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PC+PMMA復合材料行業趨勢及技術難點(附報告目錄)
1、PC+PMMA復合材料概述
PC+PMMA復合材料是將聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)兩種原料通過共擠工藝制得的復合材料。PC+PMMA復合材料結合了PC材料和PMMA材料各自的優點,其中PMMA材料提供較高的硬度和耐候性,PC材料提供較強的抗沖性能和成型性能,兩種材料結合可以很好地用于各種高壓和熱壓成型工藝的通用基膜,被廣泛應用于制造消費電子產品背板、觸控屏前蓋板、汽車中控屏前蓋板。
相關報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2027年PC+PMMA復合材料行業細分市場調研及投資可行性分析報告》
2、行業發展狀況及趨勢
傳統PC材料、PMMA材料結合方法是將PC材料和PMMA材料通過中間層(例如聚氨酯)進行層合,主要用于制造高性能飛機透明件,但層合方法工藝復雜,在日常生活中應用范圍受到局限。
2006至2007年,日本三菱公司率先通過澆鑄法研發出PC+PMMA復合薄膜,將PC+PMMA復合材料推向商用市場。澆鑄法是實現樹脂成膜的工藝之一,該工藝直接在PC板材上涂布PMMA材料,但該方法只能生產PC+PMMA兩層復合板,且工藝較為復雜。
近年來多層共擠技術為異質材料結合提供了一種新的方案。多層共擠技術主要分為兩種形式,一種是分配器共擠,另一種是模內共擠。對于粘度和工藝溫度等性能差別較大的原料,模內共擠具備較大優勢。具體如下:
(1)模內共擠能更好的控制各層的復合比例,一般分配器表層復合比例都不低于10%,而模內共擠最薄可達到5%。
(2)不同材料進入流道后互不干涉,直到距離模唇口一小段位置開始復合,縮短了復合停留時間,有效地降低了各層之間復合時的影響。
(3)在設定的溫度、壓力狀態下進行材料的模內溫度差異化熱復合,可以確保良好的材料性能。
(4)有效避免粘度相差較大而導致壓差出現的串層現象。
因此,目前模內多層共擠技術為行業內領先的異質材料共擠加工技術。
雖然模內共擠技術為PC+PMMA復合材料的生產提供了新的解決方案,但由于PC與PMMA樹脂加工溫度差異大,PC玻璃化溫度在220℃,加工溫度一般在280-305℃之間,PMMA玻璃化溫度一般在105℃,加工溫度一般在130℃左右,如何使加工溫度差異在100℃左右的兩種材料復合共擠后保持優良性能、穩定公差等一直是行業難題。
PC+PMMA復合材料首先被日本三菱公司廣泛應用于商用市場。2006至2007年,日本三菱代號為MR58的PC+PMMA復合材料推向市場,主要應用于部分功能手機和電子產品的非觸控顯示屏。隨后日本住友也推出該類產品,主要應用于功能手機翻蓋,并開始研發應用于汽車中控屏的PC+PMMA復合材料。
2018年以來,隨著5G通訊及無線充電技術的普及,手機背板去金屬化成為趨勢,而PC+PMMA復合材料通過紋理設計和3D高壓成型可以實現3D玻璃效果,不同的紋路設計和顏色效果均可滿足,相比傳統注塑蓋板,色彩多樣,相比玻璃能夠做到更加輕薄,且復合材料相比玻璃具備更強的抗摔性。
此外,隨著曲面屏、柔性屏的不斷推廣,手機3D曲面屏、無邊框筆記本屏幕逐漸成為市場發展趨勢,為滿足曲面形態,玻璃工藝難度成倍提升,帶來了良率低、綜合成本高的問題,而PC+PMMA復合材料具有工藝難度相對較低、設備投資規模較小,能夠充分提高制造良率,降低成本。因此,PC+PMMA復合材料在觸控屏前蓋板方面未來市場需求巨大。
3、PC+PMMA復合材料生產具體技術難點
復合材料薄膜的制備是對高分子材料學、模流分析技術、熱處理、機械加工多學科知識的綜合運用。對于PC材料和PMMA材料,兩種原料粘度、流動性差別很大,加工溫度差將近100℃。由于各層間原料粘度、溫度、產量的差異會造成各層壓力、流速都會不同,這樣物料在口模中復合時,易產生不穩定層流,造成復合界面不規則、厚薄比例不均勻,出模后各層容易分離等問題,使得工藝過程較為復雜,良品率難以控制,尤其是生產光學產品時對復合過程的均勻性要求更高。
復合高分子功能薄膜具體生產工藝為:將樹脂粒子材料通過擠出機料筒加熱至熔融塑化狀態,擠出電機驅動螺桿旋轉送料并由擠出機擠出模頭擠出,在正負壓風刀的作用下,流延到驟冷輥上冷卻定性,再經過測厚、電暈等后續工藝處理,最終收卷獲得薄膜產品。
高分子功能薄膜生產涉及生產環節多,需要各生產子系統的配合,在生產過程中的難點包括:
資料來源:普華有策
A、系統各部分的速度同步
薄膜生產過程中,從擠出流延到最后的收卷成型,要求機組各組成部分速度具有同步升降的功能,由于流延薄膜生產機組結構復雜,多電機同步控制中又存在參數時變、非線性、容易受負載擾動等因素,因此多電機的同步控制問題成為制約機組運行速度的難點。
B、擠出機料筒溫度控制
擠出基料筒溫度控制是流延薄膜生產過程中的一個重要環節,控制效果的好壞對薄膜產品的質量、加工的穩定性、設備的耐用性等有著重要的影響。在實際的生產過程中,影響擠出機溫度控制的因素有很多,主要包括:旋轉送料時擠出螺桿剪切物料產生的熱量,聚合物的導熱性能、靜液壓功率、模頭阻力、室溫以及信號噪音等。同時,溫度控制系統具有大時滯、非線性、慣性大等特性,并且,在設計擠出機溫度控制系統時難以建立被控對象精確的數學模型,使得擠出機料筒溫度恒定控制更具有難度。
C、恒張力控制
薄膜在高速、寬幅收卷時的恒張力控制對薄膜產品的質量有重要影響,由于流延薄膜具有薄、寬幅等特點,收卷時容易發生撕裂纏繞等現象,且增加收卷速度后,各種附加載荷的作用加強,使得張力恒定控制更加困難。如何突破足夠深/高的成型拉伸性能,既能滿足3D以上高拉伸需求,又能保持PMMA的高硬度。
D、其他生產工藝控制
翹曲度控制:由于PC、PMMA材質化學性能差異較大,復合后的PMMA+PC材料容易產生翹曲。在生產過程中保壓壓力、保壓時間、熔體溫度、模具溫度等對復合背板翹曲程度都會產生影響,涉及多個參數的配合,需要長時間的試驗、工藝的探索才能實現穩定量產。
公差控制:PC/PMMA復合板各層厚度獨立的厚薄均勻性,尤其是PMMA層的厚度公差控制,直接決定了手機后蓋機械性能;
光學性能控制:兩種加工溫度差異近100度的PC、PMMA共擠擠出后,光學質量的水平,必須確保PC、PMMA原有的高透光率和足夠高的逆反射系數;
雜質點控制:板材平整度、鏡面度和表面雜質點的控制,如何控制材料熔融擠出工藝的各項參數;
綜上所述,PC+PMMA復合材料要實現大規模穩定量產,需要在原料改性處理、生產裝備設計、生產過程控制等方面進行大量的實驗摸索和工藝參數積累。
4、國內PC+PMMA復合背板材料行業企業情況
由于PC+PMMA復合背板材料制造難度大、進入壁壘較高,研發需要較長周期,而近年來PC+PMMA復合材料主要處于進口替代階段,于2018年才進入快速增長期。目前國內從事PC+PMMA復合材料制造的公司數量有限,部分企業規模相對較小。
該產業鏈的國內上市公司主要集中在PC+PMMA復合材料下游的加工廠商,如領益智造(002600.SZ)、智動力(300686.SZ)、安潔科技(002635.SZ)等。國內上市公司中,道明光學(002632.SZ)、穎臺科技(6775.TWO)2019年新進入該領域,但由于PC+PMMA復合膜材生產難度較大,目前尚未大規模量產。背板復合材料國外競爭對手中日本帝人(3401.T)、日本住友(4005.T)均為境外上市公司。
目錄
第一章 2016-2020年中國PC+PMMA行業發展概述
第一節 中國PC+PMMA行業上下游產業鏈分析
一、產業鏈模型原理介紹
二、PC+PMMA行業產業鏈條分析
第二節、中國PC+PMMA行業產業鏈環節分析
一、主要上游產業供給情況分析
二、2021-2027年主要上游產業供給預測分析
三、主要上游產業價格分析
四、2021-2027年主要上游產業價格預測分析
五、主要下游產業發展現狀分析
六、主要下游產業規模分析
七、主要下游產業價格分析
八、2021-2027年主要下游產業前景預測分析
第二章 全球PC+PMMA行業市場發展現狀分析
第一節 全球PC+PMMA行業發展規模分析
第二節全球PC+PMMA行業市場區域分布情況
第三節 亞洲PC+PMMA行業地區市場分析
一、亞洲PC+PMMA行業市場現狀分析
二、亞洲PC+PMMA行業市場規模與市場需求分析
三、2021-2027年亞洲PC+PMMA行業前景預測分析
第四節 北美PC+PMMA行業地區市場分析
一、北美PC+PMMA行業市場現狀分析
二、北美PC+PMMA行業市場規模與市場需求分析
三、2021-2027年北美PC+PMMA行業前景預測分析
第五節 歐洲PC+PMMA行業地區市場分析
一、歐洲PC+PMMA行業市場現狀分析
二、歐洲PC+PMMA行業市場規模與市場需求分析
三、2021-2027年歐洲PC+PMMA行業前景預測分析
第六節 其他地區分析
第七節 2021-2027年全球PC+PMMA行業規模預測
第三章 中國PC+PMMA產業發展環境分析
第一節 中國宏觀經濟環境分析及預測
第二節 中國PC+PMMA行業政策環境分析
第三節 中國PC+PMMA產業社會環境發展分析
第四節 中國PC+PMMA產業技術環境分析
第四章 2016-2020年中國PC+PMMA行業運行情況
第一節 中國PC+PMMA行業發展因素分析
一、PC+PMMA行業有利因素分析
二、PC+PMMA行業穩定因素分析
三、PC+PMMA行業不利因素分析
第二節 中國PC+PMMA行業市場規模分析
第三節 中國PC+PMMA行業供應情況分析
第四節 中國PC+PMMA行業需求情況分析
第五節 中國PC+PMMA行業供需平衡分析
第六節 中國PC+PMMA行業發展趨勢分析
第七節 中國PC+PMMA行業主要進入壁壘分析
第八節 中國PC+PMMA行業細分市場分析
一、A市場用PC+PMMA
1、2016-2020年行業發展概況
2、2016-2020年需求規模
3、2021-2027年需求前景預測
二、B市場用PC+PMMA
三、C市場用PC+PMMA
四、其他領域用PC+PMMA
第五章 中國PC+PMMA行業運行數據監測
第一節 中國PC+PMMA行業總體規模分析
第二節 中國PC+PMMA行業產銷與費用分析
一、行業產成品分析
二、行業銷售收入分析
三、行業總資產負債率分析
四、行業利潤規模分析
五、行業總產值分析
六、行業銷售成本分析
七、行業銷售費用分析
八、行業管理費用分析
九、行業財務費用分析
第三節 中國PC+PMMA行業財務指標分析
一、行業盈利能力分析
二、行業償債能力分析
三、行業營運能力分析
四、行業發展能力分析
第六章 2016-2020年中國PC+PMMA市場格局分析
第一節 中國PC+PMMA行業集中度分析
一、中國PC+PMMA行業市場集中度分析
二、中國PC+PMMA行業區域集中度分析
第三節 中國PC+PMMA行業存在的問題及對策
第四節 中外PC+PMMA行業市場競爭力分析
第五節PC+PMMA行業競爭格局分析
第七章 中國PC+PMMA行業價格走勢分析
第一節 PC+PMMA行業價格影響因素分析
第二節 2016-2020年中國PC+PMMA行業價格現狀分析
第三節 2021-2027年中國PC+PMMA行業價格走勢預測
第八章 2016-2020年中國PC+PMMA行業區域市場現狀分析
第一節 中國PC+PMMA行業區域市場規模分布
第二節 中國華東地PC+PMMA市場分析
一、華東地區概述
二、華東地區PC+PMMA市場供需情況及規模分析
三、2021-2027年華東地區PC+PMMA市場前景預測
第三節 華中地區市場分析
一、華中地區概述
二、華中地區PC+PMMA市場供需情況及規模分析
三、2021-2027年華中地區PC+PMMA市場前景預測
第四節 華南地區市場分析
一、華南地區概述
二、華南地區PC+PMMA市場供需情況及規模分析
三、2021-2027年華南地區PC+PMMA市場前景預測
第五節 華北地區市場分析
一、華北地區概述
二、華北地區PC+PMMA市場供需情況及規模分析
三、2021-2027年華北地區PC+PMMA市場前景預測
第六節 東北地區市場分析
一、東北地區概述
二、東北地區PC+PMMA市場供需情況及規模分析
三、2021-2027年東北地區PC+PMMA市場前景預測
第七節 西北地區市場分析
一、西北地區概述
二、西北地區PC+PMMA市場供需情況及規模分析
三、2021-2027年西北地區PC+PMMA市場前景預測
第八節 西南地區市場分析
一、西南地區概述
二、西南地區PC+PMMA市場供需情況及規模分析
三、2021-2027年西南地區PC+PMMA市場前景預測
第九章 2016-2020年中國PC+PMMA行業競爭情況
第一節 中國PC+PMMA行業競爭結構分析
一、現有企業間競爭
二、潛在進入者分析
三、替代品威脅分析
四、供應商議價能力
五、客戶議價能力
第二節 中國PC+PMMA行業SWOT分析
一、行業優勢分析
二、行業劣勢分析
三、行業機會分析
四、行業威脅分析
第十章 PC+PMMA行業重點企業分析
第一節 企業
一、企業概況
二、企業主營產品
三、企業主要經濟指標情況
四、企業競爭優勢分析
第二節 企業
第三節 企業
第四節 企業
第五節 企業
第十一章 2021-2027年中國PC+PMMA行業發展前景預測
第一節中國PC+PMMA行業市場發展預測
一、中國PC+PMMA行業市場規模預測
二、中國PC+PMMA行業市場規模增速預測
三、中國PC+PMMA行業產值規模預測
四、中國PC+PMMA行業產值規模增速預測
五、中國PC+PMMA行業供需情況預測
六、中國PC+PMMA行業銷售收入預測
七、中國PC+PMMA行業投資增速預測
第二節中國PC+PMMA行業盈利走勢預測
一、中國PC+PMMA行業毛利潤增速預測
二、中國PC+PMMA行業利潤總額增速預測
第十二章 2021-2027年中國PC+PMMA行業投資建議
第一節 中國PC+PMMA行業重點投資方向分析
第二節 中國PC+PMMA行業重點投資區域分析
第三節 中國PC+PMMA行業投資注意事項
第四節 中國PC+PMMA行業投資可行性分析
第十三章 2021-2027年PC+PMMA行業投資機會與風險分析
第一節 投資環境的分析與對策
第二節 投資挑戰及機遇分析
第三節 行業投資風險分析
一、政策風險
二、經營風險
三、技術風險
四、競爭風險
五、其他風險
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