趋势解读|产能快速扩张之下，PC产业如何打造出一片蓝海？

近期，聚碳酸酯创新应用与可持续发展高峰论坛在上海召开，小编有幸参与本次盛会，了解到PC应用领域创新的一些进展，下面跟我们一起去看看吧~

在汽车零部件制造、消费电子、电子工程、家用电器、LED照明、建筑板材、光学透镜、光盘基料等诸多领域中，综合性能优异的聚碳酸酯（PC）正被越来越多的制造商认可，认为它们能实现更强大的功能组合。

PC 是一种综合性能非常优异的热塑性工程塑料，它具有良好的光学性能、力学性能、热性能和阻燃性能，概括来讲，“质轻高强”、“阻燃耐热”、“透明靓彩”、“尺寸稳定”、“设计多样”等精准地传达了该材料最大的魅力。

随着亚太地区消费需求的不断增长，特别是中国作为新兴市场的崛起，各国PC生产企业纷纷在中国投资新建或扩建生产基地。近年来，中国PC相关的投资如雨后春笋般出现，外商独资、中外合资、国有投资及私有化投资在中国市场上演风云际会，给市场带来极大的繁荣。

但一些业内专业人士也敏锐地察觉到，中国PC行业已经出现了“投资过热”的风险，如何为整个行业营造一个可持续发展的环境？如何积极消化中国PC市场几年后400万吨左右的年产能？这些问题值得每一位业内人士认真思考。

PC 产能增长迅猛，需警惕“POM”的前车之鉴

中国合成树脂协会理事长郑垲在开幕致辞中介绍了中国PC行业产能的快速扩张。据了解，2017年全球PC的年产能超过500万吨，年消费量超过400万吨，远高于除聚酰胺（PA）之外的其他各类工程塑料。截至2018年6月，中国PC产能达到了94.5万吨/年，占全球产能的18%。另外，还有138.5万吨/年的产能正在建设，近400万吨/年的产能正在规划。

截至2018年中，随着中石化三菱、三菱瓦斯、浙铁大风、鲁西化工、万华化学一期项目、利华益，以及科思创三期项目的投产，国内PC产能急剧扩张，这引起了很多专业人士的警惕。郑垲直接用数据说话：PC的全球消费量大概在500万吨/年左右，而中国未来几年将达到400万吨左右的年产能，更不用说每年中国还需要进口100多万吨PC材料（部分为国产无法替代的高端应用材料），这些多出的产能将如何消化？答案只有一个：开发更多应用领域。

“只有解决了市场问题，整个产业才能得到可持续的发展！” 郑垲掷地有声地说。他还在发言中提到了POM和PBT：这两种工程塑料都曾经历过产能快速增长的阶段，由于市场开发程度和力度不同，最后的结果也不尽相同。以POM为例，上世纪国内POM没有生产，全部依赖进口，2001年国内开始了工业化生产，2003年产能开始大幅扩张，短短几年产能一下子达到58万吨/年。但是，需求增长的幅度远远赶不上产能的扩张速度，加上还有一部分需求要依赖进口，导致只有一半装置能够正常开工。PBT则是相对比较正面的案例，上世纪80年代中国市场的需求量大概在48 万吨左右，2009-2010年间中国一下子增加了90万吨/年的产能，所幸的是，它们找到了正确的路子——大量的PBT 被用作纤维材料，并以很大的比例出口到国外，较好地消化了新增的产能。

由于缺乏新产能释放，2017年 PC 市场也迎来了短暂的辉煌。然而，2018年的市场很快发生了变化。郑垲也在会议现场呼吁中国行业的从业者，建议PC生产企业一定要保持冷静，拒绝赌博式投资，避免重蹈POM的覆辙。

瞄准热点领域，迎接多重应用挑战

在部分中低端PC材料经历“大宗化”历程的同时，一些具有特种性能的PC料，如耐高温、高耐候、耐辐射和特殊化学品性能等，由于其加工条件的特殊性和应用领域的独特性，这类PC材料依旧拥有广阔的市场空间。近年来，我国每年都需要进口超过百万吨的PC料，部分就是属于拥有独特应用领域的材料。

当PC牵手智能驾驶

 相信看过2016年K展的人都会对科思创展出的未来电动汽车印象深刻。得益于PC材料的轻薄、透明、耐热等性能，科思创实现了很多创新的设计。比如，科思创将车灯和各种传感器整合在一起，于是它可以实现车与车、车与人之间的交流。再如，科思创概念车后端的全息集成尾灯就是一个平面的全息薄膜，它可以完美实现3D灯光效果。

在本次研讨会上，来自科思创聚合物(中国)有限公司的洪珂博士重点介绍了PC在玻璃质感的汽车外饰件上的应用，包括车窗、车顶盖板 、外立柱盖板 、车标-自适应巡航雷达罩、电动汽车前格栅、尾门及氛围灯等应用。以车顶饰板为例，这种黑色高光玻璃质感外饰件可以极好地与天窗玻璃相匹配，不但通过功能一体化设计实现了更多减重，经过表面硬涂层处理后的黑色聚碳酸酯Makrolon® AX 2675 还具有更好的耐紫外光老化和耐刮擦性，目前已在多款车型实现量产应用，如VW、Audi、 Skoda、Seat、Daimler 等。

自动驾驶、智能驾驶无疑已经成为汽车行业未来发展的一个必然趋势。洪珂博士在演讲中提到了一种电动车前格栅的新设计：利用特定的PC材料，某款电动车前格栅可以实现一体化的无缝设计，透明“黑色” 可以提高雷达信号透过率，配合涂料还可提升耐刮擦和耐候性；万一发生事故，PC本身的高抗冲性可以保护行人的安全。还有一个应用也非常有意思，科思创开发出的不同系列特殊配方的 Makrolon®可适用于不同的雷达波穿透，将雷达藏于车标后面，可为高级驾驶辅助系统带来新的体验。

PC 厚壁透镜在光学领域的创新

 PC比玻璃更轻，并且能为产品设计提供更大的自由度，因此得到光学组件生产商的青睐。然而，更高的光学质量却常常伴随着加工制造的低效率、长周期，如何高效率地生产光学透镜面临着不小的挑战。

由恩格尔开发并获得专利的optimelt 多层技术采用外部冷却方式，很好地应对了这一挑战。来自恩格尔工艺应用部的刘海涛经理重点介绍了厚壁透镜的注塑成型。一般来说，PC或PMMA的光学产品经常会面临工艺和产品上的一些特殊要求，比如均一的熔融质量、稳定的塑化表现、产品内部和表面没有缺陷（气纹）、尺寸稳定等。使用常规的注塑成型，假设一种透镜壁厚为22mm，每个透镜重52g，一出六，浇口78g，周期时间大约需要800s。经过一些技术上的改进，比如增加保压并延长保压时间，周期时间大约可缩短至200-300s。

恩格尔开发了一种周期时间更短、产品质量更高的解决方案：通过使用恩格尔多层注塑技术，可以将厚壁透镜的周期时间缩短至80s左右 （一出四）。

据刘海涛介绍，恩格尔多层注塑的原理是首先生产出中间的芯，然后在后续的加工步骤中，向其添加更多层的同样材料。由于包覆成型补偿了前一层表面的缩痕，从而达到了高的光学质量。此外，层与层之间的界限对光学照明组件的性能和功能并没有影响。 

在注塑成型中，由于冷却时间与壁厚的平方成正比，因此这种多层技术极大地提高了效率，特别是在厚壁部件的生产中。

刘海涛也现场算了一笔账，利用恩格尔的多层注塑技术，一个生产单元相当于传统车间4-5台左右的单色注塑机。对于年产量大于12万件产品的厂家来说，投资恩格尔的多层注塑专利技术比较划算；如果年产量小于这个数量，可能单色机的投资成本比较低。

除了厚壁透镜应用，恩格尔也在关注更多领域的厚壁部件应用，如抬头显示仪、投影仪等，恩格尔下一步将继续探讨合适的注塑解决方案。

PC薄膜领域机遇多多

据报道，2017年中国PC薄膜消费量占聚碳酸酯总消费量的2.0%，在3万吨左右，并且增长强劲。万华化学新材料事业部质量管理部部长杨莉介绍，PC薄膜具有多种优势，如可以在-30℃到130℃的范围内使用、加工适应性强、机械性能好、耐老化性能好，等等，因此广泛用于电子电气、照明等领域。

目前，PC薄膜面临着诸多机遇。在汽车领域，PC薄膜因其优异的耐热、绝缘、阻燃、抗冲性能而得到广泛的应用，目前已经覆盖到汽车仪表盘、车载显示器、新能源电池盖等领域。

在消费电子领域，5G、轻量化已经成为热词。在笔记本、液晶电视行业的轻薄化和大型化趋势之下，PC薄膜的高强度、优异的阻燃和耐热性能正当其时；在手机外壳和后盖领域，PC复合材料可以保证高频通讯效果，不仅加工工艺灵活，而且能很好地满足消费者的个性化需求。 

由于自动驾驶的趋势，汽车内部正在演变成一个“按需功能”的多功能生活空间。作为其中的一部分，由于数字化和网络的发展，汽车内部显示器和触摸屏的数量和尺寸预计将会增加。

这一趋势为PC薄膜的使用提供了巨大的机会。例如，它们可用于大面积的三维屏幕设计，可以无缝链接到仪表面板、中心控制台、门和座位面板上。

我们可以看到，PC制成的一些高端功能件、PC薄膜、PC厚壁透镜等都是目前行业关注的热点，当然，PC还有更多的热点应用领域，如在建筑行业的应用，篇幅所限，本文不再一一赘述。

PC改性新方向：薄壁化、IML、免喷涂和光学技术

作为我国领先的改性材料企业，金发科技一直非常关注PC材料的研发。据了解，2017年，金发科技共出售了7.2万吨PC改性料，应用行业遍布家电、OA及IT、汽车、电源及周边、照明及电子电气等行业。

来自上海金发科技股份有限公司的华东区PC产品线总经理田征宇着重介绍了四种PC改性的新技术，分别是薄壁化技术、IML技术、免喷涂技术和光学技术。在笔电行业，金发开发的矿物填充无卤阻燃PC/ABS产品致力于刚度、韧性和外观方面的平衡。根据产品发展趋势，以及对不同厚度的弯曲模量进行比较，金发科技发现，其开发的第一代JH960-6200和第二代产品JH960-6215 在薄壁化中模量的提高极其有限，因此目前只在积极开发第三代和第四代产品，以应对未来薄壁化材料的需求。除了笔电，田征宇认为高光曲面TV行业对于薄壁化也有着强烈的需求，各大家电厂商，如三星、SONY、海尔、康佳、TCL等，都纷纷开始推广矿物填充无卤阻燃PC/ABS材料。

IML技术可以为产品带来成本降低、外观美丽、耐磨等优点，在手机、空调、洗衣机和小家电领域得到了快速发展。免喷涂技术可以重新定义色彩和外观，并大量减少VOC的排放，就连过去一直为人诟病的流痕和熔接线问题，也可以通过模具结构设计和注塑工艺等手段得到明显改善，目前已经广泛用于空调面板、电磁炉底座等产品中。配合高抛光模具+高模温 ，PC改性料可以制造出各种颜色的高光镜面制品，也可以达到更好的激光打标效果。

在新能源汽车领域，改性PC也自有“英雄用武之地”。以充电桩壳体为例，它不仅需要满足运输、安装和使用过程中可能发生碰撞的保护要求，还必须适合复杂的使用工况环境。因此，所用材料需要有一定的机械强度、电气绝缘性和阻燃性要求，同时兼具优良的耐候性能、低温冲击性能、耐腐蚀性能和加工性能。金发科技有全系列的无卤阻燃PC材料或无卤阻燃PC合金材料可以满足相关应用需求，还可以通过免喷涂技术的加成，将充电桩壳体做成不同的颜色，满足不同使用场合下更多个性化需求。

PC的功能化之路

PC作为五大工程塑料之一，虽然其具有优异的力学性能、光学和阻燃性能，但其本身不耐紫外线，不耐强碱。因此，经常需要通过改性来改善其各种使用性能。

PC改性是其功能化的重要途径。在PC的造粒和配混（如PC/ABS 合金、阻燃PC、纤维增强、矿物填充等）过程中，挤出机一直是最常用的设备之一。由于材料的难加工特性和对外观等特性的高要求，挤出机本身也被赋予了更多的内涵，在螺杆设计、加工精度、温度控制、料筒和螺杆材质方面显著高于普通塑料设备的选型。

科倍隆（南京）机械有限公司销售总监王彦军重点介绍了双螺杆挤出机在PC脱挥造粒和改性配混方面的应用。据介绍，在PC的合成工艺中，通常最后一步就是采用双螺杆挤出机进行脱挥造粒，因为脱挥可以显著降低二氯甲烷、苯酚及其他单体和低聚物在PC树脂中的残留量，是非常重要的步骤，这一点对于食品级PC材料尤为重要。有时候，甚至需要加入助脱挥剂来实现更高的脱挥效率。为了保证PC 材料的光学性能，需要将机械放置在洁净车间的环境下，也需要对挤出机的螺杆元件进行特殊处理，并使用可更换的料筒衬套或对其进行表面处理。此外，还需要配套特殊设计的熔体过滤器，以达到更好的光学性能。

另外，挤出机除脱挥外，可以通过添加助剂，如脱模剂，蓝光剂，抗氧剂等改善性能，增加PC的牌号。

科倍隆的设备系列已经很完善，无论是光气法还是非光气法聚合的PC，也无论是粉料或粒料进料、熔体进料、片状PC还是树脂溶剂混合物进料，科倍隆的挤出机都可以很好地应对。 

PC的改性一直备受关注。目前，人们越来越倾向于使用高扭矩的设备进行PC的改性。原因在于，在螺杆转速不变的情况下，如果通过提高产量来提高挤出机的扭矩，相当于降低了单位产量的受热，物料的熔体温度下降，减少物料黄变的可能。同时，能耗更低，产量也会得到大幅的提升。

总结

纵观PC行业的发展，中国市场的PC产能正在快速增长，与此同时，在特定的应用领域，国外生产的PC牌号依旧占据着中高端市场。应用开发，尤其是创新应用的开发，如新材料与新移动，新材料与IT互连、物联，新材料与智能家电、智能家居等方面的结合，将会是PC行业下一片蓝海。

——本文部分数据来源：《2018聚碳酸酯行业发展蓝皮书》