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另辟蹊径 破解传统电子防水痛点 这家企业立志替代三防漆

来源:新材料在线|

发表时间:2024-01-16

点击:2037


电子产品正在追求品质的极致,对防水、防腐、防尘等要求越来越严苛。防水处理作为电子产品较为细分的工艺领域,受环保政策、下游企业降本增效等因素的影响,也愈发的“卷”了起来。


为解决电子产品防水问题,业界从上世纪80年代推出第一代三防漆,紧随其后又推出真空镀膜防水。


中国石油大学毕业的赵兴源,成立派旗纳米,率领团队开发出全氟聚丙烯酸酯纳米涂层,以氟化体系破解了传统三防漆带来的环保问题,又以浸没式的工艺解决了传统方案带来的成本与效率问题,成为电子防水又一大利器。


“我们与传统三防路线的防护机理完全不一样,传统路线依赖人工和设备,而我们只需要材料和简单工具,就能简便且高效完成,为客户实现降本增效。”赵兴源对新材料在线®表示,如今派旗纳米已经将目光投向了白色家电、光伏储能、新能源汽车等重要防水阵地。


01

聚焦防水 进入电子防水市场


2013年,拥有中国石油大学化学工程与工艺专业背景的赵兴源,发现汽车在下雨天行驶时,挡风玻璃雨水不易去除干净,导致驾驶员的视线十分模糊,存在潜在驾驶安全风险。


先后从事过农牧及氟化学品配方研发工作的赵兴源,决定研发一种防水涂层,让汽车玻璃形成疏水膜,使得玻璃在雨天更加清晰的同时,让玻璃更耐脏和易清洁。


很快材料被研发出来,当时的产品主要针对C端用户,但由于产品过于单一,运作成本十分高。此外,当时的消费习惯未被培养起来,导致公司生存十分艰难,坚持1年多后,赵兴源决定将这一技术转让出去。


不过,赵兴源与防水材料领域的缘分并未因此结束。2014年,玻璃触摸屏手机市场爆发。敏感的赵兴源发现,手机内部的空间比较大,空隙多,对于防水、防尘等应用的需求大。赵兴源将目光投向了手机防水市场。


赵兴源回忆道,当时的手机防水处理需要与防水镀膜设备厂商捆绑起来,为设备厂商研发配套防水涂层剂。“通过设备将涂层剂雾化,吸入手机腔体内,沉积到电路板后形成包裹的薄膜,起到防水、防尘等保护作用。”



与防水镀膜设备厂商捆绑的发展弊端是,设备的销量决定了防水涂层剂的销量。赵兴源决定另辟蹊径,让终端用户摆脱设备捆绑,直接使用涂层剂来实现防水。如此一来,对于客户而言,减少了采购设备的投入,同时,派旗纳米的涂层剂也可以应用在除手机产品以外的更多领域。


电子产品的防水防护,市面上较为成熟的路线有三防漆和真空镀膜等路线。


传统的三防漆,通常使用喷涂工艺,将树脂漆喷涂在电路板等表面,形成一层保护膜,以防止电路受损。


然而,但工艺易出现喷涂操作精度不够,导致连接器等周边位置无覆盖、无保护,且油性漆使用大量有机溶剂,有voc污染。另外,由于油漆喷涂形成的膜层较厚,不利于电子产品空间缩减和售后维修,还影响元器件整体散热效果和电子信号传输。


而真空镀膜路线,除了需要投入设备,成本更高之外,难以达到100%的真空条件,加工超薄膜场景下易出现膜层均匀性不足,在10微米以上的厚度才可以发挥更加稳定的防护效果,而如今厂商对于厚度的要求仅在数百至数千纳米。


“为了解决这些痛点问题,我们首创推出浸泡型的电子产品防护解决方案。随着市场导入应用和反馈,未来或将成为三防漆与真空镀膜部分市场的替代方案。”赵兴源兴奋地表示。



02

控制成本 开辟更广应用领域


浸泡型的电子产品防护解决方案,意味着只需将电子产品浸入涂层剂中,几秒钟后取出晾干,就形成了一层防护涂层。


与传统的电子防护方案不同,浸泡型的涂层剂避开了设备的捆绑,成本、生产流程分别降低和缩短;无需采用喷涂,使得精密的构造内部及缝隙也可以得到均匀且完整的覆盖。


值得一提的是,该浸泡式的解决方案采用的是全氟聚丙烯酸酯纳米涂层,使得产品具备氟的多种优良特性,如:化学惰性强、绝缘性佳、耐强酸强碱、防潮效果好。另外,臭氧破坏值、GWP指标低,相对有机溶剂更加环保。


“目前在消费电子、物联网、电池、LED、光伏等领域,我们都有部分的客户在应用合作。”依托该材料和技术,派旗纳米开辟市场的底气十足。



不过,全氟聚丙烯酸酯纳米涂层的推广之路,并非一帆风顺。


2015年,团队研发的电子防护涂层剂已初具雏形,但单价并不便宜,“尽管市场的需求是明确的,但当时一公斤的产品卖到2800块钱,客户觉得这个价格是天方夜谭。”赵兴源回忆道。起初,派旗纳米将键盘、电脑等设备厂商当成目标客户。然而,由于这类设备体积较大,如果采用派旗纳米的产品,其成本颇高,跑了一遍市场的赵兴源碰了一鼻子灰。


其成本高企的原因在于由于涂层剂材料的合成及工艺路线复杂,许多中间体依赖进口。赵兴源表示,使用国产中间体则会产生较多副产物,导致原料有效利用率较低。与此同时,相关的催化剂及供应链在国内相对匮乏,全球范围内几乎只有几家国际大企业能够提供。


“中间体合成原料必须自己研发,实现国产化才能将成本降下来。”赵兴源说道。


为此,派旗纳米组建起博士研发团队,对纳米涂层的合成进行深入研究。最终,成功自主研发出相关的中间体,减少了对进口材料的依赖。“2017年,派旗纳米所生产的纳米涂层上游原料基本全部采用国产化的原料,成功解决了供应链问题,提高了成本控制的灵活性。”


解决原材料问题,只是降低产品成本的方案之一。


在电脑、键盘等市场碰壁的赵兴源了解到,蓝牙耳机价格高,但其体积更小,所需的防护涂层面积很小,可以有效降低纳米涂层产品的使用成本。


据了解,由于消费者在运动时,蓝牙耳机受到汗液、潮气和空气湿度等多种因素的影响,因此对防水、防腐蚀性能提出了更高的要求。赵兴源决定从蓝牙耳机入手。


瞄准蓝牙耳机市场,派旗纳米的电子防护纳米涂层剂成功通过了防水、防腐蚀性能测试,与飞利浦展开合作。


“蓝牙耳机用量起来后,涂层产品的成本也降到了1200每公斤,降低了一半的成本。”随着成本大幅下降,全氟聚丙烯酸酯纳米涂层进入了真正的发展阶段。


2018年前后,消费电子出货量呈爆发式增长趋势,深入洞悉到背后商机的派旗纳米,将目光投向智能手表和智能手环等领域。


依托适用性极强的电子防护纳米涂层剂技术,针对手机、平板、电脑等消费电子,吹风机、扫地机器人等电器,智能手表、智能穿戴手环等智能穿戴领域,风能发电设备、新能源汽车等新能源领域,派旗纳米展开了谋篇布局


03

深度耕作 为规模化生产储备力量


实际上,电子防水市场并不缺乏实力雄厚的上市企业。


但赵兴源发现,同样从事含氟电子防水材料的一家上市企业,在这一板块的业绩并不理想,原因在于其主要精力投放在主要业务板块,电子防水板块只是副产品的延伸布局,“在电子防水领域,个性化定制程度高,对于应用的经验,市场的把控有太多值得研究的地方,必须投入极大精力。”赵兴源说道。


另外,真空镀膜路线的上市公司,在电子防水板块的业绩也并不理想。该路线主要产品是真空镀膜设备,将设备投入到客户产线后,需要配备专业人员操作和监控,然后在客户的产线进行加工。


并且由于技术壁垒和生产成本相对较高,国内设备供应商相对有限,一家厂家的设备甚至需要为多个客户同时生产,导致工作效率较低。“真空镀膜方案的灵活性低,与客户产品深度捆绑,难以开辟更多市场,另外业绩也受客户产品销量影响。”


对于派旗纳米而言,浸泡型的电子产品防护解决方案同样也存在瓶颈。“以产品为主导适配市场,派旗纳米的客户群体非常广,但对于现阶段的派旗纳米来说有些吃不消。”


赵兴源表示,每个领域的客户遇到的问题和提出的需求千差万别。起初,派旗纳米针对每一个客户都做定制化的配方,结果发现定制化方案越积越多,形成了100多个方案,这样一来将面临无法扩大整体市场的危机。


于是,派旗纳米决定开始做数据分析,把所有方案的共性、痛点、应用工艺进行了筛选,最后形成了从材料和工艺两大方面入手,对客户需求展开分类。


在材料需求方面,根据客户的需求等级形成三大系列,NEC系列专门针对高端客户,定价最高;X系列则是针对追求性价比的客户,定价次之;另外就是价格亲民的E系列。


另外,在工艺需求方面,布局了浸泡、刷涂工艺,甚至开辟出设备喷涂的路线,形成多条腿走路。“实力欠缺的客户可以采用浸泡式的方案,实力强的客户可以采取设备流水化作业。”赵兴源介绍道,如今,派旗纳米的设备流水化作业,一个小时可以处理26至30平方的防水涂层作业。以蓝牙耳机为例,1个平方可搭载4000片蓝牙耳机电路板,一个小时可以实现将近十万片的蓝牙耳机的防水涂层处理。


“让客户可以在成本、效率和产品性能上都能够受益。”


依托产品对于市场的灵活适配性,派旗纳米也对应用板块进行了梳理,目前最大的客户群体是消费电子、物联网、光电显示等。


派旗纳米也开始在白色家电和新能源领域寻找增长点。赵兴源表示,在家电领域,随着智能化的发展,许多家电产品对防潮、防水等功能提出了要求,高效、低成本的电子防护纳米涂层剂具有替代传统涂层的潜力。另一方面,在新能源领域,特别是光伏和储能模块,派旗纳米的防潮和防水纳米涂层技术将能够满足户外高湿和冷凝水环境下的需求。


多领域的开发让派旗纳米2023年的业绩相较于2022年增长了大约20%。


技术派出身的赵兴源,十分重视技术对生产力的赋能。派旗纳米每年保持10%的研发投入。据介绍,早在2018年期间,派旗纳米的研发投入一度达到20%。


在技术的支撑下,对于派旗纳米未来几年的发展,赵兴源形成了清晰的目标,接下来三年,派旗纳米将展开全氟聚丙烯酸酯纳米涂层对传统三防漆的替代布局。未来五年,为电子纳米涂层产品升级功能,并对工艺成本进一步优化,“三年以后,将形成大规模生产,建设更大规模的制造工厂。”


【个人介绍】


赵兴源,派旗纳米创始人,深圳市新材料行业协会党支部副书记,中国石油大学(华东)毕业,从事过掺杂多孔纳米碳材料的制备及其电化学储能性能研究,纳米材料合成及配方研发工作;2013年创立派旗纳米,主导以氟聚合物为方向疏水涂层材料的合成与配方研制工作,历经十年发展,累积了丰富的研发与应用经验,优秀的企业管理和团队领导协作能力。


【产品介绍】


通过电子防护纳米涂层剂浸泡精密电子元器件、PCBA及接插件等3秒,取出晾干3分钟,即可快速固化成厚度为0.1-10μm超薄的致密透明涂层。


通过一定的工艺和方法,可通过IPX6等防水等级测试,双85、高低温以及500小时中性盐雾等测试,使用便捷,低成本,可实现大规模快速生产、应用,是精密电子领域的一种全新的纳米防护技术解决方案。



【企业介绍】


深圳市派旗纳米技术有限公司成立于2013年,位于深圳龙华区,是集研发、生产、销售于一体的国家高新科技企业、创新型企业。通过ISO9001、ISO14001、ISO45001,三大管理体系认证,获得多项发明专利。


企业专注于全氟聚丙烯酸酯纳米涂层材料研发制造与电子防护整体解决方案供应,在精密电子制造工艺中为PCBA提供360度全方位防水、防潮、防腐蚀的纳米涂层保护,高效提升线路板在潮湿环境运行稳定性及降低故障售后率,是户外产品结构防水的黄金搭档,消费类电子一键防水、防盐雾的好帮手。



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