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5G时代,多面手PPO材料
5G作为各国战略布局重点,全球各国都在抢先布局,5G将会带来巨大的经济效益,特别是受新冠疫情影响,全球经济下行的情况下,5G更成为拉动经济发展的新动能。作为5G产业链的上游,材料是大家关注的重点之一,今天小编给大家介绍一下可应用于5G上的PPO(聚苯醚)材料,如有错误欢迎指正。


  1. PPO概述


  • 1957年,聚苯醚由美国通用电器公司采用氧化偶合方法合成;

  • 1964年,美国通用电气公司首先用2,6-二甲基苯酚为原料实现 聚苯醚工业化生产。

  • 1966年,通用电气公司又生产了改性聚苯醚(MPPO)。

  • 1984年,世界聚苯醚的消费量为163kt。

  • 2008年,SABIC对GE塑料部门价值116亿美元的收购行动,GE的PPO塑料也就归到SABIC。

  • 2006年中国蓝星投产PPO,2016年鑫宝投产。



改性PPO(MPPO)综合性能好,成为五大通用工程塑料之一。


PPO的存在形态主要有三种,PPO改性塑料、PPO弹性体、低分子量的PPO。用于5G方面的主要是改性PPO和低分子量PPO,如后是三种PPO的介绍。


  1. PPO改性塑料


聚苯醚(PPO)一般呈土黄色粉末状。

聚苯醚最大的特点:


  • 在长期负荷下,尺寸稳定性优良和突出的电绝缘性;

  • 使用温度范围广,可在-127~121℃范围内长期使用;

  • 优良的耐水、耐蒸汽性能(Tg为210℃,热变形温度为190℃);

  • 制品具有较高的拉伸强度和抗冲强度;

  • 较好的抗蠕变性、耐磨性和电性能。

  • 但熔体流动性差,加工困难,几乎不能单独进行挤出和注塑加工。


为了满足多种用途的需要,对PPO进行系列改性已经是必不可少。



经改性后的PPO能满足5G对材料的要求,在5G方面有一系列相关应用,比如在天线阵子、天线罩、移相器等基站零部件上的应用,更多相关详情可查阅我们之前文章:

我是聚苯醚,大家叫我PPO,这是我的简历(请收藏)

耐候低介电PPE材料在5G基站天线罩上的应用


  1. PPO弹性体


PPO不仅可以作为改性塑料的主体,还可以作为添加剂来改变弹性体的性能,由于PPO本身阻燃,强度高,跟弹性体相容性好,所以加到弹性体中,大幅提高了拉伸强度,而且还增加阻燃性。不像工程塑料的PPO主体是PPO,PPO弹性体多用于线缆中。更多相关详情可查阅我们之前文章:

PPO 电缆优势以及缺点

PPO/PPE改性弹性体线材企业大全

柔性聚苯醚(PPE)在无卤阻燃电线电缆中的应用


  1. LPPO


普通PPO,熔体粘度较高,在溶剂中的溶解性不好且耐溶剂性能也不太好,使得其加工性能欠佳,在覆铜板的应用上受限,低分子量的聚苯醚LPPO,分子链两端羟基化制得,两端有较活泼的羟基,能发生一系列反应,可制备各种遥爪、嵌段、接枝和星型聚合物,低分子量PPO结构式如下:



低分子量PPO的合成方法有两种:单体共聚法和高分子量PPO再分配法。低分子量的PPO为热塑性树脂,亦不能直接用于覆铜板,必须经热固性改性后才能满足覆铜板的使用要求。


二、PPO在5G上的应用


  1. 天线阵子


    5G基站按照功率大小,可以分为宏基站、小基站,5G宏基站天线罩尺寸长、体积大,注塑加工成本高且易变形,可采用挤塑工艺,选材主要有耐候性低介电PPE、长玻PP等。


    1. 移相器


    移相器是基站天线的一个必要组件,移相器中的介质块通常是需要很好的尺寸稳定性,各种可调的介电常数和极低的介电损耗。


    PPO由于尺寸稳定性好、电气性能优良、介电损耗低以及介电性能随频率变化不大等优点,在5G基站介质块有重要应用,介质块可以改变力和能量的传递,光和声的传递,可以决定波动能量的传递方向和速度。



    1. 天线罩


    5G宏基站天线罩尺寸长、体积大,用注塑成型工艺,模具和注塑设备造价极高且容易变形,因PPE的耐温和尺寸稳定好的特性,适合挤塑尺寸大产品;5G基站天线罩和外壳作为起保护作用的结构件,需要强韧度高和密度低轻量化。


    经改性后的耐候低介电常数低介电损耗PPE材料具有低介电常数(DK=2.3-2.5)和低介电损耗(DF=0.002-0.003)、可挤塑成型、耐候(达到F1等级)、强初综合性好、密度低且尺寸稳定和表面可全属化六大特征,适用5G宏基站天线罩。


    图 伟的新材耐候低介电PPE挤塑宏基站案例


    1. 高频PCB


    目前我国覆铜板行业使用的低分子量PPO基本上来自SABIC、旭化成和三菱瓦斯化学等国外企业,还没有国内企业向覆铜板行业供应低分子量PPO。随着5G时代的到来,国内也有一些企业开始布局低分子量PPO产业,有些企业并已开始为客户提供样品,例如南通星辰合成材料有限公司,盘锦三力中科新材料有限公司,陕西硕博电子材料有限公司,河北健馨生物科技有限公司等,如有错误或遗漏欢迎指正。



    1. PPO生产企业





    聚合企业


    1、SABIC

    SABIC的低分子量PPO牌号为 NORYLTM SA90和SA9000。随着PPO树脂含量的增加,韧性提高,吸水率明显下降,介电性能很低,这种性能剖面非常适合作为高性能覆铜板添加剂。


    官网:https://www.sabic.com/en


    2、旭化成


    日本旭化成通过在PPO分子主链上引入可交联反应的烯丙基基团,首次实现了PPO自身的热固化。如下是旭化成的PPO牌号、介电常数以及其介电损耗角正切表格。



    厂家


    牌号


    介电常数


    介电损耗角正切


    旭化成


    S2100


    3.4-3.6


    0.002


    S3100


    3.5-3.6


    0.0025


    S4100


    3.4-3.6


    0.002


    官网:https://www.asahi-kasei.cn/


    3、蓝星南通星辰合成材料有限公司


    2019年11月,蓝星集团南通星辰合成材料有限公司芮城分公司万吨级聚苯醚(PPE)扩能改造项目一次投料开车成功。项目关键技术指标、产品质量指标均达到设计要求,装置实现连续化稳定生产,标志着蓝星聚苯醚产能规模实现翻番,达到2万吨/年。


    官网:http://www.ntsmp.com/ntxchccl/index.htm


    4、鑫宝集团


    2016年国内首套万吨级溶液法聚苯醚生产线投产,17年首批聚苯醚正式投放市场。2019年4,中科鑫宝年产4万吨聚苯醚项目在建,项目从2018年2月开工建设,项目的主反应器、蒸馏塔、后料储罐等主要设备安装已完成,土建工程已完成80%,主装置钢构已完成75%,工艺管道进入安装阶段,年内实现投料运行。建成后,这里将成为世界最大的聚苯醚生产基地。


    官网:http://www.sinbogroup.com/


    新上的项目:


    5、盘锦三力中科新材料有限公司


    盘锦三力中科新材料有限公司依靠中科院技术和母公司青岛三力本诺新材料股份有限公司资金于2019年4月开始在辽宁盘锦建设300吨低分子量PPO生产线,据了解目前已经在售,产品牌号SLO 123,SLO216,SLO316。



    6、陕西硕博电子材料有限公司


    陕西硕博电子材料有限公司凭借自己在PI行业积累的客户资源及生产技术,通过自主研发,于2019年在陕西渭南建设3500吨低分子量PPO及改性低分子量PPO生产线。


    7、河北健馨生物科技有限公司


    河北健馨生物科技有限公司依靠昆山聚计能新材料有限公司研发团队低分子量PPO生产技术,于2019年在河北沧州投资5000万建设1000吨JJN型聚苯醚。


    官网:http://www.hbjxswkj.com/





    改性企业


    1、SABIC


    SABIC的ER008259 PPO具有低损耗、高耐温、尺寸稳定、Df<0.003以及可金属化的特性,可用于天线阵子。


    SABIC的PPO基材应用于介质移相上的牌号如下表



    牌号


    Dk


    Df


    ZKC04


    3.04


    0.0009


    ZKC06


    3.56


    0.0009


    ZKC08


    3.91


    0.0009


    官网:https://www.sabic.com/en


    2、普立万


    PolyOne公司推出了新的聚合物配方,以响应高度创新的第五代(5G)电信网络的发展,这将有助于加快5G基站天线制造商的上市速度和设计灵活性。


    适用于5G的新型可定制Edgetek配方,目前全部12种均基于PPE树脂,介电常数(Dk)在3.0~9.0之间,具有特定的Dk值,并降低了损耗因子(Df),从而加快了设计鉴定速度,缩短了交货时间。该产品系列中的另一种新配方与SMT(表面贴装技术)兼容,从而具有更大的设计灵活性,并加快了3D电路板的上市速度。这两种材料都可以帮助5G基站天线制造商简化其设计和工艺开发。



    官网:https://www.polyone.com/cn/


    3、广东伟的新材料股份有限公司


    广东伟的新材料股份有限公司经多年的研究,将PPE合金与耐光稳定、加工性好的树脂和助剂做成的复合材料,经实验检测和应用考验,能很好的解决其加工性和使用问题,形成一系列产品并在基站外罩上使用。


    图 伟的新材耐候低介电PPE挤塑宏基站案例


    官网:http://www.weide123.com/


    4、中蓝晨光化工研究设计院有限公司


    中蓝晨光院开发的PC/LDS和PPE/LDS材料,通过校企联合的方式,与国内知名高校共同开发建立了国内唯一有机活化剂生产线,材料化镀性能好,上镀速度快,与国际材料巨头的产品相比毫不逊色,取得了LPKF的专利授权认可,在天线行业领导者安费诺、信维等公司获得了材料认证。



    在5G基站建设方面,中蓝晨光院基于超低介电低损耗的PPE树脂,开发透波的介电PPE材料,用于5G基站和微基站的天线罩和美化罩部件;而对于超高介电低损耗的PPE树脂,则开发出高频稳定,用于介质滤波器、天线介质片的材料。


    官网:http://www.lxcgy.chemchina.com/zlcghgyjy/index.htm


    5、广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司


    聚赛龙工程塑料有限公司是专业从事新材料领域的改性高分子材料和工程塑料的研发、生产和销售的广东省高新技术企业、广州市创新型企业。公司从事通用料、工程塑料、特种工程塑料、功能高分子材料和功能母粒产品的研发、生产及销售。


    聚赛龙用于介质块的高介电PPO牌号是SELON PPO HD345和SELON PPO HD440,介电常数分别为3.45和4.4。


    官网:http://www.gzselon.com/


    6、深圳市沃特新材料股份有限公司


    沃特的5G材料解决方案主要包括纳米高频材料(包括LCP、PPO/PPE、PP等),以及电磁屏蔽材料和高导热散热材料,产品线涵盖的主要行业包括通信、IT、金融、手机、汽车、家电等领域。沃特HD10系列PPO/PPE介电常数2.5-10(10GHz),介电损耗角正切为0.001-0.002。


    官网:http://www.wotlon.com/


    7、合肥杰事杰新材料股份有限公司


    杰事杰是一家致力于工程塑料、新型复合材料等高分子材料研发、制造的高科技集团公司,有布局5G用的低介电PPO材料。


    官网:http://www.geniuscn.cn/


    以上是小编目前所了解到的企业(序号不分先后),除此之外还有会通、南京海兆等,如有遗漏欢迎留言或加群补充。






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