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了解PBT什么材料?這就是我們要知道的

責任編輯:文和林發表時間:2017-12-04

PBT材料介紹:

聚對苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylene terephthalate(簡稱PBT),屬于聚酯系列,是由1.4-pbt丁二醇(1.4-Butylene glycol)與對苯二甲酸(PTA)或者對苯二甲酸酯(DMT)聚縮合而成,并經由混煉程序制成的乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚酯樹脂。與PET一起統稱為熱塑性聚酯,或飽和聚酯。
PBT材料主鏈是由每個重復單元為剛性苯環和柔性脂肪醇連接起來的飽和線性分子組成,分子的高度幾何規整性和剛性部分使聚合物具有高的機械強度,突出的耐化學試劑性,耐熱性和優良的電性能;分子中沒有側鏈,結構對稱,滿足緊密堆砌的要求,從而使這種聚合物有高度的結晶形和高熔點,分子的結構決定了PBT具有良好的綜合性能。PBT是同用工程塑料中工業化最晚而發展最快的一個品種,它之所以成為工程塑料的后起之秀,首先在于它具有優良的綜合性能,以及良好的成型加工性和性能/價格相比,故此PBT材料雖然到70年代才工業化生產,但很快熱銷市場,現為五大工程塑料發展最快的一種。
PBT是最堅韌的工程熱塑材料之一,它是半結晶材料,有非常好的化學穩定性、機械強度、電絕緣特性和熱穩定性。這些材料在很廣的環境條件下都有很好的穩定性。PBT吸濕特性很弱。非增強型PBT的張力強度為50MPa,玻璃添加劑型的PBT張力強度為170MPa。玻璃添加劑過多將導致材料變脆。PBT的結晶很迅速,這將導致因冷卻不均勻而造成彎曲變形。對于有玻璃添加劑類型的材料,流程方向的收縮率可以減小,但與流程垂直方向的收縮率基本上和普通材料沒有區別。一般材料收縮率在1.5%~2.8%之間。含30%玻璃添加劑的材料收縮0.3%~1.6%之間。熔點(225℃)和高溫變形溫度都比PET材料要低。維卡軟化溫度大約為170℃。玻璃化轉換溫度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃之間。由于PBT的結晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期時間一般也較低。

PBT材料歷史:

PBT最早是德國科學家P.Schlack于1942年研制而成,之后美國Celanese公司(現為Ticona)進行工業開發,并以Celanex商品名上市,于1970年以30%玻璃纖維增強塑料投放市場,商品名為X-917,后改為CELANEX。1971年Eastman公司推出了有玻璃纖增強璉和不增強的產品,商品名Tenite(PTMT);同年GE公司也開發出同類產品,有不增強、增強和自熄性的三個品種。隨后世界知名廠商德國BASF、Bayer、美國GE、Ticona,日本Toray、三菱化學,臺灣新光合纖、長春人造樹脂、南亞塑料等公司先后投入生產行列,全球生產廠商共計三十余家。
PBT樹脂即聚對苯二甲酸丁二醇酯,作為五大通用工程塑料之一,主要用于PBT改性、PBT抽絲、拉膜、光纖護套等領域,在增強改性后可廣泛應用于汽車制造、電子電氣、儀表儀器、照明用具、家電、紡織、機械和通訊等領域。由于國內相關產業的發展,PBT樹脂需求逐年增加。日本和臺灣PBT生產企業自2002年以來大幅增加產能,近三年對我出口量增幅較大,現已占中國大陸總進口的90%左右,對國內PBT生產企業造成了沖擊。受國際金融危機、人民幣升值等影響,2009年1-6月,中國聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)進口數量為50368噸,較2008年同期減少35.7%;進口金額11781萬美元,較2008年同期減少40.4%。
隨著中國國民經濟的迅速發展,特別是下游電子產業和汽車產業的快速發展,推動了PBT市場需求的迅猛增長。在國家針對進口產品進行反傾銷的情況下,隨著與金融危機造成的蕭條局面完全不同的車市火爆異常,政府鼓勵汽車消費的各項利好政策以及汽車下鄉等活動更是起到了推波助瀾的效果。隨著汽車行業對塑料的迅猛需求,中國塑料產業和汽車產業已形成“一榮俱榮、一損俱損”之勢。塑料業內人士將目標轉向了PBT塑料改性,使用更輕、更強、更好的汽車配件來緩解油價過高的局面。
改性PBT塑料是指在聚合物(樹脂)中加入小分子無機物或有機物,通過物理或化學作用,從而賦予其某種性能(機械加工性能)或使其某種性能獲得改善。如增韌、增強、增塑、阻燃等,而通過改性技術使得塑料變得具有鮮特征,而這其中要屬在汽車和家電領域,改性PBT塑料的應用以及發展潛力最為巨大了。
改性PBT塑料是最重要的汽車輕質材料,它不僅可減輕零部件約40%的質量,而且還可以使采購成本降低40%左右,因此在汽車中的用量迅速上升。汽車內飾件已基本實現塑料化,“以塑代鋼”的汽車發展正在帶動著改性PBT塑料在汽車應用中向著更廣闊的領域不斷開拓創新。
消費情況
在中國 PBT材料最主要的消費領域是電子電器,占 55% 左右,用在汽車領域大概占 10% 左右,其他領域約占 35%。隨著中國汽車工業和電子/電氣產業的高速發展,對PBT的需求量也在快速增長著,PBT系列產品前景在2010年前后仍然是十分看好?;仡?003年全球PBT消費量大約為57萬噸/年(基礎樹脂),需求以北美為主,亞洲由于電子/電器工業需求的驅動,消費量也快速增長。全球PBT分地區的需求量分別為:北美20萬噸、西歐16.5萬噸、日本9.8萬噸、世界其他地區18.8萬噸。汽車和電子電氣工業消費量占全球PBT總消費量的75%左右,而2004-2006年期間全球需求量已經保持年均8-10%的速度遞增。
 

PBT材料特性:

a、機械性能:強度高、耐疲勞性、尺寸穩定、蠕變也?。ǜ邷貤l件下也極少有變化);
b、耐熱老化性:增強后的UL溫度指數達120~140℃(戶外長期老化性也很好);
c、耐溶劑性:無應力開裂;
d、對水穩定性:PBT常溫下遇水不易分解(高溫、高濕環境下使用需謹慎);
e、電氣性能:
1、絕緣性能:優良(潮濕、高溫也能保持電性能穩定,是制造電子、電器零件的理想材料);
2、介電系數:3.0-3.2;
3、耐電弧性:120s
f、成型加工性:普通設備注塑或擠塑。由于結晶速度快,流動性好,模具溫度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件時,僅需幾秒鐘,對大部件也只要40-60s即可。
2、PBT的應用(通常指改性品種);
a、電子電器:連接器、開關零件、家用電器、配件零件、小型電動罩蓋(耐熱性、阻燃性、電氣絕緣性、成型加工性);
b、汽車:
1、外裝零件:主要有轉角格珊、發動機放熱孔罩等;
2、內部零部件:主要有內鏡撐條、刮水器支架和控制系統閥;
3、汽車電器零件:汽車點火線圈絞管和各種電器連接器等。(PBT用于汽車上的數目還不及尼龍、聚碳和聚甲醛,但隨著低翹曲性PBT的出現,今后必將在汽車零部件上得到更多的應用)
  c、機械設備:視頻磁帶錄音機的帶式傳動軸、電子計算機罩、水銀燈罩、電熨斗罩、烘烤機零件以及大量的齒輪、凸輪、按鈕、電子表外殼、照相機的零件(有耐熱、阻燃要求)
 

PBT材料注塑:

PBT材料注塑之前一定要在110~120℃的溫度下干燥3小時左右,成型加工溫度為250~270℃,模溫控制在50~75℃為宜。因該料從熔融狀態一經冷卻,則會立即凝固結晶,故其冷卻時間較短;若噴嘴溫度控制不當(偏低),流道(水口)易冷卻固化,會出現堵嘴現象。若料筒溫度超過275℃或熔料在料筒中停留時間超過30分鐘,易引起材料分解變脆。PBT注塑時需用較大水口進膠,不宜使用熱流道系統,模具排氣要良好,宜用“高速、中壓、中溫”的條件成型加工,防火料或加玻纖的PBT水口料不宜再回收利用,停機時需用PE或PP料及時清洗料管,以免碳化。
                                       PBT材料物性數據
 
規格級別: 原材料,增強級,食品級,醫療級,導電級....... 外觀顏色: ---
用途概述: ---
備注說明: 特性:機械性能一般在23℃下測試除非有特別說明。
 
性能項目 試驗條件[狀態] 測試方法 測試數據 數據單位
物理性能 密度 --- ASTM D-792 0.0603 lb/in3
線性成型收縮率 --- ASTM D-955 0.003 in/in
線性成型收縮率 橫向 ASTM D-792 0.008 in/in
機械性能 拉伸強度 --- ASTM D-638 20500 Psi
拉伸率 --- ASTM D-638 2.4 %
彈力模量 --- ASTM D-638 1740 Ksi
彎曲模量 --- ASTM D-790 1400 Ksi
彎曲拉伸強度 --- ASTM D-790 31500 Psi
IZOD缺口沖擊 --- ASTM D-256 1.17 ft-lb/in
IZOD無缺口沖擊 --- ASTM D-4812 9.6 ft-lb/in
電氣性能 電氣常量 1MHz(1KHz) ASTM D-150 4(4.2) ---
電氣強度 3.2mm ASTM D-149 584 kV/in
介質損耗因數 1MHz(1KHz) ASTM D-150 0.014(0.002) ---
加工性能 熔融溫度 --- --- 464-500
成型溫度 --- --- 86-266
熱 性 能 熱變形溫度 --- ASTM D-648 439(419)
熔點 --- ASTM D-3418 437

 
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