PPA概述
PPA簡介
可以長期在150℃以上環境使用的尼龍工程塑料被稱為高溫尼龍PPA. 目前已實現工業化生產的高溫尼龍主要為PA46, PA6T, PA9T, PA10T, MXD6等.
PPA材料相比於普通的尼龍材料具有更高的熔點和更好的力學性能, 其主要原因是由於PPA材料的聚醯胺分子鏈中加入了芳環, 芳環的存在減少了分子鏈中可旋轉的單鍵, 增加了鍵能, 分子鏈的剛性隨之增加, 剛性較大的分子鏈之間容易形成氫鍵, 使得整個分子鏈的活動性能下降. 分子鏈熱運動性能下降, 聚醯胺的耐熱性能就會有顯著的提高.
材料特點
發展曆程
PPA應用 電子電氣領域
汽車工業領域
主要產品及全球供應商 PA46, PA4T
PA46, PA4T供應商
DSM公司憑藉對PA46的先行研發和專利保護, 於1990年率先實現了PA46的工業化生產, 並在全球高溫尼龍市場上一直佔據領導地位, 且市場佔有率遠高於其他高溫尼龍.
丁二胺是PA46合成的關鍵原料, 而DSM是全球唯一擁有丁二胺工業化方案的公司, 憑藉此技術優勢DSM公司於2008年推出其新產品尼龍PA4T,主要適用於電子電氣用途如CPU插座, 耐高溫線軸等.
PA6T
PA6T是由日本三井化學公司所開發的一款耐高溫尼龍, 由己二胺和對苯二甲酸縮聚而成. 純的PA6T熔點高到370℃, 在此溫度下尼龍已經發生降解, 無法進行熱塑成型, 所以市面上流通的PA6T均是經過與其他單體共聚後降低熔點的共聚物或複合物.
PA6T供應商
1994年杜邦將Zytel HTN高性能聚醯胺樹脂引入市場, Zytel HTN已改進了許多製品的成本和生產率, 如金屬絲導線連接器, 汽車結構組件架, 汽車發動機冷卻, 通風和燃料系統組件. 目前也正在開發在管材, 加熱和化學品處理系統中的應用.
作為最早開發PA6T耐高溫尼龍系列產品的日本三井化學公司, 其主要產品ARLEN A系列和ARLEN C系列產品具有十分優異的耐高溫性能, 尺寸穩定性以及耐化學性.
ARLEN系列產品因其低吸水性, 可以應用於電子連接器領域, 在過SMT時, AELEN 具有較好的耐回焊溫度;且電子連接器通常需要插入端子, 對於機械性能有較高的要求, 而ARLEN系列產品則能很好的滿足上述要求.
Solvay公司於1991年實現Amodel產品的商業化, 連續使用溫度可以達到170℃, 熱變形溫度為280℃. 在汽車, 廚具, 家電, 各種薄壁電子, 電器元件等產品方面有良好的應用.
瑞士遠東EMS公司 'Grivory' 樹脂吸濕性低, 且具有高阻隔性能;就有高強度, 可以替代部分金屬材料;其高乃溫性能使其能夠在120℃的高溫下其剛度和強度不發生變化, 可以應用於電子元器件和汽車發動機蓋的生產.
BASF推出的UltramidT系列產品是以PA6/6T為基礎的聚醯胺成型化合物. 具有優異的機械性能和電性能, 吸水率低. 由於它們良好的性質, 這些材料已經成為幾乎所有工程領域中的多種部件和機器零件(如作為優質電絕緣材料)以及許多特殊應用中不可缺少的材料.
江門市德眾泰工程塑膠科技有限公司研發的的PANT, 於2013年研發成功, 然後開始量產, 公司啟動的第一塊領域是水暖衛浴, 剛好結合國家的以塑代鋼這個大的趨勢下, 高溫尼龍來取代銅來切入水暖衛浴市場. 經過這三年多的耕耘, 其在水暖衛浴已經取得了廣大客戶的認可.
PA9T
PA9T供應商
PA9T是由日本Kuraray公司獨自開發的, 以壬二胺和對苯二甲酸縮聚而成的耐高溫尼龍.其玻璃化轉變溫度較高達到125℃, 熔點308℃, 吸水率很小僅為0.17%. Genestar在高溫下比PA46具有更好的韌性, 同時比PA6T具有更高的耐化學品性能, 耐油性及耐水解性. 特別是, 耐焊錫溫度有260℃以上的耐熱性. 可用在無鉛焊錫適應材料.
PA10T
PA10T供應商
PA10T由我國金髮科技於2008年開始工業化生產的擁有自主智慧財產權的耐高溫尼龍產品, 與其他短鏈高溫尼龍如PA46, PA4T, PA6T, PA6I, MXD6等相比, 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, 從而具有較高的結晶速率和結晶度, 適用於快速成型, 製作一些小型的電子元器件, 比如LED反射支架, 連接器等. PA10T的化學性能, 吸水性, 耐溫性和加工性能等比較均衡, 且吸水性特別小, 綜合性能相當優越, 工程上應用前景廣闊.
MXD6
MXD6由間苯二甲胺和己二酸合成, 具有優秀的啟迪阻隔性和熱穩定性. 在較寬的溫度範圍內具有高強度和高剛性, 熱變形溫度高, 熱膨脹係數小, 吸水率低, 尺寸穩定. 三菱瓦斯化學公司和東陽紡織公司將其與PET, PA6, PA66, 聚烯烴, PC, ABS等其他熱塑性材料共混或共擠塑, 製作複合薄板, 中空容器具有優良的阻隔性和耐熱性, 且在冷, 熱或潮濕環下不易變形, 可用於製作藥品, 酒類, 食品等阻隔性要求較高的包裝材料.
MXD6供應商
三菱瓦斯化學公司於1986年開發了商品名為Reny的系列產品, 其中MXD6為其主要成分, 採用玻纖增強或玻纖, 雲母, 碳酸鈣等複合增強. 具有優異的機械性能和熱性能, 主要用來代替金屬和其他工程塑料作為汽車的汽車結構材料, 比如汽車外殼, 車體, 大梁和底盤等零部件.
全球PPA產量
從2010年至2015年, 全球耐高溫尼龍產量以每年6.6%的增長率增長, 預計2020年全球耐高溫尼龍年產量將達到154000噸.
PPA市場價格
部分耐高溫尼龍價格
耐高溫尼龍的價格的是普通尼龍的2-3倍, 利潤空間較大, 主要原因在於主流PPA產品主要控制在少數幾家國際巨頭手中, 且市場需求量較大, 競爭壓力小, 供應商具有較強的議價能力. 而生產企業由於傳統工程材料性能達不到某些產品耐高溫要求, 使用特種工程塑料則會導致過高的生產成本, 均衡考慮後, 耐高溫尼龍成了最具性價比解決方案, 因此耐高溫尼龍具有極大的市場競爭力.
國內PPA行業現狀 目前具有生產耐高溫尼龍產品能力的企業仍然較少, 核心技術主要還在國外化工巨頭手中如Dupont, DSM, BASF等. 我國耐高溫尼龍起步較晚, 但由於各種客觀存在的原因實現產業化的企業較少, 但隨著市場的發展, 越來越多的國內企業開始將目光投向PPA領域.
從2000年起, 我國傑事傑公司就開始對PA6T, PA10T, PA12T等耐高溫尼龍進行研究, 並在國內首先實現突破, 成功開發出HPN系列產品, 主要應用於汽車和電子電器領域.
金髮科技於2008年開始工業化生產耐高溫尼龍產品, 金髮科技基於我國基本國情, 以蓖麻油作為生產葵二胺的原材料, 再與對苯二甲酸進行縮聚聚合開發出了性能優異的PA10T產品並在市場上贏得了不錯的口碑和認可. 金髮科技與EMS公司在PA10T的專利上形成激烈的正面交鋒, 並不落下風. 金髮科技對於尖端技術不斷鑽研的研究態度和積極捍衛自主智慧財產權的行為是國內相關企業學習的榜樣.
另外江門德眾泰和浙江新和成也有耐高溫尼龍相關產品.
雖然我國有金髮科技, 上海傑事傑等非常優秀的耐高溫尼龍生產企業, 但相對於國際化工巨頭還有小的差距, 主要是在於我們耐高溫尼龍產業化進展緩慢, 工業化品種較少且性能穩定性較差, 還存在裝置規模小, 工藝及設備相對落後且生產成本高等問題.
未來尼龍改性發展趨勢:
(1)高強度高剛性的尼龍市場需求量將越來越大, 如晶須, 碳纖維增強尼龍將越來越受市場歡迎;
(2)類似於PC/ABS, 合金化尼龍將成改性發展主流, 如PA66/PA6T, PA6/PA6T合金等;
(3)阻燃且環保的尼龍應用將逐步普及;
(4)尼龍導電和防靜電改性也會是未來尼龍發展的一個重要方向;
(5)納米尼龍的製造與應用將越來越受重視.