PBT塑料 :聚对苯二甲酸丁二醇酯构成的塑料

更新时间:2024-09-20 11:47

PBT塑料是热塑性塑料,全名为聚对苯二甲酸丁二(醇),具有吸水小、电性能好、摩擦系数低等特点,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。

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1,4-1,4-丁二醇进行酯交换缩聚制得。它的结晶速度快,工艺性比聚对苯二甲酸乙二醇酯好,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%玻璃钢增强后,其性能成倍地增加,具有优良的物理性能,在140℃下仍能保持聚甲醛的拉伸强度。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没药树中最小的品种之一。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聚对苯二甲酸乙二醇酯相似。

特性应用

对苯二甲酸1,4-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;

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,模具温度也比其他硬塑料要求低。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:接插件、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);

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,防火料或加玻璃纤维的PBT水口料不宜再回收利用,停机时需用PE或聚丙烯及时清洗料管,以免碳化

加工条件

模具制作

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(实验式: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,其化学名为聚丁烯 Terephthalte,简称PBT,是与聚对苯二甲酸乙二醇酯没药树同类别的均聚物

由于它具有高的熔点结晶度,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。

接插件、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。

通过采用与其它有机高分子化合物进行相融合的技术,开发出了满足各种性能要求的高分子合金。

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聚对苯二甲酸乙二醇酯材料要低,维卡软化温度大约为170℃,玻璃化转换温度(glass trasitio 温度)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。

合成工艺

合成路线

1.PBT间歇类型,Polytex 设计,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:

1.1-41,4-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

12.四氢呋喃回收系统

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

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:

1.1-41,4-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

8.四氢呋喃回收系统

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

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