En los últimos dos años, una expansión global de la oferta/demanda en nylon 66 ha llevado a algunos proveedores, compositores y distribuidores de termoplásticos de ingeniería a estar listos para enfrentar las constantes limitaciones de capacidad y los precios más altos con resinas de ingeniería alternativas. Las principales opciones son nylon 6, PBT y nylons de alto rendimiento como los PPAs, así como mezclas que contienen un mayor contenido de reciclado. Si bien existen diferentes proyecciones, la mayoría de las fuentes anticipan que la escasez del nylon 66 continuará hasta al menos en parte del 2020.
Las restricciones de la resina están relacionadas principalmente con los suministros limitados del precursor clave, adiponitrilo (ADN) , para el cual la capacidad global actual, estimada en alrededor de 1.7 millones de TM, es producida por cuatro jugadores principales: Ascend Performance Polymers e Invista en EUA; Butachemie, una empresa conjunta de Invista y Solvay en Alemania; y Asahi Kasei de Japón. Una explosión en 2015 en una planta china de ADN eliminó el 18% de la capacidad global. El problema del ADN parece haber aterrizado prominentemente en el radar de casi todos desde la temporada de huracanes 2017 hasta 2018, comenzando con interrupciones no planificadas en la producción de ADN y nylon 66, todas las cuales ya se han resuelto en gran medida, según Brendan Dooley, de IHSMarkit, con sede en Houston. director global de resinas de ingeniería.
A mediados de 2018, los precios del nylon 66 subieron más de un 50% en comparación con los 18 meses anteriores. Solo en 2018, hubo alzas en los precios del primer trimestre y del tercer trimestre de 8-10 ¢/kg. Las subidas de precios en el cuarto trimestre estaban en curso al cierre de esta edición en algunas partes del mundo, y los aumentos de 2019 en el primer trimestre no serían sorprendentes. Según Dooley, las interrupciones planificadas para 2019 incluyen paradas de seis semanas en el primer y tercer trimestre en la planta de Invista en Victoria, Texas, y en la planta alemana de Butachemie, cada una para la modificación de la nueva tecnología de ADN.
La buena noticia, según Dooley, incluye algunas adiciones clave de capacidad de ADN. En Pensacola, Florida, Ascend, el jugador de nylon 66 completamente integrado más grande del mundo, aportó 50,000 TM de ADN en 2017; pronto está programado para traer otros 36,000 TM; y planea una expansión de 163,000 TM para 2022. Las modificaciones de la planta de ADN de 2019 por parte de Invista y Butachemie darán como resultado un aumento del 10% en la producción. Además, está programado que Invista Shanghai ponga en funcionamiento una nueva unidad de ADN de 300,000 TM en 2023. Dooley afirma que estas acciones se traducirán en una mejora en el suministro de nylon 66 para mediados de 2020. Para el próximo año, proyecta un equilibrio estrecho entre la oferta/demanda y un posible alivio de los precios en función de una mayor oferta o menor demanda.
En octubre, Ascend emitió una declaración que dice que fue impulsada por "informes contradictorios sobre la disponibilidad de PA 66 a largo plazo" a fin de reafirmar su compromiso de satisfacer la creciente demanda del mercado de nylon 66 para la industria automotriz, E / E, cable-brida, mercados de consumo e industriales. La declaración también señaló: "El hecho es que PA 66 ofrece la mejor combinación de valor, desempeño y procesabilidad entre los diversos termoplásticos disponibles en la actualidad. Reemplazar el PA 66 con otro material tiene costos más allá de la disponibilidad y el precio ".
Concediendo que la disponibilidad de nylon 66 está "restringida a corto plazo", la compañía dijo que está trabajando con los clientes para ayudar a aliviar esa restricción donde sea posible. Agregó que la adquisición de Britannia Techno Polymers, una empresa holandesa especializada en compuestos plásticos, la cual se especializa en compuestos de nylon patentados, esta corriendo a plena capacidad para atender a sus clientes europeos. De manera similar, sus plantas de Foley, Alabama y Greenwood, S.C., están produciendo a niveles óptimos para apoyar a los clientes con compuestos y fibra; y la producción en Pensacola, Florida, luego de la acción de fuerza mayor a mediados de julio, se encontraba en torno al 90% de su capacidad.
Mientras tanto, BASF está comprometido con el mercado de nylon 66, ya que continúa teniendo un potencial de crecimiento global significativo, según Mark Szendro, director de marketing para transporte de materiales de alto desempeño en América del Norte. “Perseguimos continuamente todas las opciones para obtener productos a lo largo de la cadena de valor de nylon 66. Sin embargo, la realidad es que la demanda está superando a la oferta y esto continuará durante los próximos años. Es por eso que BASF está invirtiendo en el futuro con nuestra adquisición planeada del negocio de poliamida de Solvay.
La compra fortalecería la cadena de valor de poliamida 66 de BASF mediante el aumento de las capacidades de polimerización y la integración hacia atrás de la materia prima clave, ADN". Añadió que BASF reconoce la necesidad de buscar materiales alternativos mientras tanto y está trabajando estrechamente con los clientes para identificar aplicaciones específicas que podrían usar materiales alternativos como nylon 6, PBT o PPA.
Las fuentes en DowDupont, aunque reconocen una estrechez temporal en la cadena de suministro de nylon 66, informan que han mantenido un suministro ininterrumpido de productos de nylon y siguen confiando en su capacidad para continuar suministrando a los clientes mas antiguos con resinas de nylon 66 Zytel. Señalaron que la compañía es el único proveedor importante de nylon 66 con polimerización a escala mundial y fabricación de compuestos en América del Norte, Europa y Asia.
También promocionaron su estrategia de larga data de "Grados Globales" de Zytel - productos hechos con recetas y especificaciones uniformes en las ubicaciones globales de la empresa, lo que permite el respaldo de fuentes alternativas. Señalaron que han desarrollado una red flexible de proveedores de las materias primas clave para garantizar que no dependen de un solo activo ascendente en ninguna de sus líneas de productos. Aún así, agregó una fuente de la compañía, "Es posible que la oferta sea limitada para los próximos uno o dos años. No hemos visto una situación tan aguda y duradera como esta”.
Se pidió a una muestra de estos y otros proveedores de termoplásticos de ingeniería, compuestos y distribuidores que contribuyeran, tanto por su visión de la situación de resina restringida como por su disposición para ayudar a los clientes con materiales alternativos cuando sea posible. Casi todos reconocen que el sector automotriz es el que más preocupa debido a las muchas aplicaciones para las cuales se especifica el nylon 66 y porque la especificación de cualquier reemplazo no puede ocurrir de la noche a la mañana.
Problemas de reemplazo
Aunque las fuentes de la industria admiten que varios fabricantes de componentes de nylon 66 y FEO (Fabricantes de Equipo Original) de uso final están evaluando materiales alternativos, el reemplazo real hasta la fecha parece haber sido bastante limitado. Una razón, según Chris Wilson, VP y jefe de negocios cristalinos de Solvay Specialty Polymers es que hacer un cambio no es una tarea fácil. “El cambio de nylon 66 a un material alternativo generalmente no es tan fácil como dejar caer una nueva resina en la máquina. A menudo, se deben considerar los impactos potenciales en las dimensiones, las características de la pieza o el rendimiento de la pieza. La elección de un proveedor que pueda proporcionar soporte técnico y de desarrollo de aplicaciones también debe ser parte de la decisión ".
Sin embargo, casi todas las fuentes de la industria contactadas admiten que tienen clientes que expresan preocupación por los precios más altos y la escasez de la resina. Las fuentes en PolyOne Corp., Avon Lake, Ohio, informaron que vieron esta preocupación a principios de 2017, cuando el nylon comenzó a escasear, y los clientes solicitaron datos del mercado, pronósticos de precios y detalles sobre las restricciones de suministro. De la misma manera, las fuentes de PolyOne sostienen que muy pocos clientes han cambiado a otras resinas. Uno de ellos dice: "Tenemos algunos clientes que están probando el nylon 6, pero el cambio más dominante es el de nylon 66 virgen al reciclado o de amplia especificación".
Steve Bowen, presidente del negocio PlastiComp de PolyOne, agregó: "El suministro de nylon 66 se ha restringido durante más de un año, lo que ha requerido una gestión estricta para garantizar que no haya interrupciones en el suministro. Nuestras asociaciones a largo plazo con proveedores claves nos ayudan a navegar durante este período crítico. Hemos podido asegurar suficiente material de nylon 66 necesario para mantener nuestro negocio principal al mismo tiempo que desarrollamos algunos segmentos adicionales ".
Wilson de Solvay dijo que la escasez del suministro de nylon 66 les ha abierto los ojos a un riesgo que previamente no habían visto. "Creo que la industria había dado por sentado que habría un suministro ilimitado de nylon 66, y este pensamiento ahora ha cambiado claramente. Un cliente automotriz me comentó que hasta que la situación se resuelva, están dirigiendo activamente los proyectos de desarrollo lejos del nylon 66 y hacia otras resinas, incluso si esto requiere un rediseño de parte ”.
Según Wilson, Solvay ya tiene varios desarrollos activos en curso para ayudar a los clientes a convertirse a otras resinas en la cartera de la empresa. “Normalmente, los usuarios de nylon 66 intentan sustituirlos por productos basados en PP, nylon 6 o PBT. "Si estos polímeros no pueden cumplir con los requisitos técnicos, o si se requiere molds costosos, entonces recurren a nylons de alto desempeño tales como nuestro Omnix HPPA, Ixef PARA o Amodel PPA". Añadió que hay varias ventajas para subir en la pirámide de desempeño desde nylon 66 con tales materiales. Las piezas a menudo se pueden hacer con paredes más delgadas y, por lo tanto, utilizan menos resina, lo que las hace más livianas con un costo general más bajo y sin la necesidad de moldes nuevos o modificados. Wilson notó que el aumento en los precios de nylon 66 ha reducido significativamente la brecha de precios en comparación con las resinas de ingeniería de alto rendimiento.
Jose Chirino, director técnico de la región de América para la unidad de negocios de materiales de alto desempeño de Lanxess, informó que durante varios meses, los equipos de ventas y técnicos de la compañía han estado participando en francas conversaciones con los clientes sobre el proceso de selección de materiales. "Hemos encontrado que muchas veces el material elegido es más histórico que lo verdaderamente diseñado en la aplicación. Hemos cuestionado este enfoque y hemos tenido éxito en cambiar a los clientes que están viendo un aumento en el costo de su parte debido a los aumentos de las materias primas y están preocupados también por la disponibilidad de material a corto y mediano plazo. Pero aparte de los problemas de costo y disponibilidad, muchos grados de nylon 6 y PBT pueden cumplir hoy en día con requisitos cruciales en cuanto a propiedades, como el desempeño térmico o mecánico, la calidad superficial y el retardo a la llama".
Como se informó en un blog de PT en julio, el director de desarrollo de aplicaciones Cliff Watkins del distribuidor de resinas PolySource, ofreció puntos claves de conversación sobre este tema para informar a los clientes y discutir sus ofertas de reemplazo de nylon 66, que incluyen, nylon 6, PBT, PPA y policetona alifática.
Alex Fung, presidente del distribuidor de resinas Conventus Polymers, tiene una idea diferente: "Los clientes están preocupados de que esto pueda continuar en 2020. Los clientes continúan viendo aumentos de precios repetidos en el nylon 66 e incluso en el nylon 6. Claro, hay resinas alternativas para usar tales como PBT o nylon 6, pero el nylon 66 ofrece una combinación única de propiedades y valor que puede hacer que sea difícil de reemplazar, así que querrá asegurarse de tener en cuenta estas diferencias. No hay almuerzo gratis en plásticos ”. Fung sostuvo que la amplia experiencia de la compañía en el manejo de este tipo de problemas de suministro lo llevó a comprar por adelantado. "Tenemos un amplio inventario de los grados de nylon 6 y nylon 66, por lo que estamos dando la bienvenida a los posibles clientes".
Alternativas y aplicaciones de destino
Algunas fuentes contactadas optaron por dar un breve resumen de los materiales que están ofreciendo como reemplazos de nylon 66 cuando esté justificado. Otros proporcionaron una descripción más completa de sus materiales alternativos para aplicaciones específicas:
● Celanese Engineered Polymers: el año pasado, la compañía adquirió Nylit Plastics de Italia, productora de resinas y compuestos de nylon de alto desempeño, con una especialidad en nylon 66. Jeff Helms, director global de ventas automotrices para materiales de ingeniería en Celanese, dice que la firma tiene clientes que están considerando la posibilidad de cambiar a nylon 6 cuando las partes pueden funcionar correctamente con límites de temperatura ligeramente más bajos y con una absorción de humedad ligeramente mayor. Celanese también está colocando ofertas de nylon 66 reciclado, nylon 6 y resina post-industrial (RPI).
● DowDuPont: si bien las fuentes de la compañía no tienen conocimiento de ningún cliente que haya cambiado a alternativas, para aquellos que sí desean calificar soluciones alternativas para aplicaciones comerciales existentes en los mercados automotriz, E/E, industrial o de consumo, DuPont ofrece Zytel nylon 6, Zytel HTN PPA, Crastin PBT, Rynite PET y acetal Delrin POM.
● PolyOne: las fuentes de la compañía dicen que están ofreciendo nylon 6 para aplicaciones industriales y automotrices, incluidos componentes , engranajes y carcasas bajo el capot; agregando que estas dos industrias son las más abiertas a probar alternativas. El negocio PlastiComp de la compañía también ofrece mezclas de nylon 6 y nyon 66 en formulaciones de fibra larga.
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| Además del nylon 6 para aplicaciones industriales y automotrices, como las piezas debajo del capó, el negocio PlastiComp de PolyOne también ofrece mezclas de nylon 6 y nylon 66 en formulaciones de fibra larga. |
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| Si bien PolyOne ha visto a pocos clientes cambiar de nylon 66, se les pide, cada vez más, datos de mercado, pronósticos de precios y detalles sobre restricciones de suministro. |
● BASF: Szendro discutió tres alternativas. Para aplicaciones que requieren buenas propiedades eléctricas, buen envejecimiento térmico, soldabilidad, desempeño bajo impacto y amortiguación, dijo que el Ultramid nylon 6 podría ser una solución. Los posibles usos incluyen componentes estructurales, aplicaciones de tren motriz y piezas de apariencia exterior, como manijas de puertas y pedales .
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| BASF está buscando todas las opciones para obtener productos a lo largo de la cadena de valor de nylon 66, incluida la adquisición planeada del negocio de nylon 66 de Solvay. |
Para aplicaciones eléctricas y de iluminación tales como conectores, carcasas para unidades de control eléctrico y sensores, donde se requiere una mejor estabilidad dimensional, Szendro citó los grados de PBT de Ultradur.
Para los casos en que las piezas están expuestas a cargas exigentes en aire caliente, tales como los conductos de aire de carga o las piezas donde hay mucho desgaste y fricción, Szendro observó los grados de PPA de Ultramid Advance, que cuentan con resistencia a la hidrólisis y química además de una excelente estabilidad dimensional. Otras oportunidades son las exigentes aplicaciones de refrigeración del motor y las cajas de termostatos.
● Lanxess: Chirino dio algunos ejemplos de aplicaciones de reemplazo específicas y materiales recientemente desarrollados para competir con el nylon 66. La compañía apoyó a un cliente que produce una caja de cambios con nylon 66 cargado con 30% de fibra de vidrio al mostrar que las propiedades mecánicas del componente y las dimensiones de la parte sería las mismas si se usara un nylon 6 cargado con 35% de fibra de vidrio. En este caso, un aumento del 5% en el contenido de vidrio superó las preocupaciones de desempeño dimensional y mecánico - todo mientras se usaba el molde existente.
La disponibilidad de materiales y las preocupaciones de costos en el mercado de electrodomésticos llevaron a Lanxess a evaluar materiales alternativos con un cliente que produce mangos de horno en un nylon 66 cargado con 30% de vidrio. En este caso, después de comprender los requisitos de impacto y carga de la pieza, Lanxess sugirió un nylon 6 con 30% fibra de vidrio y cuentas de vidrio. La pieza superó todos los requisitos de dimensiones, carga e impacto, y también tuvo la ventaja de una apariencia mejorada.
Los comentarios de los clientes de nylon 66 preocupados por la fatiga a largo plazo si ellos se cambian a una alternativa, alentaron a Lanxess a desarrollar los nuevos compuestos de nylon 6 Durethan-Performance "P". Estos cuentan con mejores propiedades de fatiga y se desempeñan considerablemente mejor que los grados estándar de nylon 66. Por ejemplo, en una prueba de detección de fatiga a 120 C, el nuevo Durethan BKV30PH2.0 con 30% de vidrio supuestamente resistió casi 10 veces más ciclos de prueba que el nylon 66 con 30% vidrio estándar.
Un criterio clave para seleccionar un material en el mercado E/E, particularmente para piezas pequeñas como conectores, es el tiempo de ciclo. Chirino dijo que Lanxess ha visto un interés creciente en sus mezclas de Pocan XF (eXtreme Flow),PBT y PBT. Según se informa, estos tienen propiedades de contracción y mecánicas muy similares al nylon 66; pero debido a la baja viscosidad, estos PBTs pueden moldearse a temperaturas más bajas, lo que reduce el tiempo de enfriamiento en el moldeo por inyección, lo que ha llevado a ciclos un 15% más cortos en algunos casos.
Para aplicaciones ignífugas, Lanxess ha posicionado su nuevo PBT sin carga y sin halógeno Pocan BFN2502, que alcanza una clasificación UL 94V-0 a un impresionante 0.4 mm, para reemplazar el nylon 66 sin carga, sin halógeno. Según Chirino, el material cumple todos los requisitos de inflamabilidad, las evaluaciones de impresión láser y las conexiones de unión conjunta, junto con excelentes propiedades mecánicas y de procesamiento, lo que lo hace muy atractivo para los moldeadores, especialmente cuando no se necesitan cambios en los moldes.
Para los casos en que las piezas están expuestas a cargas exigentes en aire caliente, tales como los conductos de aire de carga o las piezas donde hay mucho desgaste y fricción, Szendro observó los grados de PPA de Ultramid Advance, que cuentan con resistencia a la hidrólisis y química además de una excelente estabilidad dimensional. Otras oportunidades son las exigentes aplicaciones de refrigeración del motor y las cajas de termostatos.
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| Para aplicaciones donde las piezas están expuestas a cargas exigentes en aire caliente, como los conductos de aire de carga, BASF ofrece Ultramid Advance PPA. |
La disponibilidad de materiales y las preocupaciones de costos en el mercado de electrodomésticos llevaron a Lanxess a evaluar materiales alternativos con un cliente que produce mangos de horno en un nylon 66 cargado con 30% de vidrio. En este caso, después de comprender los requisitos de impacto y carga de la pieza, Lanxess sugirió un nylon 6 con 30% fibra de vidrio y cuentas de vidrio. La pieza superó todos los requisitos de dimensiones, carga e impacto, y también tuvo la ventaja de una apariencia mejorada.
Los comentarios de los clientes de nylon 66 preocupados por la fatiga a largo plazo si ellos se cambian a una alternativa, alentaron a Lanxess a desarrollar los nuevos compuestos de nylon 6 Durethan-Performance "P". Estos cuentan con mejores propiedades de fatiga y se desempeñan considerablemente mejor que los grados estándar de nylon 66. Por ejemplo, en una prueba de detección de fatiga a 120 C, el nuevo Durethan BKV30PH2.0 con 30% de vidrio supuestamente resistió casi 10 veces más ciclos de prueba que el nylon 66 con 30% vidrio estándar.
Un criterio clave para seleccionar un material en el mercado E/E, particularmente para piezas pequeñas como conectores, es el tiempo de ciclo. Chirino dijo que Lanxess ha visto un interés creciente en sus mezclas de Pocan XF (eXtreme Flow),PBT y PBT. Según se informa, estos tienen propiedades de contracción y mecánicas muy similares al nylon 66; pero debido a la baja viscosidad, estos PBTs pueden moldearse a temperaturas más bajas, lo que reduce el tiempo de enfriamiento en el moldeo por inyección, lo que ha llevado a ciclos un 15% más cortos en algunos casos.
Para aplicaciones ignífugas, Lanxess ha posicionado su nuevo PBT sin carga y sin halógeno Pocan BFN2502, que alcanza una clasificación UL 94V-0 a un impresionante 0.4 mm, para reemplazar el nylon 66 sin carga, sin halógeno. Según Chirino, el material cumple todos los requisitos de inflamabilidad, las evaluaciones de impresión láser y las conexiones de unión conjunta, junto con excelentes propiedades mecánicas y de procesamiento, lo que lo hace muy atractivo para los moldeadores, especialmente cuando no se necesitan cambios en los moldes.
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| Para aplicaciones ignífugas, Lanxess ha posicionado su nuevo PBT Pocan BFN2502 sin carga, sin halógeno para reemplazar el nylon 66 sin carga y sin halógeno. |
Para aplicaciones de temperaturas más altas y/o que están en contacto con agua/glicol, Wilson sugirió el Amodel PPA como una buena alternativa que superará al nylon 66. Para aplicaciones que requieren alta calidad superficial y resistencia mecánica extraordinaria, citó Ixef PARA poliarilamida (también conocido como MXD6 nylon) como una buena alternativa al nylon 66.
Para aplicaciones que requieren flexibilidad adicional o una mejor resistencia al impacto, hay grados endurecidos y reforzados con elastómero en los portafolios de Amodel PPA y Ryton PPS que ofrecen alternativas potenciales a los grados de nylon 66 sin carga.
● DSM Engineering Plastics: A principios de este año, Rob Crowell, director comercial, discutió los méritos de cuatro polímeros en el portafolio de la empresa que podrían reemplazar el nylon 66 con relativa facilidad. Comenzando con el nylon 6 Akulon, observó su desempeño casi equivalente en rigidez y resistencia al nylon 66, y un desempeño superior en dureza, procesabilidad y envejecimiento térmico hasta 200 C, se adapta a aplicaciones donde las piezas están expuestas a aire caliente, tales como colectores de admisión y conductos de aire; expuestos al aceite, tales como bandejas de aceite y filtros; y piezas con altos requisitos de apariencia superficial, como pedales, manijas de puertas y carcasas de herramientas eléctricas.
EcoPaXX nylon 410, un bio-nylon de alto desempeño, fue citado para aplicaciones donde las piezas están expuestas al agua o al glicol, como en la gestión térmica de automóviles. Este demuestra una baja absorción de humedad y una excelente resistencia química, una alta tasa de cristalización para un procesamiento rápido y fácil, y el punto de fusión más alto de todos los bio-nylons hasta 250 C.
Otra alternativa es el Stanyl nylon 46 de DSM con alta retención de rigidez hasta 290 C y excelente resistencia al desgaste y abrasión en combinación con baja fricción a temperaturas elevadas. Se recomienda para piezas estén expuestas al desgaste y la fricción (como los engranajes y los tensores de cadena), o estén expuestas a cargas exigentes en aire caliente (como los conductos de carga de aire) o aceite (tales como algunos componentes del motor y transmisión).
El Arnite PBT fue citado como adecuado para aplicaciones eléctricas y de iluminación tales como conectores, marcos de iluminación y componentes LED, ya que demuestra excelentes propiedades eléctricas, buena estabilidad dimensional y alta rigidez específica. Algunos grados están optimizados para cumplir con los requisitos de desgasificación más exigentes de hasta 200 C.
Lilli Manolis Sherman
Senior Editor
Plastics Technology
30 Noviembre 2018
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