pbt塑料

pbt塑料

工程塑料
PBT工程塑料,即聚對苯二甲酸丁二醇酯工程塑料,綜合性能優良,價格相對低廉,且具有良好的成型加工性,在電子、電器、機械設備、汽車以及精密儀器等領域得到了廣泛應用。相對于各類金屬材料以及熱固性工程塑料,PBT工程塑料具有成熟的生産工藝,且容易投産,投資費用相對較低。
    中文名:pbt塑料 外文名:Polybutyleneterephthalate 所屬品牌: 别稱:聚對苯二甲酸四次甲基酯 化學式:聚對苯二甲酸丁二醇酯 優點:強度高、耐疲勞性等

概述

聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)工程塑料,在20世紀70年代首先在美國實現工業化生産,很快在全世界範圍内得到了迅猛的生産應用。PBT工程塑料具有優良的綜合性能,在諸多領域得到了廣泛應用。改善PBT工程塑料新品種拓寬了PBT工程塑料的生産應用領域,并推動PBT工程塑料呈現出新的發展趨勢。

性能特點

力學性能優良,具有較高的力學強度和耐疲勞性,且具有良好的尺寸穩定性,蠕變較小。在高溫條件下,性能變化較少。

PBT工程塑料的生産能耗相對較低,有助于緩解能源緊缺。耐熱,耐老化,增強後的UL溫度指數保持在120℃到140℃範圍内,且均具有良好的戶外長期老化性。

具有良好的耐有機溶劑性,通常不會産生應力開裂現象。易于阻燃,能滿足UL94V-0級要求。與阻燃劑具有良好的親和性,易于開發添加型以及反應型阻燃品級,在電子及電氣工業中得到了廣泛應用。

易于二次加工以及成型加工,借助普通設備即可擠塑成型或注塑;具有較快的結晶速度和良好的流動性,模具溫度相對較低。

工藝特點

PBT注塑之前一定要在110~120℃的溫度下幹燥3小時左右,成型加工溫度為250~270℃,模溫控制在50~75℃為宜。

因該料從熔融狀态一經冷卻,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。

工藝條件

幹燥處理:這種材料在高溫下很容易水解,因此加工前的幹燥處理是很重要的。建議在空氣中的幹燥條件為120℃,6~8小時,或者150℃,2~4小時。濕度必須小于0.03%。如果用吸濕幹燥器幹燥,建議條件為150℃,2.5小時。

熔化溫度:225~275℃,建議溫度:250℃。

模具溫度:對于未增強型的材料為40~60℃。要很好地設計模具的冷卻腔道以減小塑件的彎曲。熱量的散失一定要快而均勻。建議模具冷卻腔道的直徑為12mm。

注射壓力:中等(最大到1500bar)。

注射速度:應使用盡可能快的注射速度(因為PBT的凝固很快)。

流道和澆口:建議使用圓形流道以增加壓力的傳遞(經驗公式:流道直徑=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各種型式的澆口。也可以使用熱流道,但要注意防止材料的滲漏和降解。澆口直徑應該在0.8~1.0*t之間,這裡t是塑件厚度。如果是潛入式澆口,建議最小直徑為0.75mm。

PBT是在其主鍊上具有酯鍵的直鍊型熱塑性飽和聚酯,其化學名為PolybutyleneTerephthalte,簡稱PBT,是與PET樹脂同類别的高聚物。

由于它具有高的熔點和結晶度,吸水率和熱膨脹系數也都很低,因此具有優良的尺寸穩定性。此外,還具有優良的電絕緣性,由吸濕性引起的電性能的變化很小,絕緣電壓很高。

在PBT的聚集态結構中有結晶區和非晶區,因此,可以通過添加其它物質容易地對進行改性,賦予其各種功能。現有難燃型品級、高速成型型品級、高抗沖擊型品級等賦予了各種功能的各種各樣的品級。

連接器、小型開關、電容器殼等電子部件,OA機械的鍵盤及VTR、電話機等的功能機械部件,車用電子部件,車門外部把手等汽車部件。還有,醫療機械,建築材料,精密機械等廣泛地應用在我們的日常中的很多用品用具上。

制作方法

PBT的生産方法主要有酯交換法和直接酯化縮聚法兩種,所用催化劑有钛酸四異丙基酯、钛酸四丁基酯、烷氧基锆、烷氧基錫等。

酯交換法:酯交換法采用對苯二甲酸二甲酯(DMT)為原料,首先與1,4-丁二醇進行酯交換生成對苯二甲酸二丁二醇酯,後者縮聚生成聚對苯二甲酸丁二醇酯。

酯交換法采用1,4-丁二醇過量的配比,DMT和1,4-丁二醇的摩爾比為1ː1.3~1.7,反應溫度約200℃,有利于反應平衡向生成對苯二甲酸二丁二醇酯方向,可減少副反應發生。

第二步縮聚反應溫度約250~260℃,減壓至0.1~1mmHg下進行。酯交換法可以間隙、也可以連續進行。其優點是設備比較簡單,反應條件比較緩和,分步控制酯交換和縮聚反應比較容易,但批次生産,效率較低。

連續直接酯化縮聚法:連續直接酯化縮聚技術比較複雜,由于過程物料都是在高溫、高真空熔融狀态下進行,對設備材質、設備結構、物料輸送、反應條件控制都比較複雜。

因此開發出多種專利技術。比較著名的有;LurgiZemmer技術,其特點是采用酯化、預縮聚和縮聚三台反應器,縮聚反應器為一種卧式盤式反應器,單條生産線可達12萬噸/年規模。

産品質量高,副産四氫呋喃可直接用于聚四氫呋喃生産;日本Hitachi技術具有四台不同類型反應器,可同時生産高粘度及中等粘度兩種産品。單條生産線規模可達6萬噸/年。

UhdeInyentaFischer技術采用塔式反應器,酯化和縮聚可在一台反應器中完成,能生産20~35聚合度的PBT産品,如果要生産聚合度為80~150的産品,可移至另外一台叫做DISCAGE的卧式縮聚反應器進行。

固相縮聚過程:以上過程隻能生産聚合度在100左右,分子量20000~35000的PBT産品,可以滿足紡織和膜制品需求。對于一些工程塑料制品需要聚合度為150~200,分子量在40000以上的PBT,就需要采用固相縮聚過程來制造。

固相縮聚過程反應複雜,在固相縮聚反應器中進行,主要包括四個主要工藝過程完成,即預結晶、退火、反應和冷卻。可以間隙進行、也可連續進行。

應用領域

PBT工程塑料廣泛應用于電子電器、汽車工業以及辦公機械等領域。在美國、日本以及歐洲各發達國家,PBT工程塑料主要應用于電子電器以及汽車工業等領域。以亞洲地區而言,除日本外,汽車工業尚不發達,PBT在汽車領域的應用及總消費量相對較少,在電子電器領域的應用及消費較多。我國PBT工程塑料的應用領域主要包括如下方面。

汽車工業

PBT工程塑料主要用于三類零部件生産:一,汽車外部各類零部件,包括轉角格栅以及發動機相應的放熱孔罩等,其應用特性呈現出良好的穩定性、耐化學藥品性、耐磨性以及抗老化和高強度;二,汽車内部各類零部件,包括控制系統閥、内鏡撐條以及刮水器支架等,其呈現出的應用特性為低翹曲性、高強度以及抗老化;三,汽車電器零件,包括各種類型的電器連接器以及點火線圈絞管等,其呈現出的應用特性為穩定性、介電性以及阻燃性。

機械設備

在該領域,PBT工程塑料主要用于生産烘烤機零件、電熨鬥罩、計算機罩、水銀燈罩、凸輪、照相機零件、齒輪、電子表外殼以及各類按鈕等,其呈現出的應用特性為阻燃性以及耐熱性。

節能燈

在該領域,PBT工程塑料主要用于生産節能燈頭,其呈現出的應用特性為耐老化性、耐熱性以及阻燃等級可達UL94V–0級。

散熱風扇。

在該領域,PBT工程塑料主要用于生産電腦CPU、電源以及電機相應的散熱風扇,其呈現出的應用特性為耐高溫、耐疲勞、高強度、抗蠕變、良好的尺寸穩定性以及阻燃性。

連接器

在該領域,PBT工程塑料主要用于電腦、各類家電、通訊以及數碼産品相應的連接器,例如電話線和網線相應的插口、電腦主闆相應的插槽等,其呈現出的應用特性為耐熱性、耐疲勞性、電絕緣性、高強度以及阻燃性。

線圈骨架

PBT工程塑料主要用于生産線圈骨架,其呈現出的應用特性為介電強度、耐熱性、韌性、強度以及阻燃性。

繼電器

在該領域,PBT工程塑料主要用于生産繼電器底蓋、線軸以及外殼等,其呈現出的應用特性為長期耐熱老化、耐溫、阻燃、成型加工性能以及電性能。

光纜光纖

在該領域,PBT工程塑料主要用于生産光纜光纖束管,其呈現出的應用特性為良好的尺寸穩定性、力學性能、耐熱性,線膨脹系數較低,且具有較高的成型加工生産率。

電子電器行業對PBT樹脂具有巨大的消費量。改性PBT工程塑料具有優良的介電性、耐熱性、阻燃性等特點,且強度較高,多用于生産高壓包、電刷支架以及輸出變壓器相應的骨架、電器開關以及點火器等。

發展趨勢

在新時期,我國國民經濟建設取得了巨大的成就,同時,電子電器、光纜光纖、汽車工業等諸多領域對PBT工程塑料的需求日益增多,為PBT工程塑料的發展提供了強有力的助力。

PBT工程塑料發展對于生産工藝、技術人才以及投資資金具有較高要求。

PBT樹脂生産要吸收借鑒先進生産工藝,對現有生産工藝進行持續優化,牢固掌握PBT工程塑料的核心生産技術,強化對産品質量的有效控制,要借助玻璃纖維增強、改性、無機填充以及材料合金複合等技術,增強PBT工程塑料的優勢特性。因此,強化對PBT工程塑料的改性複合以及各類深加工,是PBT工程塑料的發展趨勢。

在市場應用領域,相關企業和下遊終端客戶對PBT工程塑料的質量以及穩定供應提出了較高要求,下遊應用領域對PBT工程塑料呈現出多樣化的應用需求。

對此,PBT工程塑料生産企業要深入考察市場和各領域對PBT工程塑料的具體需求,對PBT工程塑料生産工藝進行深入研發,并強化與下遊用戶的技術開發和相互合作,推動PBT工程塑料相應的上下遊産業實現良好的一體化發展。

PBT工程塑料生産裝置日趨呈現出大型化以及連續化特點。同時,1,4–BD以及副産物四氫呋喃得到深入研發和廣泛應用,PBT工程塑料生産成本得到大幅度降低,PBT工程塑料市場競争力日益增強。

為促進PBT工程塑料制件進一步趨于薄壁化發展,對PBT工程塑料提出了更高的韌性、流動性以及低翹曲要求。

當前,PBT改性緻力于對翹曲性、遮光性、塗裝性、加工性以及表面光澤性等進行改進,并緻力于提高PBT工程塑料的熱變形溫度、耐磨耗性、沖擊強度、柔軟性、耐電弧性、潤滑性、耐漏電弧徑迹性、尺寸穩定性、介電強度以及體積電阻率等。

另外,還緻力于提高PBT工程塑料的多樣化性能,并降低其生産成本。總之,PBT複合改性研究方興未艾,是PBT工程塑料的發展趨勢,層次更高的改性PBT工程塑料品種将日益增多。

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