中科玖源许辉：国内CPI受到制约，盖板CPI基膜国
在9月15日召开的“2020（第三届）全球聚酰亚胺材料技术与应用创新发展论坛”上，浙江中科玖源新材料有限公司 总经理 许辉发表题为“折叠屏手机盖板用光学级无色透明聚酰亚胺基膜的产业化”的演讲，主要介绍由于树脂的配方、稳定制备工艺以及拉膜设备被掌控，国内盖板用透明聚酰亚胺薄膜（CPI）基本由日韩提供，急需解决盖板CPI基膜国产化的问题。
感谢各位老师，我今天演讲的题目是“折叠屏手机盖板用光学级无色透明聚酰亚胺基膜的产业化”。中科玖源是2016年在合肥建了研发和销售中心，2019年在浙江兰溪建设生产基地，大概今年年底这一生产基地建成，有一部分产品投产运营。目前做了几块聚酰亚胺材料，一个是做柔性OLED的基板的黄色聚酰亚胺浆料，透明的用于屏下摄像头的CPI浆料，还有一部分是做了好几种无色透明的聚酰亚胺膜，还有常规的双向拉伸聚酰亚胺膜。我们的用于柔性OLED基板的黄色聚酰亚胺浆料，初步形成一千吨的产能。屏下摄像头的CPI浆料是我们与日本一家公司一起做的。这块做了三年多，明年柔性的屏下摄像头面板会批量量产。对折叠屏手机来说，核心的是盖板和基板，盖板因为它从树脂的配方到工艺以及拉膜设备的各种要求和限制，现在主要是住友化学和韩国科隆批量化供应，国内还在初始研发和中试阶段。
用于可折叠触摸屏的CPI的膜方面，传统CPI的分子设计有很多种方法，比如说柔性间位基团，大的侧基，或者是芳环变脂环，或者是加一些含氟的结构。但是这些做下来的CPI都有瑕疵，杨氏模量和力学性不好，透光率很高，做不了折叠屏盖板。做盖板的CPI基膜是有三个方案可以做：一种是刚性结构+全透明结构，比如说含氟+刚性的，特殊脂环+刚性的，杨氏模量很高，膜的效果很好。但是做出来的CPI的卷对接成膜的难度高。然后是聚酰亚胺结构，我们在里面加入酰胺的结构，这种是比较可行的方法。第三个是类芳纶结构的聚酰胺，纺纶卷对接拉膜也是非常困难的，所以优选是采用聚酰胺酰亚胺的结构来做的。目前中科玖源申请的与聚酰亚胺相关的专利超过60篇，其中与CPI相关的大概20篇。盖板CPI膜这块，主要难点在于配方设备、拉膜设备和工艺。国外的设备价格高，一般的企业来说不一定买得起。另外，国外的设备也与企业的工艺不一定相匹配。从分子结构设计到浆料的合成以及亚胺化基理，包括设备的研发，都需要顾全才能解决CPI盖板基膜的量产化问题。日本某企业和韩国某企业的CPI拉膜量产设备，就是两种不同的设备。国内尝试的CPI膜拉膜的方法有很多种，第一种是用PI的浆料在涂布机上涂布，第二个是PAA浆料用热亚法国做，这些双拉膜和单拉膜都由做，但是黄度指数性能差。第三个是PAA浆料化学亚胺化，数据也都不是很理想。所以，需要再摸索。在产业化方面，首要是如何选择合适的工业地块来建设CPI工厂。首先，园区的区域环评允许有化工用途的三类工业用地，选择专门的化工园，国家级、省级的，或者是省级以上的经济开发区的化工集聚区。聚酰亚胺如果做合成段，不在化工园和化工聚集区一定是违规违法的，对于一个大的企业来说，合规是首要的。第二个是所选工业地块要有一定的VOCS排放指标，没有足够的VOCS排放指标就无法形成合法的规模化产能。一年做一千吨的薄膜产量，VOCS的尾气效果达99%，也有20吨的VOCS要排放到大气，有这样的指标的园区不多。第三个是土地出让的容积率要求，政府一般要求出让土地容积率要求高，但是我们聚酰亚胺合成属于化工，必须按照化工设计的要求进行设计。化工设计时，对容积率做高是很难做的。
在工厂设计方面，需要按照化工大类，C2651合成树脂类进行项目环评，按照环境预评价报告书来进行委托，并进行土壤现状检测。另外，项目要提前做安全预评价，做风险源分析。现在安评较难，所以项目要早做。第三个是委托具有化工资质的设计院进行设计，并满足所在省份的特殊规定，有的省要求化工设计院要办相关的转入许可。第四个是安全设计专篇需要同步完成。很多企业在新建工厂时候，没有安全设施专篇，连消防、防火间距等都不合规。在项目建设过程中，需要符合国家的法律法规和相关标准的要求，项目开工许可证要办好，图审做好。第二个是项目在建设过程中要按照阶段性地进行项目的验收，很多的企业在验收过程中不规范，造成项目先天不足。第三个是消防、危险化学品防泄露要符合国家规范。特别是防泄露非常严格，谁污染谁治理，一个化工企业退场要按照当年的土壤监测数据做监测，渗透到地下要全部修复。在设备安装方面需要尽可能不要和土建以及洁净装修交叉进行，容易出现安全隐患，容易造成安全事故。设备安装安全措施要到位。工厂的生产尤其是化工行业，设备安装时往往比较危险，容易发生事故。第三个外部水电要提早规划，特别是聚酰亚胺工厂，很多拉用电专线，一根专线从申请到入场需要半年的时间，如果不提前介入，设备装好了发现没有电没有接入。CPI薄膜项目，合成工艺是一个典型的化工工艺，项目合规性是首先需要的，同时项目需要土建、设备、暖通、水电、中试部门等相关部门人员充足并具有相应能力。项目需要有计划性需要提前规划，并根据情况不断调整。第四，项目的预算要做好，要根据实际情况做相应调整。第五，化工项目从项目立项到设备安装调机，一般需要2年左右的时间，计划需要具备时间合理性。目前，中科玖源CPI新设备示范线在明年下半年或后年上半年安装完成，这条产线大概一年会做50万平方米的CPI的盖板基膜，主要的指标是Tg、CTE、杨氏模量、断裂伸长率都有达到了相应的标准。目前前面的配方、合成和拉膜工艺工作做完了，现在是设备总成，明年6月份之后这条产线我们就开始会做。这个是我们做了一个CPI薄膜市场的需求分析预测，其实CPI现在跟UTG竞争，很多人看不懂CPI到底能否获得一定的市场量。UTG虽然现在来看它的耐刮擦和杨氏模量比CPI好得多，但是UTG是一张一张做，最终的价格是远高于CPI膜。CPI可以到后面把价格做到当前的1/3、1/4甚至1/5，CPI膜只要把成本做下来，市场一定是好的。