2019年中国LCP超级工程塑料，5G领域领用广泛[图]

LCP工程塑料管小红 2019-12-12 06:09 来源：智研咨询

LCP被誉为超级工程塑料，是英文Liquid Crystal Polymer（液晶聚合物）的缩写，其属于芳香族聚合物，又可分为溶致型LCP和热致型LCP。前者在溶剂中呈现液晶态，固态的溶致型聚合物典型例子便是大明鼎鼎的防弹衣用材料-芳纶-由杜邦发明，商品名：凯夫拉（Kevlar）

溶致型LCP（凯夫拉）的分子结构

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相关报告：智研咨询发布的《2020-2026年中国LCP行业发展动态及投资商机预测报告》

工程塑料行业的LCP是指热致型LCP，本色的液晶高分子聚合物呈现白色或者浅黄色颗粒及粉末状，液晶态下分子之间具有异常规整的纤维状结构，制品强度很高，且在成型过程中高度取向，所以具有线膨胀系数小，成型收缩率低和非常突出的强度和弹性模量以及优良的耐热性，具有较高的负荷变形温度（有些高达300℃以上）。

一、LCP：超级工程塑料，5G领域领用广泛

LCP树脂的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的自熄性，不添加任何阻燃剂即可达到UL 94V-0级水平。

LCP主要应用于汽车、电气、电子等需要高流动性、耐高温焊接（SMT）、耐油耐热、耐辐射等极端环境下部件。

LCP树脂的典型优点、缺点

-	LCP树脂的典型优点	LCP缺点
1	超高流动性，特别适合薄壁产品；	成本高，一般在$7/kg以上；
2	高强度，高刚性；	制品易脆，熔接线强度低-需要在模具设计时特别考量；
3	超低的收缩率；	对注塑机螺杆材质有严格要求，推荐高性能电动注塑机，需要除湿干燥设备；
4	优良的电性能、高耐热,RTI值一般在200℃；	由于高Tg（玻璃化转变温度），对模具材质要求高（正常模温要100℃甚至更高），推荐油冷。
5	耐蒸汽及良好的环保特性；	-
6	超高的水口料利用率。	-

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LCP：超级工程塑料，5G领域领用广泛液晶聚合物（LCP，Liquidcrystalpolymer）是在一定条件下能以液晶相态存在的高分子，与其他高分子相比，它有液晶相所特有的分子取向序和位置序，与其他液晶化合物相比，它又有高分子量和高分子化合物特性。这些特征赋予高分子液晶高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率、低密度、良好的介电性、阻燃性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能，是名副其实的超级工程塑料，可以广泛应用于电子电气、航天航空、国防军工、光通信、汽车、机械、化工等等领域。LCP按着介晶基元所在的位置可以分为主链型和侧链型，介晶基元大多由芳环（苯环）构成，主链型LCP有聚酰胺类、聚酯类、聚醚类、聚噻唑、聚唑咪等，侧链型LCP典型的有聚异氰酸酯类、聚偶氮类、聚二甲基硅氧烷类、聚丙烯酸酯类等。按着液晶态形成方式，LCP分为溶致型LCP（LLCP）和热致型LCP（TLCP），作为工程塑料用途的LCP基本是TLCP，生产企业一般按着变形温度将TLCP分为三型：I型的热变形温度在300摄氏度以上，II型的变形温度在240-280摄氏度，III型的变形温度在210摄氏度以下。I型TLCP的基本结构主要为对羟基苯甲酸（HBA）、联苯二酚（BP）及不同比例的对苯二甲酸（TA）/间苯二甲酸（IA）引出的单元，代表产品有索尔维的Xydar和住友的SimikaSuper；II型TLCP主要结构为HBA和6-羟基-2-苯甲酸（HNA）引出的单元，代表产品有泰科纳的Vectra；III型主要为HBA和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）引出的单元，代表产品为尤尼奇卡的Rodrun。

LCP的合成方法有缩聚反应、均聚反应、接枝反应等，其中最主要的是缩聚反应。TLCP由于是硬棒状刚性分子，溶解度小、熔点高，合成的困难较大，特别是对于高相对分子质量的TLCP，必须采用两步反应：第一步是均相的溶液聚合或熔融聚合，得到中等相对分子质量的聚酯，第二步是在所在聚酯熔点以下的温度进行固相缩聚。LCP的工业化最早可以追溯到20世纪50-70年代，杜邦（Duponnt）公司投入了大量的人力、财力对高分子液晶进行了研发，1959年推出了低分子量的芳香族酰胺液晶，1963年又合成了全芳香聚酰胺，并制成阻燃纤维Nomex，1972年研制出强度优于玻璃纤维的超高强、高模量的Kevlar纤维。到此为止，工业化的LCP都是溶致型LCP，从此之后，高分子液晶的研究从溶致型转向热致型，目前全球TLCP的主要生产者有美国塞拉尼斯（Celanese）公司、比利时索尔维（Solvay）、日本宝理塑料、日本住友化学等，这四家公司占据了全球75%以上的市场份额。

TLCP在电子电气、航空航天、汽车工业等领域都得到了广泛应用，根据《中国化工新材料产业发展报告》数据和预测，2014年全球的TLCP需求量为5万吨，其中中国的需求占全球的46.1%，不考虑5G通信的带动，预计2020年全球TLCP的需求量为8.2万吨，市场空间达到13亿美元左右。

在TLCP的下游消费结构中，电子电气领域的高速连接器是其最主要的应用场景，占市场总额的81.5%。

全球TLCP的需求量（单位：万吨）

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5G通信兴起后，由于其良好的介电性能，LCP在5G中的应用场景可能有以下三个方面：基站天线核心器件天线振子，目前主要是PPS；手机以及基站服务器中的高速连接器，目前主要是LCP和尼龙；手机软板天线，目前主要是MPI和LCP。前两者对LCP的需求估计在万吨量级，软板天线对LCP的需求估计在百吨量级，但附加值极高，IphoneX的单根LCP软板天线价值为4-5美元，5G通信的MIMO技术要求增加手机中的天线数目，5G手机中的软板天线价值将更大。

二、PTFE薄膜：塑料之王，介电性能最佳

PTFE膜材料的织物基材为玻璃纤维，纤维的直径范围应在3.30～4.05μm范围内，重量应大于150g/m。

聚四氟乙烯（PTFE）是最常用的氟聚合物，在国内它占到氟聚合物的70%以上的市场规模，在全球它也占到整个氟聚合物市场45%的份额。它具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、强密封性、高润滑不沾性、电绝缘性、抗老化、耐温优异等性能，被称为“塑料王”，在化工、机械、电子、电器、竣工、航天等等领域得到广泛应用。我国PTFE很早就实现了国产化，并实现净出口，早在2015年我国的PTFE产能就超过了10万吨达到10.8万吨/年，产量达到8.7万吨，主要生产企业为山东东岳、中昊晨光、大金氟化工、巨化集团、江苏梅兰、江西理文等企业。目前我国PTFE产能结构性过剩，低端牌号同质化严重，产能过剩，而高端牌号还是较为缺少，需要进口。PTFE是典型的LowDk/Df材料，其介电常数Dk为2.1、损耗因子Df为0.0004，全面低于环氧树脂、PPO等材料，甚至低于LCP。在5G中的应用场景主要有同轴线缆的绝缘层和PCB高频基材。印制电路板（PCB）的主要性质由其基材决定，目前普遍使用的PCB基材是聚四氟乙烯（PTFE）及碳氢化合物树脂，聚苯醚改性环氧树脂、氰酸酯改性环氧树脂也有部分应用。聚四氟乙烯板一般用聚四氟乙烯树脂常温压压模成型，再经烧结、冷却工艺制成，其技术难点在于致密度、均匀性。

膜材可根据其强度、重量和厚度分级，分为A、B、C、D、E。设计时应根据结构承载力要求选用不同级别的膜材。

与相关产品的比较

ETFE、PVC和PTEF织物膜材料的部分性能比较

1）ETFE膜材是不含织物的单一的聚酯膜，只有做成气被注入承压气体后才能构成结构承力构件。

2）PVC膜材料和PTFE膜材料是多层功能复合材料，它们的基层由纤维织物构成，故具有较高抗徐变的能力，能够作为结构材料使用。

3）ETFE膜材料与PVC和PTFE两种常用织物膜材料的部分性能和参考价格比较见下表。