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从近几年改性尼龙行业大事记看尼龙行业未来趋势
从世界市场来看,对于PA6产品及其原料的需求和产量基本保持平衡,但PA66经常出现短缺,尤其是其原料己二腈( ADN)。

2018年 PA6和PA66聚合物的全球生产量增长为840万吨,其中PA66约占1/4。而超过一半的PA66被加工成复合物,其余主要被制成纤维。相比之下,PA6中大约1/4的PA6被加工成复合物。

在2018年,超过一半的PA6和PA66被汽车制造商所消耗,大约有1/3被电气及电子工业所消耗。亚太地区占了PA6和PA66总销售额的一半,其中中国占了全球销售额的1/3,是PA6和PA66的最大市场。
 

01


尼龙复合材料产能的全球性增长

PA6和PA66复合物的产能在全球范围内持续增长。

  • 2017年,塞拉尼斯宣布在中国 、美国和意大利增加其PA6和PA66工厂的产能总共50kt/a。
  • 杜邦在张家港建立一座新工厂用于生产改性PA6和PA66。
  • 朗盛计划在中国常州增加一条生产线,年产能为25kt。此外,朗盛将会在德国增加一条生产线。
  • 2017年,BASF增长了其在德国Schwarzheide工厂的产能,增长了70 kt/a 。
  • 2019年中,道默(Domo)将其在德国的PA6复合物产能增长了20 kt/a。 
  • 2017年,塞拉尼斯收购了Nilit位于以色列的PA66复合物业务,2019年初收购了印度的Next Polymer公司,还收购了意大利的 So.F.Ter集团公司。


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图  E/E MCB、高压连接器,朗盛


由于PA66市场紧张的情况,PA6成为某些领域的替代材料。PA66/GF具有更强的硬度,但是韧性不足。玻璃纤维含量更高的PA6/GF可以获得相同的性能,且加工更容易,表面质量更好。PA6和PA66的共混物也可做为替代产品。 

朗盛的无卤阻燃PA6产品Durethan BKV25FN04 含有25%的玻纤,有着与PA66相近的拉伸强度、断裂强度和冲击强度,在600V电压下其耐电痕性甚至略高,UL94测试可达V-0级(0.75 mm),产品适用于替代线圈和定子。 无卤阻燃PA6 Durethan BKV45FN04含有45%的玻纤,具有较好的刚性,也是一种很好的PA66替代产品,其在600V下有很高的耐电痕性,UL94测试达V-0(0.4mm)。此外,含卤阻燃的PA6复合物也可以替代红磷阻燃PA66,如Durethan BKV25F30。

02


尼龙新的市场增长点      

由于电动汽车、自动驾驶等的发展,PA在汽车产业中电子电气的功能化产品将会得到大幅应用。另外,汽车仍然需要轻量化,以提高里程数。这些领域的发展,也为PA6和PA66复合物以及PA6连续纤维增强的复合材料的发展带来益处。
 
锂离子电池就是一个很好的例子,针对电子迁移热,传统加工方法为金属压铸,PA6材料可以实现大规模经济生产,具有成本效益,可替代传统方法。
 
出于安全原因,PA高阻燃性成为必需。通常要求达到UL94 V-0级别。PA复合材料不仅适用于制作组件框架,也可以用来制作电池外壳和端板。同时,根据RAL 2003,PA6也有橙色的。一些导电部件,例如高压连接器,往往被要求染成橙色。
 

03


吹塑PA6空心件的持续需求    

虽然电力驱动高速发展,但是朗盛研究表明在2035年80%新注册的汽车无论是配备轻度混合动力、插电式混合动力还是传统的内燃机(IC)发动机,仍会依靠IC发动机提供动力,增压发动机将会被广泛使用。这将对中空部件(如发动机空气管理系统的充电风管和清洁风管)的需求增加 。

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图 发动机支架,朗盛


由于越来越多的天然气和氢动力驱动汽车,吹塑PA6和PA66混合物将会被广泛使用,以满足塑料内层的气密性。
 
随着内燃机效率的提高,发动机罩下的塑料部件受热应力增大。在以前只有使用昂贵的特殊塑料,如聚苯硫醚( PPS)和全部或部分芳香PA,还有PPA等。
 
然而,一些生产商已经在 PA66的基础上开发出经济的替代材料。如BASF的 Ultramid Endure材料可以耐受3000h的220℃高温,并且可以短期耐受240℃。它结合了PA66的高耐热老化性和良好的加工性能,可用于注塑成型和吹塑成型。朗盛也提供了一种PA66材料Durethan XTS2,可以在230℃高温下使用。
 

04


循环经济下的产业链

对于塑料生产和应用的封闭材料循环发展已经成为未来的中心问题。BASF与约30家国际公司一起成立了“终结塑料废弃物联盟”。BASF已经与ChemCycling发起了一项以化学方法回收塑料的计划。由此,废弃物通过热化学转化成原料,从中生产出新的化工产品 。
 
道默、兰蒂奇等企业都推出了可在汽车等领域实际应用的再生尼龙产品。

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图  再回收利用演示,道默


此外,此前难以回收的材料,如多层或受到污染的塑料制品,也可以被特殊工艺回收利用。聚乙烯( PE)和聚酰胺( PA)构成的多层薄膜,如食品包装,可通过APK公司研发的化学工艺过程进行回收,可以回收得到与原料相同级别的颗粒。
 
由意大利Aquafil集团开发的工业系统利用含有PA6的使用前和使用后的废弃物,如旧渔网、地毯和硬织物,采用化学方法回收己内酰胺,随后被聚合成PA6纤维,应用于纺织工业。
 

05


赢创重组聚酰胺业务

赢创在德国投资约4亿欧元,将其PA12的总产能提高50%以上。与此同时,赢创还将扩大在马尔化工园区透明聚酰胺的生产,这将使赢创的高性能材料的总体产能翻倍。
 

06


BASF、Solvay和道默化学对收购Solvay的聚酰胺业务达成协议

BASF于2017年9月与Solvay签署了一项关于收购Solvay整体聚酰胺(PA)业务的协议 。BASF将从Solvay收购除欧洲以外的全球PA66业务,包括Solvay在法国的合资工厂Butachimie所拥有的50%的己二腈( ADN) 产量 。
 
BASF收购Solvay在德国、法国、 中国、 印度、 韩国、巴西和墨西哥的共计八个生产基地。BASF和道默化学亦计划在法国成立合资企业,生产己二酸。此外,Solvay位于韩国、中国和巴西的三个研发中心以及位于欧洲、亚洲以及北美和南美的六个技术咨询中心都将转至BASF名下。而道默化学获得了Solvay的Technyl尼龙品牌。
 

07


用于汽车的新型尼龙66和改性PPE泡沫

旭化成(Asahi Kasei)推出了新型的工程热塑性塑料泡沫—PA66珠粒泡沫,具有尼龙典型的耐热、耐化学和耐油性能,并具有出色的刚度或降噪质量—取决于珠粒的形状。这种泡沫由圆形珠粒组成,具有很强的刚性,使其有望替代铝和金属应用在结构件以及电动车辆电池盒的绝缘子、管道、间隔物或其他轻质零件。
 
另一方面,C型或通心粉型的PA泡沫还具有隔音功能。在汽车各部位都可以找到可能的应用,特别是在发动机舱中。其用于发动机罩,不仅减轻质量,而且还能大大降低发动机的辐射噪音,使汽车整体更安静 。             
 

08


特诺尔爱佩斯Teknor Apex研发出低吸水PA6    

CreamidP系列PA6在达到饱和状态时的吸水量比典型PA6少近1/3,因此湿态的拉伸特性提高15%~25%,并且展示出更高的流动性和更出色的表面特性,在玻璃纤维填充率较高的配方中也是如此,适用于替代金属的结构性部件。
 
此外,基于先进的热稳定系统,CreamidP系列化合物可在持久高温状态下保留优异的物理性能。该公司推出两种玻纤含量分别为30%和50%的产品。这些化合物经过24h的湿度调节后,吸水量比典型PA6减少大约80%,饱和吸水量比后者减少大约30%。湿态的CreamidP2H7G6和CreamidP3H2G10比典型PA6表现出更高的拉伸模量和拉伸断裂强度。
 
新业务开发ETP总监指出:“此技术也适用于优化PA66化合物的性能。”
 

09


奥升德功能材料发布全新PA66产品    

奥升德(Ascend)在2019年K展上推出几种新型特种PA,这些新产品包括 Vydyne XHT、长链聚酰胺和耐高温聚酰胺。Vydyne XHT是新型长效耐高温PA66及衍生共聚物的产品组合,能够承受长期工作温度230℃的高温,并且保持了PA66卓越的可加工性、耐用性和机械特性。  
 
VydyneXHT产品系列包括4款玻纤增强级产品,适用于要求严苛的汽车应用,例如中冷器、集成式进气歧管、废气再循环器和谐振器。XHT产品具有出色的流动性,而且具备回收性,浇口料可以进行再加工。

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图  扎带,奥升德


奥升德还将推出全新PA610和PA612长链PA产品组合。长链PA产品具有低吸湿性以及出色的耐化学性和抗紫外线性能,适用于各种应用,包括单丝、电池密封圈、特种扎带、汽车冷却和燃油连接管以及体育用品等。
 

10


PA和耐高温工程塑料的新着色剂     

美利肯公司推出一款针对工程塑料的高性能亮色系着色剂KeyPlastResist。PA和耐高温工程塑料经常在高温条件下加工,让保持色彩鲜艳度成为了一大难题。美利肯推出的 KeyPlast Resist系列着色剂专为PA、聚酰亚胺、聚砜、PBT、PEEK、PPO及其他高温树脂以及合金设计,并在非填充级、玻璃纤维增强级、 阻燃级的PA6、PA66、PA46以及其他高温塑料中都非常稳定。
 
美利肯全球塑料着色剂产品线经理Palanisami表示,新系列产品颜色鲜艳,性能稳定,主要颜色有橙色、 黄色、 红色、蓝色和绿色等,可以满足客户期望的高端性能。此类着色剂具有较高的纯度与出色的耐光耐侯性能。

11


改性尼龙市场未来趋势

我们根据上述及当下尼龙行业情况,判断未来几年,改性尼龙市场的几个趋势:
 
1. 虽然中国有很多新的PA66聚合产能(>100万吨/年)在规划当中,但是从全球看,受疫情、海运、自然灾害等因素的影响,PA66供不应求的情况将会持续,价格将在高位持续相当一段时间。

2. 全球汽车市场受疫情、芯片等多种因素影响,减产了近600万辆。但是新能源汽车仍将保持增长,三电系统及充电枪等领域尼龙的需求量将会增加,其突出需求特性是无卤阻燃、180-220℃高耐热、CTI 600V等高电气性能。
 
3. 随着5G、电动汽车的发展,尼龙在电子电气领域的应用将会增加,如接插件,高压线束等,高压部件特殊着色成为共识。
 
4. 特种尼龙快速发展,在尼龙家族所占比例不断提升,如PA6T,PA9T等高温尼龙,MXD6等高阻隔、低吸水性尼龙,PA12等长链尼龙,PA56等生物基尼龙,以及透明尼龙、高光尼龙等。且特种尼龙国产化趋势明显。
 
5. 碳中和及环保要求下,许多终端应用企业使用再生料将成为法律法规,尼龙回收再生市场将迎来增长。
 
6. 从聚合端引入特殊基团或者特定结构,定制化具有特殊特性的尼龙,如本征阻燃,低吸水等,成为尼龙改性的一个方向。

编辑:艾可,参考素材:2019-2020年世界塑料工业进展_孟坤

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