,無環境污染;含次磷酸鹽和/ 或雙次磷酸鹽的阻燃劑的聚酰胺模塑組合物

18、,可滿足0.4mm測試片厚度時UL94可燃性等級V0的要求;紅磷阻燃增強的熱塑性聚酰胺組合物的無機-有機復合包覆體系已成功應用于電工、電子、電器行業;利用納米MCA(三聚鼠胺鼠尿酸鹽)可實現添加量少、阻燃性好、發煙量低的功 效。6 行業產業現狀與未來發展聚酰胺工程塑料全球最大的 PA6生產商是巴斯夫(BASF)、朗盛(Lanxess)、 帝斯曼(DSM)、艾曼斯(Ems)和杜邦(DuPont) , PA66的主要生產商是杜邦、索爾維 (Solvay) 、 旭化成 (AsahiKasei) 和巴斯夫。國內幾大生產商有中國平煤神馬集團、英威達尼龍化工(中國)有限公司、華峰集團有限公司、鞍山市國銳化工有限公司、江蘇華洋尼龍有限公司等,從產業集中度(指行業的相關市場內前n家最大的企業所占的市場份額的總和,用來表示市場競爭的激烈或壟斷程度)來說, 前四家企業聚酰胺所占市場份額達95%,產業集中度相對較高,同時預計2020 年末聚酰胺(工程塑料PA)產能高達115萬噸/年,需求量預計為100萬噸,2025 年需求量預計達115 萬噸,基本滿足國內需求。未來應加快發展聚酰胺工程塑料(PA»及特種PA

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