为什么说ASA这种材料能替代ABS?

平头哥看到就在上周,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》新鲜出炉,此次十四五规划和目标具有更多的细节和参考意义,并且提出了2035年的远景目标。

在《十四五规划和远景目标》中可以看到,未来五年及远景目标中,均提及了“新材料”产业的发展,如“聚焦新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业,加快关键核心技术创新应用,增强要素保障能力,培育壮大产业发展新动能。”

平头哥看到,新材料被再次列入“五年规划”中,新材料产业的发展将会成为我国在产业升级过程中的重要基础,新材料的改进和升级肩负着我国在新能源、高速通信、超高压电缆等行业发展可行性,材料学也被成为“21世纪的救星”。

所以,平头哥始终在新材料领域默默关注着,之前发布过多个关于新材料的行业文章,如《重磅!2021年中国将在手机镜头材料领域破冰!》、《国产后的POE生产成本是多少?》《未来光伏胶膜行业中,EVA和POE的应用趋势是怎样的?》等,也得到了很好反馈。

在国家推动新材料领域发展的同时,传统材料的升级换代,也是目前中国材料学领域中的重要分支,并且是支撑我国特殊产业发展的关键。而其中,就包括了对ABS产品替代产业的发展。

本文,平头哥将主要对ASA产品进行简要分析。

ASA为工程塑料的一种,是丙烯酸酯、丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物,分为共聚物核和接枝部分。其中外层为接枝聚苯乙烯-丙烯腈共聚物,简称SAN,而共聚物的核心部分为丙烯酸丁酯橡胶,简称PBA。ASA具有良好的机械性能、耐腐蚀性、加工性、抗冲击性和耐候性,被广泛应用在工程塑料领域。

ASA树脂为苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸丁酯的三元共聚物,是一种与ABS树脂在力学性能上相当,且在耐候性、耐溶剂性和着色性能等方面,都明显优于ABS树脂的一种重要工程塑料。ASA树脂溶体黏度较低,易加工成型,主要应用在汽车、电气工程等领域,如在汽车部件、电子电器、户外建材、门窗建材等领域,广泛存在ASA树脂的应用。

ASA树脂的聚合方法有:分为直接合成法和掺混法,其中直接合成法又分为本体法、悬浮法、本体悬浮法、乳液悬浮法、乳液接枝共混法等,直接合成法适合专用料的生产,技术要求较高。而掺混法又称为直接掺混法和乳液接枝掺混法,掺混法生产工艺简单但水平较低,并且产品质量一般。

随着技术的进度,乳液接枝共混法已成为目前主要的生产方法。目前全球只有巴斯夫和美国GE公司掌握了其核心生产技术。

ASA的性能不同,利用的方式也不同,主要的应用有以下几点:

1、汽车及摩托车的材料应用。由于ASA所具备的优异的耐紫外线照射性,即使长时间的气候影响,也不会出现褪色的情况,但是ABS的UV级长时间气候影响下也会出现褪色的情况。所以,ASA可以替代某些金属材料,用于汽车零部件中,可以降低汽车的整体重量,同时降低了生产成本。比如,汽车的后视镜壳体、散热器格栅、中立柱装饰板、窗框、车顶通风栅栏、流线型罩壳、尾部挡板及灯壳等,在需要经历日晒、雨淋、风吹等恶劣环境下的外部零部件。

2、在电子电器中的应用。如在户外天气、露天野营的时候,遭遇强风、雨雪、日晒等各种天气变化的情况下,在保证不褪色的前提下,也会增加其使用寿命。如ASA制作的移动天线、电视天线零部件、卫星接受装置等耐老化的部件,和洗衣机面板、冰箱把手、厨具缝纫机及微波炉部件等,都会频繁看到ASA使用的情况。

3、在建筑材料领域中的应用。目前PVC分子中存在不稳定的α-Cl分子,所以纯PVC加工出来的异型材存在耐候性较差,容易长时间后发黄、发红。而ASA却能够有效弥补其缺点,与PVC共挤异型材,可以有效提高PVC的耐候性,也能满足PVC的的色彩要求,所以被广泛应用在于PVC共挤改性上,应用在水槽、排水管、温泉水池台阶,以及道路标志牌、邮筒、家用防护墙等。

根据平头哥调查,目前中国仅有2家ASA树脂工厂,但是由于技术壁垒及产品质量问题,这两家均未对外承认存在ASA树脂生产的情况。根据行业平均看法,这两家工厂生产的ASA树脂,年产量不足1000吨,但是由于生产技术问题,产品品质一般,多用在相对低端的应用。

虽然中国目前暂未存完全规模化生产的情况,但是中国每年存在超过40万吨的进口体量,多来自韩国、德国、沙特、中国台湾及美国。所以,目前中国ASA的消费体量,全部以进口体量为主,每年的消费量超过40万吨。

图 中国ASA消费结构图

平头哥了解到,性能优良的ASA树脂具有良好的防止外线作用,能够经历长期不良气候的影响,具有不褪色、不变形的特点,被广泛应用在汽车的后视镜外壳、散热器格栅、汽车顶部的通风口、汽车的车灯、摩托车的流线外壳等。在汽车内饰方面,近几年也越来越多的车商在采用ASA树脂,如仪表盘、内视镜外壳、装饰面板等,采用ASA树脂表面光亮度高,所以受到越来越高的重视。预计未来在汽车及摩托车领域,将会越来越多的采用ASA树脂,预计在汽车领域的占比呈现逐渐增大的趋势。

从20世纪以来,建筑和房地产越来越多的受到重视,其中高楼越来越多,对树脂轻量化和坚固的要求越来越高,并且还需要具有防腐蚀、抗老化、强度高、封闭性好、节能环保的特点,ASA材料制作的塑钢门、窗被人们广泛应用到日常生活中,其中本身具有易加工易成型的特点,所以已经普遍使用。其中锦湖日丽公司还研发出彩色的ASA树脂,并且与PVC、PBT、玻纤等材料的共挤改性应用在建材领域中,被人们所认可。未来虽然房地产行业发展受到了阻碍,但是目前仍有较大的可替代空间,预计房地产行业中将会越来越多的使用ASA树脂,并且其在自身的占比中呈现逐渐放大的趋势。

另外,随着无线通信领域的飞速发展,无线信号天线外部零件应用越来越多,而此部分需要具有较高的耐候性、耐腐蚀性和良好的力学性能,所以越来越多的选用ASA树脂,可广泛应用在各种户外天线、电视机天线零部件、地下光缆连接盒等户外设备。最近发射的卫星零部件中,也用到了ASA树脂。另外,ASA树脂在家用电器领域,也存在较为广泛的应用,如洗衣机外壳、电表外壳及计算机外壳、冰箱外部把手等。预计随着国产化的提速,成本的降低,ASA树脂将会越来越多的被应用在电子电器领域。

平头哥了解到,体育器材领域需要的材料应具备耐老化性、耐汽油功能、并且还需要具备鲜艳的色彩及稳定性,所以会选择ASA树脂作为主要的材料,其不易褪色的特点,在园艺灌溉机、动力剪草机及相关体育器材等领域,会选择采用ASA树脂作为主要的材料。随着体育器材及户外设备领域的发展,预计将会加大对ASA树脂的需求力度。

最后,平头哥想说,ASA树脂在抗紫外线性、耐候性等方面,要明显优于ABS树脂,特别是在电子电器外壳领域,其颜色保持的时间要明显长于ABS,所以行业内也成为ABS的“替代品”。但是目前中国尚未完全掌握规模化生产工艺,并且进口产品的成本较高,在短时间内仍无法完全取代ABS。随着中国化工产业的发展进步,中国工业化生产的新材料领域必将添加ASA一员,也将有效助力我国在汽车工业、电子电器工业的升级改造。

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