工程塑料之PBT简介

聚对苯二甲酸二丁酯（Polybutylene terephathalate 简称PBT），系以对苯二甲酸二甲酯（DMT）与1,4-丁二醇（1,4-Butanediol）聚合而成的一种结晶性热可塑性工程塑料。由于PBT树脂的—CH2—链增长，使得分子链易于挠曲，所以玻璃转移温度比PET低，而结晶速度增快，其化学结构式如下：

PBT在1970年代初期由美国Celanese公司研究成功，并以Celanex商品名上市，随后世界知名厂商德国BASF、Bayer、美国GE、Ticona，日本Toray、三菱化学，台湾新光合纤、长春人造树脂、南亚塑料等公司先后投入生产行列，全球生产厂商共计三十余家。PBT又可称为热塑性聚酯塑料，为适用于不同加工业者使用，一般多少会加入添加剂，或与其它塑料掺混，随着添加物比例不同，可制造不同规格的产品，目前岛内规格有百余种，故PBT是一种量少、规格多的产品。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好，广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等，而PBT产品又与PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。



PBT是全球发展历史最短的泛用工程塑料，但是在岛内却是最早投产的工程塑料，由于制程技术之层次不高，容易掌握投入，最早于1987年由新光合纤公司开始生产销售，并以PET/PBT首度并产，1989年长春石化公司开始生产销售，而南亚公司于1990年九月开始生产销售。目前在PBT树酯之OEM厂商指定用料之情况甚少。因此进口依存度已逐年递减，且有80%是以加玻纤方式掺混使用，因此用量有急速上升之趋势，其加玻纤之比例自10%至50%均有，以30%居多，由于价格导向，正副料之比例约为各半使用，在掺配料方面仍以新光、长春、南亚三大厂商为主，少数为纯料供应，或是厂商进口原料，自行掺配混练玻纤，近年来；直接由外国进口PBT-FRTP之情形已在10%以下。虽然岛内PBT树脂之产能已足够供应岛内市场，由于PBT之FRTP多用于电子及电气零件，其品质要求较为严格，等级分类更复杂。 PBT下游应用的关系产业有包括汽车、电子/电器、机械业，岛内PBT主要用途做为电子电器零件，如连接器、绕线轴、继电器、开关、端子等，此项应用比率高达70%，汽车工业占12%，其它包括日光灯零件、溜冰鞋等日用品占18%，与国外应用比较相差不一，此乃因岛内信息电子产业蓬勃发展的带动，促使岛内PBT的应用比重偏重于信息电子产业的零件上。其用途分布如图-1所示。 (1)连接器连接器是信号间的桥梁，是传递电子讯号及电源连接所不可或缺组件，PBT均衡的物性与价格正符合连接器的需要。PBT通常添加30%玻璃纤维掺混作为连接器，2002年岛内连接器的产值高达新台币800亿元左右，估计耗用PBT的量达13,500公吨左右，预估2003年将有10%左右的需求成长。目前岛内连接器使用之塑料PBT占40%，其次是PPS占25%，LCP将近15%，其它占20%（包括Nylon66，Nylon46等）。PBT因机械性质、耐溶剂性、成形加工性佳且价格低而广泛被采用。PBT因焊钖耐热性差的问题，使其无法使用在SMT型连接器上。 (2)散热风扇PBT的第二大用途是使用在散热风扇，散热风扇是置于机器内长时间旋转以帮助散热，对塑料物性要求有耐热、难燃、绝缘性及机械强度，PBT通常以加纤30%的形式应用作为散热风扇之外框及扇叶，目前岛内生产的散热风扇约6成应用于计算机外设设备，其次是通讯设备、事务机器、如射出机等工作母机。岛内射出成型技术佳，模具、冲床维修等外围产业配合良好，使台湾散热风扇具国际竞争力，外销比例占五成，不论内外销皆用于电子信息产业。 (3)绕线轴（bobbin）PBT的第三用途是作为变压器、继电器内的绕线轴，一般以PBT加纤30%射出成形。绕线轴要求的物性包括绝缘性、耐热性、耐焊钖性、流动性、强度等，适用材料有酚醛树脂、PBT、PA6、PET。酚醛树脂的性质都不错，但其成型性不及PBT，因此尺寸小，形状复杂的产品都采用PBT树脂，虽PBT焊钖耐热性差，但其环保意识较高的欧美日等国，有增加采用可回收PBT之趋势。目前岛内绕线轴材料方面：酚醛树脂使用量占65%，PBT占20%，其它如Nylon6、GF-PET、PPS占15%。 (4)汽车产业在汽车产业所消费PBT量约2,200公吨，其中一半的PBT是与PC形成PBT/PC合胶，可作为汽车保险杆，岛内所生产之PBT/PC保险杆是100%外销欧美供维修市场使用，在汽车轻量化及可回收的潮流下，走向PP保险杆为主流，欧美PBT/PC汽车保险杆已成负成长，使得岛内订单逐年下降。此外PBT亦可用于车窗马达外壳，机车马达零件，汽车传动器齿轮盒等，预估在汽车产业之应用年成长率约2%。 (5)其它PBT其它用途，如加15%玻璃纤维应用作为省电灯泡底座的内座及外壳，以PBT/PC合胶作为溜冰鞋鞋底，其它如继电器外壳、插座、开关、调谐器外壳。

台湾PBT工程塑料在台湾市场应用已有20年历史，在与国外比较之下，约落后5年。相较Nylon在国外历史有55年之久，而进入台湾市场有25年，在与国外比较之下PBT在岛内之应用显得稍微落后。 PBT副牌料的价格相对偏低并有广大的议价空间，在台湾岛内市场交易相当普遍。岛内三家正规PBT生产厂商受到副牌料市场的影响，多年来经营相当艰困，必需朝采用连续式制程来设法降低成本，表-1为各公司的产能。最近几年各厂扩大产能的速度相当快。 表-2为历年台湾进出口PBT的数量及金额，2001年进出口量皆大幅衰退，2002年虽然仅累计至11月，已经显示大幅成长的局面，预估受到岛内连接器产值成长及大市场发展乐观的鼓励，2003年的进出口量将有10%以上的成长空间。从出口地区而言，2002年香港及大陆即占出口量的72%，预估2003年这个比率将更多；从进口地区而言，2002年日本货即占有62%，并且皆属较高单价的产品,为副排料所难以取代。详细数字如表-3及表-4所示。

最近原油及石化原料价格上涨的幅度相当大，在目前景气复苏疲弱的市况下，PBT的生产厂商通常会自行吸收增加的成本，以避免调涨价格使市场更难打开。但是，日本的WinTech公司已经宣布，生产成本的增加促使该公司决定从4月起调整PBT各种规格的产品价格，内销每公斤涨25日圆，外销每公吨涨25美元。日本工程塑料的产销秩序较上轨道，PBT副牌料并不猖獗，前述价格调涨并不会受到太大的阻力。

Ticona在亚洲、美国、欧洲都有PBT的生产据点，DSM在荷兰Emmen则有3万公吨的PBT生产工厂，两家公司皆看好全球PBT市场(预估年平均成长率7%)，决定在欧洲(以荷兰Emmen最有可能)设立一座年产能为6万公吨的工厂。Ticona及DSM认为透过合作将可降低生产成本，并将全球行销网作整合以提高市场占有率。

2002年底在东京举行的国际橡塑料大展(IPF 2002)中，日本大成Plas公司发表一项令业者侧目的技术，该公司已开发出铝合金与PBT的共同成型技术，铝合金表面经过特殊处理产生微细的凹凸表面，PBT则渗入凹洞内与铝合金表面形成紧密的结合，最有趣的特征是除了PBT以外任何其它塑料都无法与铝合金紧密结合。这种材料具有遮蔽电磁波及轻量化的功能，预料在两年内将在行动电话、PDA、笔记型计算机等携带式电子产品发展出实际的用途 。