PBT塑料

聚对苯二甲酸丁二醇酯构成的塑料

PBT塑料

PBT塑料是热塑性塑料,全名为聚对苯二甲酸丁二(醇)酯,具有吸水小、电性能好、摩擦系数低等特点,[0]被广泛应用于电器、汽车、机械设备以及精密仪器的零部件,以取代铜、锌、铝及铸造铁件。[1]PBT塑料的制造方法是在有机钛催化剂下,对苯二甲酸二甲酯与1,4-丁二醇进行酯交换缩聚制得。[2]它的结晶速度快,工艺性比PET好,PBT在未改性前有优良电性能和耐热性能,力学性能一般;但用30%玻璃纤维增强后,其性能成倍地增加,具有优良的物理性能,在140℃下仍能保持POM的拉伸强度。PBT塑料的自润滑性和耐磨性优良,耐热性好,可在140℃下长期使用;其热膨胀系数也是在热塑性树脂中最小的品种之一。此外,PBT塑料还具有优良电绝缘性能,其耐化学药品稳定性与PET相似。[1]

PBT塑料是热塑性塑料,全名为聚对苯二甲酸丁二(醇)酯zhǐ,具有吸水小、电性能好、摩擦系数低等特点,[1]被广泛应用于电器、汽车、机械设备以及精密仪器的零部件,以取代铜、锌、铝及铸造铁件。[2]

PBT塑料的制造方法是在有机钛催化剂下,对苯二甲酸二甲酯与1,4-丁二醇进行酯交换缩聚制得。[3]它的结晶速度快,工艺性比PET好,PBT在未改性前有优良电性能和耐热性能,力学性能一般;但用30%玻璃纤维增强后,其性能成倍地增加,具有优良的物理性能,在140℃下仍能保持POM的拉伸强度。PBT塑料的自润滑性和耐磨性优良,耐热性好,可在140℃下长期使用;其热膨胀系数也是在热塑性树脂中最小的品种之一。此外,PBT塑料还具有优良电绝缘性能,其耐化学药品稳定性与PET相似。[2]

特性应用

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的特性与应用

一、PBT的特性

a、机械性能:强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有变化);

b、耐热老化性:增强后的UL温度指数达120℃~140℃(户外长期老化性也很好);

c、耐溶剂性:无应力开裂;

d、对水稳定性:PBT遇水不易分解;

e、电气性能:

1、绝缘性能:优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料);

2、介电系数:3.0-3.2;

PBT塑料
PBT塑料

3、耐电弧性:120s

f、成型加工性:普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快,流动性好,模具温度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件时,仅需几秒钟,对大部件也只要40-60s即可。

二、PBT的应用(通常指改性品种)

a、电子电器:连接器、开关零件、家用电器、配件零件、小型电动罩盖或(耐热性、阻燃性、电气绝缘性、成型加工性);电视机的偏转线圈、显像管和电位器支架等

b、汽车:

1、外装零件:主要有转角格珊、发动机放热孔罩等;

2、内部零部件:主要有内镜撑条、刮水器支架和控制系统阀;

3、汽车电器零件:汽车点火线圈绞管和各种电器连接器等。

(PBT用于汽车上的数目还不及尼龙、聚碳和聚甲醛,但随着低翘曲性PBT的出现,今后必将在汽车零部件上得到更多的应用)

c、机械设备:视频磁带录音机的带式传动轴、电子计算机罩、水银灯罩、电熨斗罩、烘烤机零件以及大量的齿轮、凸轮、按钮、电子表外壳、照相机的零件(有耐热、阻燃要求)

三、PBT塑料的粘接

根据不同需要,可以选择以下粘合剂:

1.TG-3200:单组分常温固化软弹性防震粘合剂,耐高低温,但粘接速度慢,胶水通常要1天或几天时间才能固化完毕。

2.TS-8602瞬间粘接剂,可以数秒钟或数十秒钟快速粘合PBT,但胶层硬脆,不耐水。

3.TE-9270类,双组分胶,胶层柔软,适合PBT大面积粘接或复合。但耐高温性能较差。

4.TE-9249类胶:双组分胶,耐高温。

5.sili-1706:单组份室温硫化胶,固化后是弹性体具有优秀的防水,防震粘合剂,耐高低温, 1-2mm厚度的话,5-6小时基本固化,有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份,不需要混合,挤出后涂抹静置即可,无需加温。

工艺特点

PBT注塑之前一定要在110℃~120℃的温度下干燥3小时左右,成型加工温度为250℃~270℃,模温控制在50℃~75℃为宜。因该料从熔融状态一经冷却,则会立即凝固结晶,故其冷却时间较短;若喷嘴温度控制不当(偏低),流道(水口)易冷却固化,会出现堵嘴现象。若料筒温度超过275℃或熔料在料筒中停留时间超过30分钟,易引起材料分解变脆。PBT注塑时需用较大水口进胶,不宜使用热流道系统,模具排气要良好,宜用“高速、中压、中温”的条件成型加工,防火料或加玻纤的PBT水口料不宜再回收利用,停机时需用PE或PP料及时清洗料管,以免碳化。

加工条件

干燥温度(℃)110~120干燥时间约(hr)2~3模具温度(℃)50~75残料量(mm)2~6熔胶温度(℃)250~270背压(MPa)5~10注射压力(MPa)100~140锁模力约(ton/in2)3~4注塑速度高速回料转速(rpm)70~90螺杆类别标准螺杆(直通式喷嘴)停机处理关料闸啤清即可碎料翻用(%)15~25备注:防火PBT需要用PE料过炮,水口料不宜回收利用

模具制作

合适壁厚(mm)1.5~4(排气要充分)浇口设计不宜用热流道系统;大部分浇口均宜,因为需高速注塑,浇口通常要较大,针点形、潜水浇口的直径应为1.5mm收缩率(%)1.7~.2.3%,成型后48小时内仍有少许收缩(0.05%)

工艺条件

干燥处理:这种材料在高温下很容易水解,因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120℃,6~8小时,或者150℃,2~4小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为150℃,2.5小时。

熔化温度:225℃~275℃,建议温度:250℃。

模具温度:对于未增强型的材料为40℃~60℃。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。

注射压力:中等(最大到1500bar)。

注射速度:应使用尽可能快的注射速度(因为PBT的凝固很快)。

流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递(经验公式:流道直径=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道,但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.8~1.0*t之间,这里t是塑件厚度。如果是潜入式浇口,建议最小直径为0.75mm。

PBT是在其主链上具有酯键的直链型热塑性饱和聚酯,其化学名为Polybutylene Terephthalte,简称PBT,是与PET树脂同类别的高聚物。

由于它具有高的熔点和结晶度,吸水率和热膨胀系数也都很低,因此具有优良的尺寸稳定性。此外,还具有优良的电绝缘性,由吸湿性引起的电性能的变化很小,绝缘电压很高。

在PBT的聚集态结构中有结晶区和非晶区,因此,可以通过添加其它物质容易地对进行改性,赋予其各种功能。现有难燃型品级、高速成型型品级、高抗冲击型品级等赋予了各种功能的各种各样的品级。

连接器、小型开关、电容器壳等电子部件,OA机械的键盘及VTR、电话机等的功能机械部件,车用电子部件,车门外部把手等汽车部件。还有,医疗机械,建筑材料,精密机械等广泛地应用在我们的日常中的很多用品用具上。

特点:

非增强型品级强韧且富有柔性,抗脆性能力强。

有UL规格认定的难燃品级(94HB)和自熄性品级(94-V-0,V-2),其电性能在热塑性塑料中具最高值。

吸水性极低,在很宽的温度和湿度范围内长期使用,也能保持优良的电性能。

成型品的表面非常平滑,具有低的摩擦系数。由于产生的摩耗量小,适用于对摩擦磨耗性能有要求的用途。

使用过程中的尺寸变化非常小,是在成型稳定性和尺寸精度方面非常优良的高信赖性材料。

具有优良的长期耐化学药品性,常温下,除强碱以外的药品外,在其中长时间浸泡也几乎没有性能下降的现象发生。

不但是非增强型品级,增强型品级的流动性也非常好,成型加工性优良。

通过采用与其它高分子进行相融合的技术,开发出了满足各种性能要求的高分子合金。

性质为高结晶性热可塑性塑胶,熔点220℃~230℃,结晶速率比PET快优点1、机械性质安定抗张强度与抗张模数和尼龙相似2、摩擦系数小有自润性3、吸水率低4、电气性质优良5、尺寸安定性良好6、耐药品性、耐油性极佳缺点1、Tg(30℃)低,在荷重下H.D.T.为60℃2、抗冲击强度不良,一般以玻纤补强为FR-PBT来使用用途电子电器:无熔线断电器、电磁开关、驰返变压器、家电把手、连接器、外壳汽车:车门把手、保险杆、分电盤盖、挡泥板、导线护壳、轮圈盖工业零件:OA风扇、键盤、钓具卷线器、零件、灯罩

PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯化学和物理特性PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。

PBT吸湿特性很弱,非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa,玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形;对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。一般材料收缩率在1.5%~2.8%之间,含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间,熔点(225%℃)和高温变形温度都比PET材料要低,维卡软化温度大约为170℃,玻璃化转换温度(glass trasitio temperature)在22℃到43℃。由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。

合成路线

1.PBT间歇类型,Polytex Design,PTA路线合成法或DMT路线合成法(英文:Batch-poly)

2.PBT连续类型,Polytex Design,PTA路线合成法。

连续合成

流程描述:

1.1-4丁二醇混合和输送系统

2.浆料制备系统

3.酯化反应系统

4.工艺塔系统

5.预缩聚反应系统

6.预缩聚过滤系统

7.终缩聚反应系统

8.终缩聚过滤系统

9.切片切粒和包装系统

10.催化剂制备及连续添加控制系统

11.过滤器清洗系统

12.THF回收系统

13.热媒系统

14.计算机集成控制系统

特点:

1.低温、低摩尔比、温和反应

2.可靠的停留时间

3.在不同反应阶段保持合理的物料消耗

4.低耗、节能、经济

5.熔体流变性佳

设计规模:

工业化生产的正在运行的POLYTEX技术连续装置生产能力从30吨/日-500吨/日,即年产1万吨-15万吨。

间歇法

流程描述:

1.1-4丁二醇混合和输送系统

2.予熔制备系统

3.酯化反应系统

4.缩聚反应系统

5.切片切粒和包装系统

6.催化剂制备系统

7.过滤器清洗系统

8.THF回收系统

9.热媒系统

10.计算机集成控制系统

特点:

1.浆料制备系统使用在改性PBT的生产中,催化剂和添加剂可以在低温时加入

2.酯化在低温或正常反应温度下连续进料,易于控制,安全可靠

设计规模:

工业化设计单线能力在3-40吨/日,年产1000吨-15000吨。

参考资料 3

  1. 参考 1
  2. 参考 2
  3. 参考 3
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