聚苯醚英文简称PPE或PPO,是最轻的工程塑料,具有极佳的尺寸稳定性、天然的无卤阻燃等特点,已经被广泛应用于光伏、汽车、电子、家电、水处理等领域,是世界五大通用工程塑料之一。
聚苯醚(PPO)的优点:
优异的热稳定性:PPO具有很高的熔点,通常在300℃以上,使其在高温环境下仍能保持良好的性能。
良好的机械性能:PPO具有很高的强度、刚度和硬度,同时具有良好的抗冲击性能。
耐化学性:PPO对大多数化学品都有很好的抵抗能力,包括酸、碱、溶剂等。
电绝缘性能:PPO的电绝缘性能良好,适用于电连接器和电子元件。它们具有承受高电压和低介电损耗的能力,可在电气应用中提供可靠、高效的性能。
透明性:PPO具有很高的透明度,接近玻璃,适用于透明制品。
加工性能:PPO可以通过注塑、挤出等多种方式进行加工,成型性好。
耐候性:PPO具有良好的耐候性,可以在户外使用,不易老化。
无卤、无卤素:PPO不含卤素,符合环保要求,适用于电子、电气产品的防火要求。
尺寸稳定性:PPO在高温下尺寸变化小,具有良好的尺寸稳定性。因此在汽车、航空航天等行业表现出稳定的性能。
易于着色:PPO可以很容易地着色,以满足不同应用的需求。
PPO材料的应用:
实际上聚苯醚就是综合性能较好的塑料,适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。来源:2023上海SNEC光伏展 创达电子
水处理行业
1967年实现了改性工程塑料聚苯醚,世界聚苯醚的生产技术一直为美国GE公司所垄断。
根据最新报告显示,目前全球真正掌握万吨级PPO工业化生产技术的仅有5家企业,包括沙特基础工业公司(SABIC)、旭化成、日本三菱瓦斯化学、中国蓝星旗下南通星辰合成材料有限公司、鑫宝新材料有限公司。总计生产能力在33万吨,其中沙特基础工业公司是全球最大的生产企业,年生产能力在13.5万吨/年。
另外,从2015年至2022年期间内,全球聚苯醚消费市场规模缓慢增长,年均增速约在2.4%左右。根据国际新材料研究院报告,2015年全球聚苯醚市场规模为116.63亿元,2019年为161.15亿元,2020年为200亿元,2022年预估在220亿元,未来5年全球聚苯醚市场产值规模将会达到245亿元左右。
但是,由于消费市场在持续增长,导致其产值快速增加,这也说明了聚苯醚生产企业生产利润的增长趋势。全球聚苯醚潜在消费规模超过40万吨/年,可以说,全球聚苯醚市场呈现严重的供应不足现状。
国内发展是从20世纪60年代开始,当时上海合成树脂研究所已建成了千吨级生产装置。在2013年,蓝星化工新材料股份有限公司芮城分公司成为国内唯一的一家PPO生产企业。
目前中国已工业化的装置有4套,总计生产规模在10万吨/年。这4套装置,分别归属中国蓝星集团和鑫宝高分子材料,其中中国蓝星集团是聚苯醚最大的生产企业,年产能在5万吨/年。
另外,中国已工业化的4套装置,有2套采用沉淀缩聚法,有2套采用均相溶液缩聚法,分布在山西、江苏、河北三省,其中河北是中国聚苯醚最大的生产省份。
从过去8年中国聚苯醚的供需平衡情况来看,中国聚苯醚的供应在缓慢增长,但是消费在快速增加。中国供需缺口,从最初的6万吨/年,已经增长至目前10万吨/年。2017年中国聚苯醚表观消费量5.08万吨,同比增长11.2%;2018年中国聚苯醚表观消费量5.85万吨,同比增长15.1%;2019年中国聚苯醚表观消费量6.52万吨,同比增长11.4%;2020年中国聚苯醚表观消费量7.07万吨,同比增长8.4%;2021年中国聚苯醚表观消费量7.93万吨,同比增长12.2%。
中国每年需要进口超过10万吨的聚苯醚,来补充中国高速增长的消费市场,这是在中国进口新材料产业中,极为罕见的新材料产品。
光伏接线盒的重要性
太阳能电池是太阳能发电系统中的核心元件之一,而一个太阳能电池只能产生大约0.5—0.6 伏的电压,远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要,需要把多个太阳能电池板通过光伏连接器组成太阳能电池方阵,以获得所需要的电压和电流。光伏连接器作为其中的组件之一,同样受使用环境,使用安全、使用寿命等因素影响,因此要求连接器具有高可靠性。由于光伏连接器要求应用于广泛的地区范围,所以器件应能够承受户外环境气候的影响。为了适应不同的环境气候类型如:湿热、暖温、寒冷、干热、寒温,作为防护外壳材料的选择是光伏连接器设计的一个关键。如果光伏接线盒使用的PPO材料的选择不当或用料不纯,在湿热条件下导致电缆的抗拉扭性能削弱,或者直接开裂,对光伏接线盒的使用产生影响。另外对接线盒PPO材料进行灼热丝测试,光伏接线盒价格相对其组件成本而言比重较小,但如果选用的PPO材料质量不过关,就会引发光伏组建故障,甚至烧毁整个光伏组件。因此,光伏接线盒选用的PPO材料需具有抗紫外线、抗老化、抗高温、防腐蚀和阻燃等性能要求,因为光伏直流线路中的连接材料长期暴露在极端环境下,需要承受紫外线照射、极端温度(高温、寒冷)。在聚苯醚改性塑料应用的过程中,由于合金本身吸水性较大,因此相关研发人员开始加强的研发力度,使聚苯醚改性材料可以克服这一缺点,美国公司开发的增强性聚苯醚改性塑料不仅具有较高的阻燃性,还具有一定的耐热性,并且合金的吸水性也得到了有效的改善,但是这项技术只适用于国外,在当前国内这项技术还不是非常的成熟,因此相关研发人员应当更多地吸取国外聚苯醚改性塑料的研发技术来不断地提高国内聚苯醚改性塑料的研发水平。从整体上看,聚苯醚改性塑料在当前全球消费量是在逐年增加的,并且在一些西欧国家用于汽车行业中的改性聚苯醚塑料已经达到了 12000 吨左右,从中可以看出聚苯醚改性塑料有着较为广泛的应用前景,中国改性聚苯醚塑料的消费量也在逐年的增加。聚苯醚的发展前景虽然PPO仍被纳入五大工程塑料之列,但是其在中国的生产与消费情况很难与此匹配。PPO的生产和消费局限在目前固有的领域,缺乏宏观政策推动这一工程塑料的应用拓展。随着汽车轻量化及双碳目标的提出,PPO的优势也逐渐体现。期待在未来,它在汽车及光伏材料领域能发挥其独特的优势。聚苯醚(PPO)行业主要企业:SABIC、旭化成、三菱瓦斯、南通星辰、鑫宝新材、圣泉等。沙特基础工业公司是全球最大的PPO生产企业,其NORYL™ SA90和SA9000树脂均为低分子量PPO,可用于高性能覆铜板领域。
旭化成采用PPO分子量再分配技术生产低分子量PPO,是全球主要的低分子量PPO供应商之一。
中国蓝星是目前国内最大的PPO生产企业,其BS009和BS012为低分子量PPO。
圣泉集团在2019年之前就开始着手官能化聚苯醚的项目研发,并逐步经历小试、中试等进程,于2023年扩产投建1000吨官能化PPO项目。
预计今后几年,伴随着5G、汽车智能化、人工智能等产业的发展,对于高频高速覆铜板的需求将会持续增长,低分子量聚苯醚(PPO)市场需求在今后几年也有望高速增长,行业具有较大的发展潜力。艾邦建有“光伏产业 接线盒 逆变器交流群”,群友有光伏接线盒、接插件、逆变器等零部件材料以及相关生产、检测设备的上下游企业。欢迎扫码加入探讨。
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2024年9月20日 无锡
议题安排(拟):
时间 | 会议议题 | 演讲嘉宾 |
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09:00-09:25 | 轻质光伏产品的开发与应用 | 固德威光电建材事业部 副总 夏远富 |
09:25-09:50 | ETFE在轻质光伏组件透明前板中的开发及应用 | 安徽一星 技术总监 王翔宇 |
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14:50-15:15 | 复材光伏边框智能制造后工段整体解决方案 | 拓高智能 总经理 屠丰田 |
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