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特种工程塑料LCP/PEEK产业现状及产能分布

作者: tianfeng 日期: 2022-06-18 09:16:22 人气: - 评论: 0

LCP是介于固体结晶和液体之间的中间状态聚合物,其分子排列虽然不像固体晶态那样三维有序,但也不是液体那样无序,而是具有一定(一维或二维)的有序性。它是一种新型的高分子材料,在熔融态时一般呈现液晶性。这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。

未来5G时代,多层LCP天线非常适用于高频段,有望成为手机天线的首选材料。严格意义上,“LCP天线”应称之为采用LCP为基材的FPC软板,并承载部分天线功能。

传统FPC电路板基材主要是聚酰亚胺(PI),而“LCP天线”是采用LCP作为基材的FPC电路板。


什么是PEEK (聚醚醚酮)


这是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料,可制造加工成各种机械零部件,如汽车齿轮、油筛、换档启动盘;飞机发动机零部件、自动洗衣机转轮、医疗器械零部件等。


是一种线性芳香族高分子材料,由4,4‘-二氟二苯甲酮与对苯二酚在碱金属碳酸盐存在的条件下,以二苯砜作溶剂进行缩合反应得到,属于聚芳醚酮类特种工程塑料中性能最为优异的品种,一般可直接用作耐高温结构材料和电绝缘材料。


PEEK的主要应用领域

领域有,汽车等(包括航空)运输业市场约占PEEK树脂消费量的50%,半导体制造设备占20%,压缩机阀片等一般机械零部件制品占20%,医疗器械和分析仪器等其他市场占10%。


汽车等运输机械领域,2、IT制造业领域,3、办公用机械零部件领域,4、电线包覆领域 ,5、 板材,棒材等领域,6、纤维领域、7、医疗分析器械领域 


特种工程塑料未来发展4大重点


2022年后,中国工程塑料将从以下四个重点开始发展


一,是要提升产业化品种的技术水平和规模水平,提高产品的性能和质量;


二,是要加强产学研联盟建设,加快科研成果转化,加快国内空白品种产业化;


三,是要突破关键配套原材料的供应瓶颈,降低成本;


四,重视改性技术和应用技术的发展。


目前,我国已初步实现了PI、PPA、LCP、PEEK等品种的产业化,但与国外先进水平相比还有较大差距,行业整体仍处于初级发展阶段。主要原因如下:


晚开始

国际上特种工程塑料的研发始于60年代末。欧美国家对特种工程塑料进行了大量的研究和开发。从20世纪60年代问世的PI到80年代初问世的PEEK,已经形成了十多个具有应用价值和产业化的品种。

而我国特种工程塑料起步于90年代中后期。与国外龙头企业相比,差距巨大。至今未形成较大规模,大部分产品对外依存度在70%以上。


竞争力低

我国原创技术积累薄弱,与国内外先进水平差距明显。在关键领域,国际主流跨国公司的技术壁垒瓶颈尚未突破,普遍存在产品批次稳定性差等问题。

而且产品结构不够合理,基础树脂合成企业少,改性加工企业多;技术投入不足,产品开发和市场服务脱节,本土企业竞争力差。


供求不平衡

总体上看,国内产品供不应求,特种材料比重低,中低档产品偏高,关键核心产品高度依赖进口。

中国工程塑料的有效产能仍不能满足国内市场的需求,已成为世界上最大的工程塑料进口国。


LCP,PEEK下游产品及产能分析


LCP产业链:中上游是技术难点,下游应用广泛。


在液晶聚合物产业链中,液晶聚合物树脂的合成和成膜是技术难点。

目前,LCP树脂的主流合成方法包括以下四种。


(1)氧化酯化:氧化酯化是芳香羧酸和苯酚的直接聚合方法。该方法在吡啶或酰胺溶剂中,在含磷化合物或氯化亚砜等活化剂和催化剂的作用下,可以得到高分子量的液晶聚合物。该方法反应条件温和,分子结构序列可以通过单体加入的顺序来控制。


(2)硅酯法:芳香酸单体经三甲基硅酯化,再与乙酰化酚类单体通过溶液或熔融聚合工艺反应,除去三甲基硅乙酸酯小分子,得到高分子量LCP。


(3)苯酯法:芳香族羧酸苯酯与酚类单体熔融缩聚的一种方法。但该方法使用的芳香羧酸苯酯价格昂贵,且在反应过程中会产生小分子苯酚,难以清洗。最近住友化学用碳酸二苯酯和酚类单体通过“一步法”合成了低醋酸残留的LCP,树脂流动性好,是一种潜在的优势合成工艺。


(4)酸解反应:芳香二元酸和乙酰化酚类单体熔融缩聚,除去副产物乙酸,得到LCP。这种方法是目前LCP工业化生产的主要方法。


市场结构:以美日为主,国产材料崛起迫在眉睫。


有许多LCP树脂材料的供应商,但只有少数几家可用于LCP多层板。LCP树脂材料全球产能约7.6万吨/年,全部集中在日本、美国和中国,产能分别为3.4万吨、2.6万吨和1.6万吨,占比分别为45%、34%和21%。领先的LCP树脂材料,如鲍莉塑料、住友化学和塞拉尼斯,已于1985年开始研发和商业化生产LCP。国内厂商瓦尔特、普利特、金发科技、聚佳新材等已成功进入LCP树脂市场。


国外的知名企业有:


住友化学:日本住友化学是LCP树脂知名企业,其LCP树脂为公司旗下量产的系列原料之一。住友化学1985年开始生产E-Konol系列LCP,而其SUMKASUPER系列LCP在1996年开始生产,2006年时该系列LCP树脂更新到3.1版本。在开拓5G市场方面,住友化学开发出了介电可控、低损耗、易成型的LCP材料,并在2019年国际橡塑展上亮相了其面向5G时代的全新高/低介电材料SUMKASUPER Special DK LCP。


塞拉尼斯/泰科纳:塞拉尼斯于1985年便开始生产以HBA/HNA为主链的LCP树脂,经过多年的发展,其LCP系列产品已涵盖I型、Ⅱ型和Ⅲ型。后来塞拉尼斯旗下成立的泰科纳公司将LCP业务发展成为全球重要的LCP树脂生产大厂,并于2010年收购了杜邦LCP生产线Zenite系列,成为LCP树脂龙头企业,产能可达22000吨/年。


美国杜邦:杜邦在1994年便推出了Zenite LCP系列产品,2003年收购Eastman Chemical公司的Titan部门,纳入了Zenite产品线。杜邦Zenite 系列LCP产品优势在于具有更短的生产周期、更好的流动性和更高的HDT。


日本宝理塑料:日本宝理塑料在20世纪90年代初便开始生产LCP聚合物,具备年产15000吨的LCP聚合物生产线。经过多年的发展,日本宝理塑料开发了LAPEROS LCP系列产品,该产品不仅具有数量级的机械强度,高弹性模量,而且具有优异的振动吸收性能,堪称下一代的超级工程塑料。在2019年国际橡塑展上,宝理塑料带来了其应用于5G通信材料的低介电LCP材料。

国内知名企业有:沃特股份:深圳市沃特新材料股份有限公司创办于2001年,专业从事特种高分子材料、环保工程塑料的研发、生产和销售,是国内橡胶和塑料制品行业知名上市企业。沃特的5G材料解决方案中的高频材料包括了LCP、PPO/PPE、PP等,它是全球为数不多能供应I型、II型和III型三种类型LCP材料的企业。


作为国内在LCP软板加工方面实现大规模量产的企业之一,沃特在产能方面正积极扩产。2019年12月底,沃特股份收购浙江德清科赛51%的股权,通过结合德清科赛高频设备用薄膜已经形成量产的优势,将与沃特现有高频线路板基材材料及低介电损耗LCP材料形成系统化高频材料解决方案,从而提升公司在高频及5G设备产品用材料市场占有率等。


普利特:上海普利特复合材料股份有限公司成立于1999年10月,于2009年在深圳中小板上市,主要从事汽车用改性塑料产品的研发、生产、销售和服务。普利特塑料产品包含PP、ABS、PC/ABS、PA、LCP等材料,其LCP系列产品拥有自主知识产权,普利特上市后,先后在上海市金山区、浙江省嘉兴市和重庆市铜梁县投资建设了上海普利特化工新材料有限公司(主要做液晶高分子材料LCP)、浙江普利特新材料有限公司和重庆普利特新材料有限公司三家全资子公司。目前普利特改性材料产品全球总产能达到26万吨规模。


PEEK产业链


PEEK是聚芳醚酮(PAEK)系列聚合物中最主要的品种,具有柔韧性与优良的工艺性。在航空航天、汽车、电子电气、医疗及其他工业领域得到广泛应用。


我国PEEK技术开发起步较晚,国内PEEK行业代表性研发机构是吉林大学。


PEEK产能主要集中在中研股份、浙江鹏孚隆与长春吉大特塑,占我国总产能的80%,其中中研股份产能达1000吨/年,居全国首位。


但与国际领先相比,实际产量和产品质量仍有一定差距。


从国内市场需求来看,随着国内电子电气、航空航天和汽车行业的不断发展,PEEK材料的市场需求增长迅速,中国现已成为全球最重要的市场之一。


数据显示,到2020年,中国PEEK材料市场的消费需求达到1450吨,2015-2020年的复合增长率将达到40%


 未来五年,我国PEEK产能将不断扩大。目前,威格斯与兴福化工已宣布在盘锦成立合资公司,预计将建设1500吨/年PEEK产能。


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