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PBT介绍

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PBT

1、理化特性

PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。缺点是缺口冲击强度低,成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。可以在140℃下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。

不易燃烧,燃烧时无液体流下,离开火焰后在5秒钟内熄灭,(相似于PC)。

PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。PBT吸湿特性很弱。非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的;结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。一般材料收缩率在1.5%~2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间。熔点(225℃)和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度大约为170℃。玻璃化转换温度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃之间。由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。

2、应用领域

由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性住、吸水性小、光泽良好,已广泛应用于改性工程塑料、抽丝、光缆等领域,现分类介绍如下:(1)PBT改性工程塑料 PBT作为工程塑料是一种综合性能优良的新型工程塑料,机械性能和电性能优异、耐化学腐蚀、易成型、低吸湿,在电子电气、汽车和机械制造领域获得了广泛的应用。

①汽车领域 PBT工程塑料在汽车上的具体应用有烟灰缸、供油系统零件、刹车系统组件,加速器及离合器踏板、吸入空气格栅,空气过滤器外壳、摩托车外板、头灯反射器、风挡雨刷柄、风挡雨刷支承、头灯框、安全带组件、熔丝盒、后视镜外壳、扰流板、探险杠、门手柄、门锁包裹物、化油器组件、点火系统电子组件及火花塞端子板等。例如火花塞端子板选用30%玻纤增强PBT,因它的热

变形温度高;头灯框架运用30%玻纤增强PBT,因它有高热变形温度,与玻璃金属有良好的粘结性,抗弯强度高等;摩托主外侧板选用弹性体改性的PBT,因它有良好的外观、耐化学药品及低温韧性;后视镜外壳选用弹性体或玻纤增强PBT,因它要求高的动态强度、耐气候性及冲击性;加速器踏板选用玻纤增强PBT,因它要求高刚度反动态强度;前后保险杠选用弹性体改性PBT,因它要求通过低温和撞击试验开经受在线涂装和140~155度的烘烤干燥;风挡雨刷支承选用玻纤增强PBT,因它具有动态强度和刚度,耐气候性,产品的公差范围小而要求尺寸稳定性;风挡雨刷柄选用玻纤增强PBT,具有高刚度、耐气候及耐化学药品的特点;车门把手选用热塑性塑料双注玻纤增强PBT,具有耐气候、化学药品及高的刚度的特点;点火系统选用玻纤增强PBT,因它要求耐应力开裂(装有金属嵌件)、尺寸稳定及电绝缘性好。

②电子电气领域 PBT工程塑料在电子、电气工业的应用实例有电动马达组件、继电器外壳、电容器外壳、负载断路开关、发光管显示器壳、电子设备风页、微动按钮开关、马达外壳、系列端子板、自动电路阻断器、熔丝盒、线圈骨架、插头及电路连接器、电话分配箱等。

线圈骨架选用玻纤增强PBT,可达到线圈骨架要求的高介电强度、热变形温度及尺寸稳定住;发光管显示器选用矿物填料填充PBT,因它具有高反射及热变形温度和光不透性;自动电路阻断器选用阻燃玻纤/玻珠增强PBT,因它需要低翘曲,尺寸稳定及耐热性;风扇及外壳选用玻纤增强阻燃PBT,因它有尺寸稳定、低翘曲、高热变形温度、耐化学药品的要求 阴极射线管基座选用玻纤增强阻燃PBT,因它耐化学药品性好,耐热性高,连接器选用弹性体改性阻燃PBT,可使连接器达到高度延伸性(供接插)及耐应力开裂;电路开关选用30%玻纤增强阻燃(UL94 V-O)PBT,因它要求高热变形温度、高介电强度、耐应力开裂性及耐焊锡性等。

③商用机器及通讯领域 PBT工程塑料用于商用机器领域,是因它具有良好的润滑性及耐摩耗性,而且尺寸精密。典型应用实例有键盘及电话按键、打字机肋导杆、插头和插座或连接器及传真机外壳等,便携式电子产品如移动电话、PDA、笔记型计算机等,日本一家公司开发的铝合金与PBT的共同成型技术,铝合金表面经过特殊处理产生微细的凹凸表面,PBT则渗入凹洞内与铝合金表面形成紧密的结合(除了PBT以外任何其它塑料都无法与铝合金紧密结合),这种材料具有遮蔽电磁波及轻量化的功能,应用前景十分广阔。

④照明电器领域产生光的地方也伴随生热,所以大多数灯选用PBT程塑料,其优点是耐热高,刚度好和尺寸稳定等。典型应用实例有节能灯外壳、电源

适配器、插座、基座及各种灯具的外壳,如节能灯灯座用玻纤增强阻燃PBT工程塑料,因它要求耐热、耐紫外线及UL94 V-O的阻燃性,灯插座选用玻纤增强 PBT,它要求耐热性和尺寸稳定性。

⑤家电领域 PBT工程塑料已多年用于大量家用电器上,有的做外壳,有的用于功能零部件,这是因为PBT工程塑料的热变形温度和机械强度高、电热绝缘性好,尺寸稳定和吸湿性小之故。此外PBT程塑料对清洗剂及洁净剂,油类和脂肪,果蔬汁,食品、碳酸软饮料及各种调料都有耐药品性。PBT工程塑料广泛用于制造电熨斗手柄、深煎盘组件、刀具及剪子手柄、电吹风组件、炉门手柄、旋钮及面板、咖啡壶具及基座、食品加工粉碎机组件、真空吸尘器部件及多士炉部件等。

⑥其他应用其他应用领域需要特殊性能的 PBT工程塑料,特别是弹性体改性的 PBT工程塑料,可用于冬季的运动器械,它需要低温冲击和缺口冲击强度,从而保证组件的使用性。典型应用实例有船舱排水泵。纺织骨架及纱管,喷雾器喷口、热熔胶喷枪、电吹风用具、滑雪连接器组件、滑雪鞋适调器等。

(2)PBT抽丝领域

PBT比PET多出二个甲基(-CH2-),造成分子间较低的凝集力,使PBT纤维具有相当程度的伸缩性。同时其分子构形因受拉会由平时的a型伸长成B型,当拉力消除时即由B型转回a型,此种a→B、B→a的转变是利用分子结构之转变而产生持久弹性。目前PBT在抽丝领域主要分为弹力丝和单丝,其中单丝又分为刷丝和假发丝。

①PBT纤维 PBT纤维拥有优良弹性、耐碱性及易染性,而被广泛的应用在各种弹性衣饰上,及各种改善质感与特性的交织物上。PBT弹性纤维的特点:a 染色性佳染色性比一般PET纤维鲜艳,染温亦较低,且延长持温时间,染色率及染色浓度不再增加,而达到平衡的状态。b耐碱性佳在碱液中几乎不产生加水分解或减量现象,耐碱性极佳。c抗拉度低初期抗拉强度较PET为低,使其具有较佳的柔软感。d耐氯度佳在水中耐氯坚牢度佳,不因遇水产生物性降低、弹性疲劳之现象。 PBT弹性丝的主要用途有:

a.PBT弹性布 使用PBT弹性丝织成的弹性布弹性好、抗菌,可以制成柔软性及回弹的特殊卫生产品,可用于:医用绷带,创可贴基布。

b.PBT/PET复合纤维 复合纤维是一个改性涤纶品种,它兼具涤纶、锦纶、氨纶等合纤的特点,后加工性能好,且价格低于纯PBT纤维。用该复合纤维纺制的面料,手感好、弹性高、染色性优良,制作的衣服有穿着舒适,不变形,挺括等优点。PBT/PET复合纤维生产的各种针织、机织物如西服面料、衬衣面料、健美服等。

用PBT/PET复合纤维与棉混纺还可开发弹力游泳衣,弹力游泳裤、紧身内衣、弹力功能服装及体育服装等。

c.PBT-Ⅱ改性型纤维 是近年研制的一种仿毛型共聚酯纤维,下游企业用该纤维制成的仿毛织物手感柔软、丰满、毛型感好,试制的低含毛产品具有高含毛的风格,耐熨烫性能良好,有很好的仿真效果。

②PBT单丝

PBT单丝主要是用于制作刷丝和假发丝,其中刷丝主要有油画笔、化妆笔、高级油漆刷、牙刷等。

a.油漆刷 在动物毛发越来越少,市场需求越来越大的情况下,因PBT具有优异的弹性和柔性是一种比较理想的替代品,最初是使用尼龙PP、和PET,但是尼龙价格较高,PET、PP丝较硬,因而限制了推广使用,在PBT树脂工业化生产后,PBT丝代替猪鬃,很快得到了推广使用。

b.假发丝是PBT树脂在抽丝领域另一个主要的用途,假发丝的主要原料为PBT、PP、 PET、PVC、PA等。由日本和韩国最早开发生产,目前国内假发丝的年生产量约为4000吨,其中PBT假发丝的生产量约1000吨,产品大部分出口国外,PBT的假发丝种类繁多,仅假发颜色就不少于100多种,主要有日用假发、晚会假发、圣诞节假发、鬼节假发、球迷假发等几大类。由于 PBT假发丝具有环保、无毒、色泽鲜艳、易于定型等特点,并且可直接与人体接触,因而越来越受到人们的喜爱。

c.牙刷丝 PBT丝由于弹性好、抗倒伏、易着色、易磨尖等优良特性,是高档牙刷毛的首选材料,随着人们生活水平的提高,对口腔保健越来越重视,PBT 柔软刷毛的需求会越来越多。

PBT丝还通过中空、刻蚀工艺用于化妆笔、油画笔等。

(3)PBT光缆护套料

光纤通信以其独特的抗干扰性、重量轻、容量大等优点作为信息传输的媒体被广泛应用。因高黏度的PBT树脂具有收缩率较小,机械力学性能高,化学性质稳定,耐水解、易加工成型等特点,成功用作光缆二次被覆料,直接保护光纤,随着我国光通信产业的迅速发展,特别是电信干线传输网、广播电视网、电力通信网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。PBT光缆护套料的用量也随之增大。

(4)PBT薄膜

①PBT包装薄膜 PBT树脂具有高结晶性、高流动性、较好的耐热性、易于多层共挤等优点。用其制成的薄膜具有高强度、高耐热、高透明、高光泽、耐磨、耐酸、防潮、保香等特性。非常适合于包装调味品、泡菜、火腿肠、咖啡及浓香

型日用化学品等。

②PBT彩虹膜 PBT彩虹膜是近年来新开发的产品。当PBT与其它不同折光指数的树脂(如PMMA)熔融挤出并依次间隔迭加达百层以上、总厚度约数十微米的塑料复合薄膜,当可见光通过多层界面时,产生反射和干涉,随观察角度不同而使复合薄膜呈现出五彩缤纷的彩虹效果。彩虹膜可以单独作装饰用,亦可复合在纸张、纸板或人造革上面制成多层复合材料。彩虹膜也可分切成丝,再编织成带用于化妆品、珠宝、礼品的包装盒、手提包、购物袋,还可以用作广告标志、壁纸、名片、贺卡、人造花、包装胶带、圣诞饰品等,也可利用彩虹丝编织成缎带,蕾丝花边或布匹制成服装、饰品等。

(5)色母粒载体

由于PBT易于着色,分散性好的特点,其性能与涤纶相近,PBT树脂可以作为色粉的良好载体,与色粉共混造粒,制作色母粒用于涤纶有色丝。色母粒的使用易于计量也减少环境污染。PBT色母粒还可以用于光纤护套料的着色。

(6)其他用途

PBT纯树脂可以直接注塑、PBT还可以通过降解制成超细粉末涂料用于家电外壳、食品包装桶内壁涂饰。PBT可以制成血液过滤滤料用于过滤血红蛋白。

3、PBT生产工艺及其分析

(1)生产原理与方法:PBT生产技术路线可分为酯交换法和直接酯化法。

直接酯化法:直接酯化法是由对苯二甲酸(TPA)与丁二醇(BG)直接进行酯化反应,得到对苯二甲酸双羟丁酯单体,然后缩聚为PBT。酯化反应的生成物水与副产物四氢呋喃(THF)的沸点相差较大(分别为100℃和66℃),回收的四氢呋喃经精馏后纯度达到9915%[2],可以作为商品出售。该技术路线还具有原料消耗低[757kg(TPA)/t(PBT);885kg(DMT,对苯二甲酸二酯)/t(PBT)],所需反应设备少,生产周期短,生产效率高等优点,制得的树脂既可进行固相后缩聚增粘,也可采用直接纺丝工艺生产纤维,因此直接酯化路线具有较强的竞争力。

酯交换法:酯交换法分两步进行:第一步合成对苯二甲酸丁二醇酯(BHBT)及其低聚物;第二步BHBT在减压下缩聚成PBT树脂。在酯交换反应过程中,DMT与BG的酯交换反应活化能及生成THF副反应的活化能分别为:E酯交换=612×104J/mol;E副反应=115×105J/mol。根据高温有利于高活化能反应的原理,在工业生产酯交换反应过程中,在保证主反应达到一定速度的条件下,适当控制反应温度便能抑制副产物THF的生成。在缩聚反应过程中,BHBT缩聚活化能与PBT聚合物热裂解活化能分别为:E缩聚=113×105J/mol;E热裂解=1167×105J/mol。同理,在工业生产缩聚反应过程中,只要选定适当的反应温度范围,即有可能控制热

裂解反应的发生,使PBT 聚合物的端羧基含量减少到最低程度。THF 生成量的多少直接关系到BG 的消耗量。目前BG 市场价格较贵,其耗量高低将直接影响到PBT 树脂的生产成本。因此,生成THF 副反应的程度是反映PBT 合成工艺是否合理,技术是否先进及最终经济效益好坏的关键指标,如何减少或抑制生成THF 的副反应成为合成PBT 聚合物工艺研究的重点课题。,国外以DMT 与BG 为原料,经酯交换反应间歇法合成PBT 树脂时,其BG 副反应单耗一般为0115~1t/tPBT 树脂,相当于24%~37%mol(对DMT 计算,以下同)。连续法合成PBT 树脂时,其BG 副反应单耗一般为010375t/tPBT 树脂,相当于9%mol 。国内以DMT 法实验室合成PBT 树脂时,其BG 副反应单耗一般为7%~13%mol 之间,相当于010286%~01053t/tPBT 树脂。

(2)主要反应的机理

PBT 树脂的合成分两步进行。第一步合成对苯二甲酸丁二醇脂(BHBT) 及其低聚物,第二步使BHBT 在减压下缩聚成PBT 树脂。

(3)生产工艺流程

①催化剂配制:由于使用的催化剂钛酸四丁酯在高温下会与水反应,生成二氧化钛,从而丧失活性,故催化剂可直接加入酯化釜。催化剂泵为隔膜泵,一备一用,可互为切换。

②浆料配制:本区域的主要任务就是配制出酯化反应所需特定摩尔比的PTA-BD 浆料,送至酯化反应参与反应。

③ 酯化:该区域的作用是使浆料在高温、高真空条件下,进行酯化反应,生成BHBT ,即:PTA+BD ——BHBT ,同时也有缩聚反应及BD 环化脱水副反应的进行。酯化反应采用低温、短停留时间工艺,以减少THF 的生成。采用真空的目的是便于BD 、THF 、水分的蒸发。

缩聚:催化剂HOC 4H 8OOC --COOC 4H 8OH

n + (n-1) HOC OH+ (n-1) HOC 4H 8OH HOC 4H 8--COOC 4H 8n -COOC 4H 8OH 酯化:

HOOC -

-COOH 2 HO-C 4H 8-OH

+催化剂HOC 4H 8OOC --COOC 4H 8OH +2 H 2O

图1. PBT 生产工艺流程图

④ 预缩聚:在本区域,酯化物在高温、低真空条件下进行缩聚反应,进一步完成酯化反应,使物料转化为以聚合度较低的PBT 为主的预缩聚物,为最终缩聚做好准备。

⑤终缩聚:终缩釜为卧式反应器,内设单轴多层盘环搅拌器,在旋转时将底部物料拉成膜状,增大物料的比表面积,以利于反应生成的BD 等小分子的脱除,促使缩聚反应向生成高聚合度PBT 的方向进行。

⑥熔体输送与切片生产:这一工序的作用是使聚合熔体经铸带头、冷却、切粒、干燥、筛分后以切粒形式送出。

(4)生产工艺条件分析

干燥处理:这种材料在高温下很容易水解,因此加工前的干燥处理是很重要的。

建议在空气中的干燥条件为120℃,6~8小时,或者150℃,2~4

小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为

150℃,2.5小时。

熔化温度:225~275℃,建议温度:250℃ 。

模具温度:对于未增强型的材料为40~60℃。要很好地设计模具的

P T A B G B G 催化剂终缩聚反应器

切粒机

干燥、筛分

P B T 粒料

冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模

具冷却腔道的直径为12mm。

流道:建议使用圆形流道以增加压力的传递(经验公式:流道直径=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道,但要注

意防止材料的渗漏和降解。

料筒温度:喂料区 50~70℃(70℃)

区1 230~250℃(240℃)

区2 240~260℃(250℃)

区3 250~260℃(260℃)

区4 250~260℃(260℃)

区5 250~260℃(260℃)

喷嘴 250~260℃(260℃)

熔料温度: 250~260℃,成型范围窄;低于240℃易凝结,270℃以上易产生热降解

料筒恒温: 210℃

模具温度: 60~80℃

注射压力: 100~140MPa(1000~1400bar)

保压压力:注射压力的50%~60%

背压: 5~10MPa(50~100bar),避免产生摩擦热

注射速度:因为高固化率和结晶率故需采用高速;避免在注射过程中熔料冷却和凝结;模内保持良好的通气性是很重要的,否则裹入的空气易使

流道末端产生焦化

螺杆转速:最大螺杆转速折合线速度为0.5m/s

计量行程:(0.5~3.5)D,因为熔料对过热和在料筒内残留时间过长很敏感;

残留时间不应超过5min

残料量: 2~5mm,取决于计量行程和螺杆直径

预烘干:在120℃时烘干4h

回收率:如果混有阻燃剂,允许不超过10%回料加入,前提是预烘干过和没有热降解;不含阻燃剂的材料可加入20%回料

收缩率:很大程度取决于模具温度,模具温度越高,收缩程度越大;收缩率

1.4%~

2.0%,或加入30%玻璃纤维使收缩率至0.4%~0.6%

浇口系统:玻璃纤维增强型材料避免使用中心式直浇口和点式浇口;浇口的位置应保模腔均匀充满;浇口处有热流道,温度必须闭环控制

料筒设备:标准螺杆,止逆环,直通喷嘴

(5)PBT的改性PBT虽然具有优良的综合性能,但单独使用时也存在热变形温度低、易燃烧、制件收缩翘曲、机械性能不突出,特别是制品缺口冲击强度不高等缺点,所以PBT很少单独使用,大都要经过改性才能应用。PBT的改性主要从两个方面着手:一是采用化学改性,即通过共聚、接枝、嵌段、交联或降解等化学方法,使其具有更好的性能和新的功能;二是采用物理改性方法,即通过采用无机材料填充和增强、与其它树脂共混及加入各种助剂等方法来提高和改进PBT的综合性能,物理改性对开发不同性能的品种是极为有效的。

①物理改性玻璃纤维增强改性在PBT中加入20%~40%的玻璃纤维后,不仅保持了PBT的耐化学性、加工性等原有优点,而且机械性能大幅度提高,如拉伸强度和弯曲强度提高1~115倍,弹性模量提高2倍,并克服了PBT缺口冲击强度低的不足,产品的耐热性大大提高,耐蠕变性、耐疲劳性能优良,成型收缩率低、尺寸稳定性好。低翘曲化改性玻纤增强虽然能提高和改进PBT树脂的综合性能,但由于玻纤的取向产生各向异性现象,从而引起制品翘曲变形。为解决这一问题,可以采用矿物填充、矿物与玻纤复合填充,加入其它聚合物共混改性,从而达到翘曲化的目的

②阻燃改性PBT是结晶性芳香族聚酯,如不加入阻燃剂,其阻燃性均属UL94HB 级,只有加入阻燃剂后,才能达到UL94V0级.常用的阻燃剂有溴化物、Sb2O3、磷化物及氯化物等.卤素类阻燃剂,尤其是十溴联苯醚,一直是PBT等工程塑料中使用的主要阻燃剂,出于环保等方面的原因,欧洲特别是德国多年以前就禁止使用,一些阻燃剂厂家也纷纷寻找十溴联苯醚的替代产品,但由于还没有一种阻燃剂在价格和阻燃效果等方面可以替代十溴联苯醚,所以至今也没有禁止,只是在个别领域的应用受到限制.虽然如此,作为一种趋势,无卤阻燃技术最近几年受到各大公司的重视.与现有的卤系PBT相比,密度小,电气性能优良,具有与现有材料相同的力学性能。

③共混改性PBT是结晶型热塑性工程塑料,具有多方面的优异性能,其耐老化性优于其它通用工程塑料,熔融流动性好,耐侯性能优良.但PBT缺口敏感性大而限制了它的用途,因而一般与其它树脂共混使用.为此,国内外学者广泛开展对PBT共混改性的研究,对PBT共混改性不仅可保持PBT树脂固有优点,改善其性能,并降低材料的成本.

④化学改性

化学扩链由于电缆、光缆包覆材料等方面对高分子量PBT树脂(高特性粘数[G])的需求([G]≥1.0dL?g),而单纯从PBT的生产工艺很难获得高分子量PBT,一般只[G]<1.0dL?g.因此采用对PBT进行改性的方法来提高其分子量,其中较为有效的方法是化学扩链.化学扩链不仅提高PBT分子量,同时能降低PBT的端羧基(CV)含量,提高其水解稳定性.采用化学扩链法进行熔体增粘,具有工艺流程短、设备投资少、反应速度快且可控、生产效率高、适用性强、操作方便等优点,可在聚酯生产后缩聚釜、熔体防丝、螺杆挤出和注射成型等过程中实施.PBT树脂的端基含有羧基和羟基,选择能与其端基反应的多官能团活性物质如双环氧乙烷化合物、双口恶唑啉等为扩链剂,PBT链段通过端基与扩链剂的反应使得链段的长度增加,从而提高其分子量.对PBT的化学扩链有缩合型、羧基加成型、羟基加成型、羧羟基同时加成型等扩链反应.其中最有效的是羧基加成型和羧羟基同时加成型.

液晶改性近些年来,低分子有机化合物液晶已大量出现并得到广泛应用,高分子液晶的开发应用已成为当今高分子科学中的一个热门课题.采用液晶高分子对PBT改性,可改善PBT的加工性能,提高样品的强度和模量。

4、PBT生产工艺总结

PBT生产工艺建议国内PBT工程塑料近年来虽然发展很快,但与国外大公司相比,在技术水平和市场竞争能力等方面尚有一定差距,为此提出以下建议:

(1)加强新品种开发和老品种性能提高。国外大公司如GE公司等,品种都在40种以上,而国内品种最多的北京市化工研究院泛威公司仅有20多种,许多特殊品级都没有,如耐湿热PBT、无卤阻燃PBT,高填充PBT等。一些合金品种国外已商品化,而国内尚处于开发阶段。另外,就现有品种而言,虽然主要性能指标已达到或接近国外同类产品水平,但在个别指标上还有差距,致使一些有特殊要求的应用领域还在使用进口料,并且每年进口PBT数量还相当大,而另一方面国内PBT,生产厂家开工率又普遍不足。

(2)加强国际市场的开发。国内PBT生产厂有十几家,其生产能力远远超过了国内的市场需求,短期内国内市场也难有大的飞跃,因此,必须积极开发国际市场。目前世界上PBT产地主要集中在美国、日本和德国三个国家,其中德国的生产能力占欧洲的75%,许多国家不生产PB7,或规模很小。大部分发展中国家靠进口PBT,并且进口量增长很快,因此,中国的PBT厂家应该积极开发这部分市场,以价格优势抢占一部分市场。

(3)拓宽PBT应用领域。在国外,汽车和电子电器是PBT的两大主要消费市场。而在国内PBT主要用于电子电器,汽车行业所占份额很低,这一方面与汽车

工业发展相对落后有关,应开发适合于汽车工业使用的PBT品牌。

(4)加快原料1,4-丁二醇的国产化。国产PBT的主要原料BD基本上依靠进口,极易受国际市场冲击。1997年由于1,4-丁二醇供应紧张,致使国内多套树脂生产装置未能正常运转。故应加快1,4-丁二醇的国产化。

5、PBT全球现状

(1)世界年产能和需求量

2011年世界年产能估计已经超过114万吨。美国 GE 塑料公司是世界上最大的 PBT 生产商,生产能力为14万吨/年,蒂科纳公司和美国杜邦公司,分别为8万吨/年和7.5万吨/年,巴斯夫公司、日本帝人/宝理塑料公司和拜尔公司生产能力分别为 5.5 万吨/年、3.5 万吨 /年和 2.5 万吨/年。世界其他 PBT 生产商的产能合计为 73 万吨/年。

世界需求量超过90.5万吨,按应用市场分,其中:

电子电器部件:36.2万吨 40% 汽车部件:30.8万吨 34%

其他:33万吨 36%

按市场区域划分,其中:

中国 24.2万吨 27% 美国 19万吨 21% 欧洲 15.2万吨 20% 日本 13.1万吨 14%

亚洲及其他地区 19万吨 18%

需求量保持年均8%速度递增。

(2)国内产能和市场需求

我国PBT产能已经超过34万吨,产量16.7万吨。其中:

南通星辰 8万吨仪征化纤 8万吨

台湾长春 6万吨新疆蓝山 6万吨

江阴济化 3万吨江阴和时利 2万吨

北京法威 1万吨

我国年消费量约24.2万吨,其中:

电子电器部件用量占64.5% 15.6万吨

汽车部件用量占21.5% 5.2万吨

其他占14% 3.4万吨

预计到2015年总消费量将达到40万吨。

(3)原料成本、市场价格和发展趋势

按2012年1月5日PTA 8600元/吨,1.4-丁二醇价格15500元/吨,以PTA 0.76:丁二醇0.43比例计算,原料成本为15478元/吨。

我国进口 PBT 纯树脂在 20000-22000 元/吨左右、国产的也在18000 元/ 吨上下波动,而进口改性 PBT 如玻纤增强 PBT 的售价也在23000-25000元/吨,阻燃玻纤增强 PBT 则达 27000元/吨左右,一些高性能或环保无卤阻燃品级则需40000元/吨以上才可购得。

低成本化产品生产是市场所期待。近年来中国的加工制造业飞速发展,极大的拉动了改性塑料的发展,为改性 PBT 的应用和发展创造了良好的机会。在未来十年,电子电气等行业还将保持高速发展,所以改性 PBT 的应用和发展前景十分广阔。

(4)改性 (PBT)工程塑料的生产和市场需求概况

80%以上PBT都是改性后使用的。PBT改性工程塑料以其优异的物理、机械及电气等特性在汽车与电子电气等领域日益得到广泛应用(见表1)。与尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC),聚甲醛(POM),改性聚苯醚(PPO)齐名的五大通用工程塑料之一。目前全世界PBT改性工程塑料产能已达到50万吨/年以上,在五大通用工程塑料中居第四位。在国内,2005年PBT工程塑料的需求量已达到10万吨/年,并且将每年以10%以上的速度增长,2011年达18万吨。工程塑料协会预测到2010年电子电器和汽车领域PBT的用量超过18万吨。根据我们的统计,PBT

的市场需求预测见表3。

表1 PBT改性工程塑料的应用

表3 国内改性PBT产销量预测一览表

(5)PBT 产品产业发展现状

世界上主要 PBT 生产公司主要集中在美国、西欧、日本和韩国。但近年国内PBT 生产商仍然在扩大产能。如江苏南通地区的蓝星化工新材料股份有限公司、江苏仪征化纤股份公司、巴斯夫公司最近几年正扩大 PBT 产能,江苏南通以及江苏仪征的 PBT 产能都将超过8万吨/年。

PBT 生产厂家相关人士认为市场行情不如从前了,PBT 社会供应量的增大是导致销售不如原来红火的根本因素所在。而且还有部分聚酯行业人士也想上PBT 项目。

(6)PBT 技术发展方向

①国外大量使用 PBT 合金化改性技术:

②高档电气部件用新型多功能材料。为适应国际上高度阻燃安全性、电绝缘安全性和高强度综合性能要求,要利用新型阻燃体系,采用特殊改性剂,研制高档次的新品种,使其具有优异的阻燃、耐高电压、耐电弧、耐漏电起痕、耐湿热老化等特性。

③无卤阻燃是 PBT 发展的另一重要方向。随着全球阻燃剂无卤化的浪潮影响,以前主要使用溴系阻燃剂制备阻燃性 PBT ,以后将逐渐减少使用,而采用一些无机填充和磷系阻燃剂进行加工。 PBT 将被广泛应用到高温、高热场所,主要应用于电子 / 电器行业。可以替代陶瓷、玻璃、金属铝等建材的高密度PBT 发展前景也很好。另外,针对高档节能灯的需要,研制开发耐紫外阻燃 PBT 产品,解决阻燃剂的析出问题。

④低收缩率低翘曲增强 PBT 受欢迎。要求产品具有成型收缩率低,防翘曲等特性。玻纤增强的低翘曲 PBT 的应用市场也十分有潜力,作为工程塑料的PBT 存在的主要问题是制品易产生翘曲,因此制备精密制件时要解决翘曲问题。

⑤功能型改性 PBT 除上述这些常用的 PBT 合金及改性产品外,近年来国外又开发出一些性能更为优良的 PBT树脂和合金制品,提高其应用性能,拓展了PBT 应用领域。

6、结束语

PBT 的应用和发展前景十分广阔!行业的特征是:原材料成本占绝对比重,固定资产投入相对较少,相对而言生产环节并不重要。除了原材料成本的优势外,竞争的核心在于改性技术配方和对客户提供全方位服务的能力。

改性塑料的下游用户如家电、汽车、电动工具企业,通常都是采用模具进行注塑加工。特定的模具通常与特定的原料(改性塑料)相匹配而获得最优的加工性能和质量。由于更换模具的成本和风险均很高,下游厂商通常不会更换原料供应商。因此改性塑料厂商与下游客户易于形成稳定的合作关系,新竞争者要打破这种关系,除非在某些方面独树一帜。

另一方面,改性塑料品种繁多,下游客户需求的个性化和潮流性特征很强,客观上要求改性塑料厂商具有很强的技术研发能力和市场应变能力,及时准确把握客户需求、研发和销售的快速反应、以及为客户提供高品质且质量稳定的产品对于企业来说至关重要。下游客户在选择改性塑料供应商时,也倾向于选择规模大、品种全、研发能力强、服务好、且有着良好历史信誉的厂家。

除了对改性塑料提供商的要求外,随着改性 PBT 消费的增长 , 对其性能也提出了更高要求,国外发达国家和地区近年来开发出各种改性和加工应用新技术和新产品。他们采用纳米技术、复化技术、聚合物合金等措施,来提高 PBT 的抗冲击性、流动性、阻燃性等性能。

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