第一节 改性塑料
改性塑料,是指在通用塑料和工程塑料的基础上,经过填充、共混、增强等方法加工改性,提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。(可研报告)
改性塑料属于石油化工产业链中的中间产品,主要由五大通用塑料和五大工程塑料为塑料基质加工而成,具有阻燃、抗冲、高韧性、易加工性等特点。改性塑料是典型的技术进步和消费升级受益
行业,得益于全球家电、电脑、电动工具和玩具等产能加速向中国转移,凭借在劳动力以及其他生产要素方面的成本优势,我国已成为这些领域的制造业大国,并籍此推动了国内改性塑料
行业的发展。消费升级使中国的汽车、建筑等产业进入高速增长期,随着人们对材料性能要求的不断提高,我国正成为全球改性塑料最大的潜在市场和主要需求增长动力。
我国改性塑料
行业发展迅猛,产量、表观消费量年均增长分别达到20%、15%。国内改性塑料年总需求在500万吨左右,约占全部塑料消费量的10%左右,但仍远低于世界平均水平20%。此外,我国人均塑料消费量与世界发达国家相比还有很大的差距。作为衡量一个国家塑料工业发展水平的指标——塑钢比,我国仅为30:70,不及世界平均的50:50,更远不及发达国家如美国的70:30和德国的63:37。
随着人民生活水平的大幅提升和技术手段的进步,国内“以塑代钢”、“以塑代木”将成为一种趋势。改性塑料
行业作为塑料加工
行业大类中发展较快且发展潜力较大的一个子类
行业,预计在未来的5年,其总的市场需求量仍将保持10%以上的增长率。
我国的改性塑料
行业总体的发展水平较低,
行业内企业的生产规模普遍偏小,产品的市场状况也呈现出初级产品多,中级产品质量不稳定,高级产品缺乏的特点,远不能满足我国21世纪经济发展的需要。因此,改性塑料作为化工新材料领域中的一个重要组成部分,也已被国家列为重点发展的科技领域之一。自2007年以来我国陆续出台各项政策推进改性塑料
行业发展。
改性塑料已被国家列为重点发展的科技领域之一。自2007年以来我国陆续出台各项政策推进改性塑料
行业发展。汽车和家电
行业是改性塑料发展的热点,两者占比超过50%。
塑料在汽车工业中的应用始于20世纪50年代,已经有50多年的历史。随着汽车向轻量化发展、节能方向发展,对材料提出了更高的要求。由于1kg塑料可以替代2-3kg钢等更重的材料,而汽车自重每下降10%,油耗可以降低6%-8%。所以增加改性塑料在汽车中的用量可以降低整车成本、重量,并达到节能效果。
我国家电用改性塑料市场主要被国外企业所占据,国内改性塑料企业才占有不到1/3的市场份额。由于国内企业的产品大多局限于低技术含量、低标准的层面,对那些具有高性能需求的领域开拓能力明显不足。
改性塑料下游主要为汽车和家电
行业,两者占比超过50%。而2008年以来,家电下乡、以旧换新以及汽车优惠政策的推出都极大地促进了产业的发展,另外,节能减排政策导向也推动汽车企业减轻汽车重量进而实现节能减排,这些都极大地促进了改性塑料
行业的发展。
随着人民生活水平的大幅提升和技术手段的进步,国内以塑代钢以塑代木将成为一种趋势。
改性塑料是涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域。而塑料改性技术—填充、共混和增强改性更是深入几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程。从原料树脂的生产到从多种规格及品种的改性塑料母料,为了降低塑料制品的成本,提高其功能性,离不开塑料改性技术。
第三节 改性塑料特点
改性塑料凭借优越的性价比在越来越多的下游领域得到应用,可以说改性塑料已经成为一种消费趋势,而这种趋势背后隐含了如下五种因素:
高性能:改性塑料不仅具备传统塑料的优势,如密度小、耐腐蚀等,同时物理、机械性能得到很好的改善,如高强度、高韧度、高抗冲性、耐磨抗震,此外塑料综合性能的提高为其下游领域的广泛应用提供了基础。
低成本:与其他材料相比,塑料得益于生产效率高、密度低等优势,具有更低的成本,单位体积塑料的成本仅为金属的十分之一左右。
政府政策:中国推行的“3C”强制认证制度,对目录内产品的安全性能进行了严格的规定,从而推动了阻燃塑料在家用电器、IT、通讯等领域的广泛应用。
消费升级:随着生活水平的提高,人们开始追求更加卓越的产品性能,要求家电等产品更加美观、安全、耐用,从而对上游的塑料
行业提出更高的要求,要求其具有更好的加工性能、力学性能、耐用性和安全性。
技术因素:世界上已经发现1000多种聚合物,但真正有应用价值的只有几十种,开发新的聚合物不仅投资巨大,而且应用前景不明朗;相反,改性技术不仅可以提高现有聚合物的性能以适应产业的需求,同时可以降低一些高价工程塑料的成本,成为发展塑料工业的有效途径。
(1)工程塑料高性能化
随着国内汽车、电气电子、通讯和机械工业的蓬勃发展,其对工程塑料如聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚酯(PBT、PET)、聚苯醚(PPO)等提出了更高的性能要求,比如,用作节能灯底座的塑料要求耐高温、耐黄变;用作芯片托盘的塑料要求耐挠曲、抗静电;用作电子接插件的塑料要求高阻燃、高耐热、高流动;用作机械齿轮的塑料要求耐磨、高刚性、高尺寸稳定性等,工程塑料通过改性可提升各种机械及物理性能,以满足下游
行业对工程塑料的高性能要求。
(2)通用塑料工程化
通用塑料可以通过改性提高性能,具有工程化特点,并能抢占部分传统工程塑料的市场份额。虽然工程塑料新品种不断增加,应用领域不断拓展,但目前工程塑料的市场价格为普通塑料的3-4倍,产量亦低于通用塑料。随着改性设备的发展、改性技术的进步,通用塑料如PP、ABS等通过改性可提升强度、耐热性等,使其具备某些工程塑料的特性,但价格却显著低于工程塑料,因此能够抢占部分传统工程塑料市场份额。
(3)改性塑料应用领域逐步拓宽
随着科研水平的提高,改性技术取得进一步发展,改性塑料的阻燃、耐候、合金化水平不断提升,应用领域逐渐拓展,如硬质PVC替代木材料可广泛应用于建筑、包装、家具等领域,意大利Latis.P-A公司研制出的一系列新型高硬度复合材料可回收利用,并可代替铝合金。
纳米技术是20世纪90年代发展起来的新技术,利用纳米技术改性后的塑料具有很多独特性能,如用5%的有机蒙脱土改性的尼龙(PA6),其热变形温度可以提高1.5倍;聚酯(PET)中加入纳米粘土后会大幅降低材料的气体透过率,比纯PET的气体氧透过率小100倍。纳米塑料的无机纳米粒子加入量较小(一般为2%-5%),仅为通常无机填料改性时加入量的10%左右,而复合材料密度和原树脂密度相同或相仿,因此不会因密度增加过多而增加下游塑料加工厂的生产成本,也不存在因填料过多导致其他性能下降的弊病。由于纳米粒子尺寸小,因此利用纳米技术改性后的塑料其成型加工和回收时几乎不发生断裂破损,具有良好的可回收性。
(5)特种工程塑料低成本化
在1500度以上条件下能长期使用的塑料称为特种工程塑料,如聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PIM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSU)等,由于具有电性能佳、耐高温和尺寸稳定等特性(部分特种工程塑料还具有很好的阻燃性、耐放射性、耐化学性和机械性能),被越来越广泛地应用于电子电器、汽车、仪表、家电、航空、涂料
行业、石油化工以及火箭、宇航等尖端科技领域,其市场价格一般为普通工程塑料价格的几倍,在对特种工程塑料改性后即可保持其原有高性能,又降低价格,可广泛运用于民用产品。
(6)对改性塑料产品的环保要求愈加严格
随着全球环保意识的日益加强,消费者对塑料制品的阻燃要求越来越高,无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂已越来越广泛地被要求使用,目前国内塑料改性用阻燃剂近80%为含卤阻燃剂,含卤阻燃剂主要成分为多溴联苯醚和多溴联苯类,我国供出口电子电气类产品中70%-80%都用此类阻燃剂,溴-锑阻燃体系在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体。
近年来欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌物质,2003年2月,欧盟出台了RoHS和WEEE两个环保禁令,一些跨国公司如索尼、苹果、惠普等也相继提出了自己的环保标准,除限制卤素化合物外,还对铅、镉、汞、六价铬等重金属实行限量管制。
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