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改性塑料在新能源汽车轻量化上的需求与应用

2017-12-20 09:16

改性塑料在阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能都优于通用塑料,下游应用领域广泛,主要应用于家电、汽车、建筑、办公设备、机械等领域,其中家电、汽车是其最大的两个应用领域,2015年国内改性塑料消费量已经接近1000万吨,随着科技进步和产业升级其下游应用还在不断拓展。  

1、改性塑料的分类  

改性塑料是指通过加入合适的改性剂,经过共混、填充、增强、共聚、交联等物理、化学方法对通用塑料和工程塑料进行改性,以提高其韧性、强度、拉伸性、抗冲击性、阻燃性等性能而得到的树脂/塑料。  

因此改性塑料产业链的上游是PE、PP、PVC等合成树脂,通过物理或者化学方法进行改性得到改性塑料树脂,再经过挤出、注塑、压延等工艺得到改性塑料制品,由于其性能优异,改性塑料制品广泛应用于家电、汽车、建筑等行业。  

根据改性后的功能,改性塑料包括阻燃树脂类、增强增韧树脂类、塑料合金类、功能色母类等种类,各个种类按着不同的材质又可以细分下去,并且由于各自的性能差异,应用领域也各有不同。  

2、改性技术  

改性技术包括共混、填充、增强等物理方法和共聚、交联等化学方法,物理方法是目前最重要的改性方法,共混、填充等需要选用合适的改性剂、填料才能达到特定的改性目的。  

(1)改性剂  

改性剂或者也叫助剂可以分为加工助剂和功能助剂。  

加工助剂是用于改善塑料的加工流变性以及成型性能的助剂,主要包括:润滑剂——改善基材的流动性;热稳定剂、抗氧化剂——改善基材的热稳定性;分散剂——改善基材的分散性;相容剂、偶联剂——改善基材的兼容性;架桥剂、增粘剂——改善基材的熔融强度。  

功能助剂主要用于改善基材的物理、化学特性,包括:填充剂、晶核剂——改善基材的刚性、强度;抗冲改性剂——改善基材的冲击性;阻燃剂——改善基材的阻燃性,改性后的材料在受到火源攻击时,能有效的阻止、延缓或终止火焰的传播;安定剂——改善基材的耐候性;导电涂料填料、抗静电剂——改善基材的导电性,抗静电剂可减轻塑料在加工和使用过程中的静电积累,降低材料表面电阻率;可塑剂——改善基材的软硬度;发泡剂——改变基材的密度;色料——改变基材的透明性、颜色。  

(2)改性方法  

对树脂进行改性的方法可以分为物理方法和化学方法,包括填充、共混、增强、共聚、交联等等,目前主流的改性技术是以填充、共混、增强等为主的物理改性技术。  

填充是将矿物、改性剂等填充物与塑料共混,使塑料的收缩率、硬度、强度等性能得到改善;共混是掺入一种或多种其他树脂、改性剂或矿物质,以改善原有性能;增强是将玻璃纤维等与塑料共混以增强塑料的机械强度。  

用于填充、共混、增强的改性配方一旦确定,对下游的生产设备的具体操作要求不高。这一技术特点决定了改性塑料生产的关键工序在于改性配方的设计,从目前的情况来看,通用型大品种改性塑料的原始配方基本处于市场公开的状态,而高性能专业型改性塑料的配方则掌握在各细分领域内的领先企业手中。  

3、应用领域  

改性塑料在阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能都优于通用塑料,下游应用领域广泛,主要应用于家电、汽车、建筑、办公设备、机械等领域,其中家电、汽车是其最大的两个应用领域,2015年国内改性塑料消费量已经接近1000万吨,随着科技进步和产业升级其下游应用还在不断拓展。  

汽车行业已经成为改性塑料需求增速最快的领域。据市场咨询机构MarketsandMarkets预计,2018年全球车用塑料市值有望由2012年的216.16亿美元增至461.12亿美元,消费量预计将由2012年的710万吨增至2018年的1130万吨,2013~2018年期间需求复合年增长率将达13.4%(中国知网:《2018年全球车用塑料市值将突破460亿美元》、《2018年全球车用塑料需求将达1130万t》)。这主要归因于:一是全球汽车产量增速稳定;二是汽车轻量化使得单车改性塑料用量增大。  

国内车用改性塑料增长速度远远高于全球平均。国内汽车产量增速在过去多年中都远远高于全球汽车产量增速,国内单车塑料用量要远远低于欧美等发达国家,发展空间巨大,特别是中国已经是全球最大的新能源汽车市场,新能源汽车更加需要轻量化技术的支持,因此国内车用改性塑料需求增速将高于全球平均水平,成为改性塑料下游增长最快的领域,据亚化预计,未来5年内国内汽车改性塑料行业年复合增长率将超过26%。  


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