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(yè)的發(fā)展及產(chǎn)品應用面的拓寬,行業(yè)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(guī)模約100億元?,F(xiàn)階段已工業(yè)化應用的高溫尼龍種類主要有PA46,PA4T,PA6T,PA9T,PA10T等。
目前國內(nèi)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(chǎn)品限制對國內(nèi)的出售,這給國產(chǎn)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(chǎn)高溫尼龍又有哪些問題需要解決?
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耐高溫尼龍的應用
耐高溫尼龍因其自身的優(yōu)異性能,近年來,下游開發(fā)應用越來越多,市場需求持續(xù)上升,目前已經(jīng)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(fā)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(tǒng)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)正朝著輕量化、節(jié)能化、環(huán)?;褪孢m化的趨勢發(fā)展。汽車減重可以節(jié)省能源,增加汽車續(xù)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(yè)領域,傳統(tǒng)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(fā)動機區(qū)域,相對于PA66材質(zhì)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(zhì)的零部件在高溫腐蝕介質(zhì)中使用壽命更久;在汽車控制系統(tǒng),因自身優(yōu)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(fā)動機的高溫、路面的沖擊顛簸和惡劣氣候的侵蝕;在汽車發(fā)電機系統(tǒng),耐高溫聚酰胺可以應用于發(fā)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(fā)展階段的行業(yè)。因其節(jié)能、環(huán)保、壽命長、抗震等優(yōu)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(chǎn)業(yè)年均復合增長率超過30%。
? ? ??PA10T用于LED支架
LED產(chǎn)品在封裝制造的過程中會發(fā)生局部高熱,對于塑料的耐溫性提出了一定的挑戰(zhàn)。目前較低功率LED反射支架已經(jīng)全面使用耐高溫尼龍材料。PA10T材料目前已經(jīng)和 PA9T材料成為業(yè)內(nèi)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(wěn)定性好等優(yōu)勢,能夠保證材料在潮濕環(huán)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(chǎn)品上已經(jīng)凸顯用高玻纖含量增強的耐高溫尼龍材料取代金屬做結(jié)構(gòu)框架的發(fā)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(yōu)異的耐高溫性和尺寸穩(wěn)定性使其在筆電的風扇、接口廣泛應用。
? ? ? ?手機機構(gòu)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(jīng)在這些行業(yè)得到了應用。
? ? ? ?水表
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PA10T材料具有低吸水率和優(yōu)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(yè)已得到大批量應用。
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國內(nèi)高溫尼龍企業(yè)面臨的問題及對策
國內(nèi)耐高溫尼龍產(chǎn)業(yè)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(xiàn)在我國相關產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化進展緩慢,工業(yè)化品種較少且性能穩(wěn)定性較差,裝置規(guī)模小、工藝及設備相對落后且生產(chǎn)成本高等。
建議在以下方面發(fā)展和提高:
1 提升知識產(chǎn)權(quán)意識
國內(nèi)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(chǎn)廠商已經(jīng)在此領域深耕多年,申請了大量專利。
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國內(nèi)廠商應對所在領域的專利情況進行充分調(diào)研,選擇合適的技術路線,進行針對性的研發(fā)以及知識產(chǎn)權(quán)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(quán)后,在此領域才會獲得一定話語權(quán)。
2 加大樹脂合成和改性相結(jié)合的技術研發(fā)
國內(nèi)很多特種PA工程塑料聚合企業(yè)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(yè)更不會深入上游的樹脂聚合。如果聚合企業(yè)能夠根據(jù)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(yè)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(fā)。
金發(fā)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(fā)過程中重視生產(chǎn)設備以及工藝技術研究
目前的耐高溫尼龍材料領域,研發(fā)人員大部分是理科背景,材料專業(yè)出身,工程化及產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗欠缺。這樣使得實驗室做出的產(chǎn)品難以批量工業(yè)化生產(chǎn)。
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(chǎn)經(jīng)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(fā)展進行,確保產(chǎn)業(yè)化順利完成。
參考資料:耐高溫尼龍的發(fā)展與應用,網(wǎng)絡資料。
原文始發(fā)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(chǎn)高溫尼龍建議對策