PBT 是德国科学家P.Schlack于1942年研制而成,之后美国Celanese公司(现为Ticona)进行工业开发,并以Celanex商品名上市,于1970年以30%玻璃纤维增强塑料投放市场,商品名为X-917,后改为CELANEX。1971年Eastman公司推出了有玻璃纤增强琏和不增强的产品,商品名Tenite(PTMT);同年GE公司也开发出同类产品,有不增强、增强和自熄性的三个品种。随后世界知名厂商德国BASF、Bayer、美国GE、Ticona,日本Toray、三菱化学,台湾新光合纤、长春人造树脂、南亚塑料等公司先后投入生产行列,全球生产厂商共计三十余家。
一、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的概述
聚对苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene terephthalate),又名聚对苯二甲酸四次甲基酯。简称PBT。它是对苯二甲酸与1,4-丁二醇的缩聚物。PBT和PET一起被称为热塑性聚酯。
二、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的特性与应用
1、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遇水易分解(高温、高湿环境下使用需谨慎);
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、电器零件的理想材料);
2、介电系数:3.0-3.2;
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。
2、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(耐热性、阻燃性、电气绝缘性、成型加工性);
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)
1 PBT的工艺特性
PBT具有明显的熔点,熔点为225~235℃,是结晶型材料,结晶度可达40%。
PBT熔体的粘度受温度的影响不如剪切应力那么大,因此,在注塑中,注射压力对PBT熔体流动性影响是明显。
PBT在熔融状态下流动性好,粘度低,仅次于尼龙,在成型易发生“流延”现象。
PBT成型制品各向异性。PBT在高温下遇水易降解。
2注塑机
选用螺杆式注塑机时。应考虑如下几点。
①制品的用料量应控制在注塑机额定注射量的30%~80%。不宜用大注塑机生产小制品。
②应选用渐变型三段螺杆,长径比为15~20,压缩比为2.5~3.0。
③应选用自锁式喷嘴,并带有加热控温装置。
④在成型阻燃级PBT时,注塑机的有关部件应经防腐处理。
3制品与模具设计
①制品的厚度不宜太厚,PBT对缺口很敏感,因此,制品的直角等过渡处应采用圆弧连接。
②PBT的成型收缩率较大,在1.7%~2.3%,模具要有一定的脱模斜度。
③模具需要设排气孔或排气槽。
④浇口的口径要大。
⑤模具需设置控温装置。模具温度不能超过100℃。
⑥阻燃级PBT成型,模具表面要镀铬,以防腐。
4原料准备
注塑前要进行干燥、要将水分含量控制在0.02%以下。采用热风循环干燥时,当温度为105℃、120℃或140℃时,所对应的时间不超过8h、5h、3h。料层厚度低于30mm。
5注塑工艺参数
①注射温度PBT的分解温度为280℃,所以实际生产中一般控制在245~260℃之间。
②注射压力注射压力一般为50~100MPa。
③注射速率PBT冷却速度快,因此要采用较快的注射速率。
④螺杆转速和背压成型PBT的螺杆转速不宜超过80r/min,一般在25~60r/min之间。背压一般为注射压力的10%~15%。
⑤模具温度一般控制在70~80℃,各部位的温度差不超过10℃。
⑥成型周期一般情况下为15~60 s。