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工程塑料PBT在注塑行業(yè)里的具體應(yīng)用
來源:
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作者:fcxzz8
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發(fā)布時間: 2014-10-20
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聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是通用的工程塑料。PBT的聚合工藝成熟、成本較低，成型加工容易。未改性PBT性能不佳，實際應(yīng)用要對PBT進行改性，其中，玻璃纖維增強改性牌號占PBT的70％以上。
1 PBT的工藝特性
PBT具有明顯的熔點，熔點為225~235℃，是結(jié)晶型材料，結(jié)晶度可達40％。
PBT熔體的粘度受溫度的影響不如剪切應(yīng)力那么大，因此，在注塑中，注射壓力對PBT熔體流動性影響是明顯。
PBT在熔融狀態(tài)下流動性好，粘度低，僅次于尼龍，在成型易發(fā)生“流延”現(xiàn)象。
PBT成型制品各向異性。PBT在高溫下遇水易降解。
2注塑機
選用螺桿式注塑機時。應(yīng)考慮如下幾點。
①制品的用料量應(yīng)控制在注塑機額定最大注射量的30％~80％。不宜用大注塑機生產(chǎn)小制品。
②應(yīng)選用漸變型三段螺桿，長徑比為15~20，壓縮比為2.5~3.0。
③應(yīng)選用自鎖式噴嘴，并帶有加熱控溫裝置。
④在成型阻燃級PBT時，注塑機的有關(guān)部件應(yīng)經(jīng)防腐處理。
3制品與模具設(shè)計
①制品的厚度不宜太厚，PBT對缺口很敏感，因此，制品的直角等過渡處應(yīng)采用圓弧連接。
②PBT的成型收縮率較大，在1.7％~2.3％，模具要有一定的脫模斜度。
③模具需要設(shè)排氣孔或排氣槽。
④澆口的口徑要大。
⑤模具需設(shè)置控溫裝置。模具最高溫度不能超過100℃。
⑥阻燃級PBT成型，模具表面要鍍鉻，以防腐。
4原料準備
注塑前要進行干燥、要將水分含量控制在0.02％以下。采用熱風(fēng)循環(huán)干燥時，當溫度為105℃、120℃或140℃時，所對應(yīng)的時間不超過8h、5h、3h。料層厚度低于30mm。
5注塑工藝參數(shù)
①注射溫度PBT的分解溫度為280℃，所以實際生產(chǎn)中一般控制在245~260℃之間。
②注射壓力注射壓力一般為50~100MPa。
③注射速率PBT冷卻速度快，因此要采用較快的注射速率。
④螺桿轉(zhuǎn)速和背壓成型PBT的螺桿轉(zhuǎn)速不宜超過80r/min，一般在25~60r/min之間。背壓一般為注射壓力的10％~15％。
⑤模具溫度一般控制在70~80℃，各部位的溫度差不超過10℃。
⑥成型周期一般情況下為15~60 s。
6注意事項
①再生料的使用再生料與新料的比例一般在25％~75％。
②脫模劑的使用一般情況下不使用脫模劑，必要時可采用有機硅脫模劑。
③停機處理PBT的停機時間在30min以內(nèi)，可將溫度降到200℃時停機。長期停機后再生產(chǎn)時，要將料筒內(nèi)的料排空，再加入新料才能進行正常生產(chǎn)。
④制品的后處理一般情況下不需要進行處理，必要時在120℃時處理1~2h。
聚對苯二甲酸二丁酯（Polybutylene terephathalate），系以對苯二甲酸二甲酯（DMT）與1,4-丁二醇（1,4-Butanediol）聚合而成的一種結(jié)晶性熱可塑性工程塑料。由于PBT樹脂的—CH2—鏈增長，使得分子鏈易于撓曲，所以玻璃轉(zhuǎn)移溫度比PET低，而結(jié)晶速度增快，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
PBT在1970年代初期由美國Celanese公司研究成功，并以Celanex商品名上市，隨后世界知名廠商德國BASF、Bayer、美國GE、Ticona，日本Toray、三菱化學(xué)，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(chǎn)行列，全球生產(chǎn)廠商共計三十余家。PBT又可稱為熱塑性聚酯塑料，為適用于不同加工業(yè)者使用，一般多少會加入添加劑，或與其它塑料摻混，隨著添加物比例不同，可制造不同規(guī)格的產(chǎn)品。由于PBT具有耐熱性、耐候性、耐藥品性、電氣特性佳、吸水性小、光澤良好，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車零件、機械、家用品等，而PBT產(chǎn)品又與PPE、PC、POM、PA等共稱為五大泛用工程塑料。
PBT下游應(yīng)用的關(guān)系產(chǎn)業(yè)有包括汽車、電子/電器、機械業(yè)：
(1)連接器
連接器是信號間的橋梁，是傳遞電子訊號及電源連接所不可或缺組件，PBT均衡的物性與價格正符合連接器的需要。PBT通常添加30%玻璃纖維摻混作為連接器，PBT因機械性質(zhì)、耐溶劑性、成形加工性佳且價格低而廣泛被采用。PBT因焊钖耐熱性差的問題，使其無法使用在SMT型連接器上。
(2)散熱風(fēng)扇
PBT的第二大用途是使用在散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇是置于機器內(nèi)長時間旋轉(zhuǎn)以幫助散熱，對塑料物性要求有耐熱、難燃、絕緣性及機械強度，PBT通常以加纖30%的形式應(yīng)用作為散熱風(fēng)扇之外框及扇葉
(3)繞線軸（bobbin）
PBT的第三用途是作為變壓器、繼電器內(nèi)的繞線軸，一般以PBT加纖30%射出成形。繞線軸要求的物性包括絕緣性、耐熱性、耐焊钖性、流動性、強度等，適用材料有酚醛樹脂、PBT、PA6、PET。酚醛樹脂的性質(zhì)都不錯，但其成型性不及PBT，因此尺寸小，形狀復(fù)雜的產(chǎn)品都采用PBT樹脂，雖PBT焊钖耐熱性差，但其環(huán)保意識較高的歐美日等國，有增加采用可回收PBT之趨勢。
(4)汽車產(chǎn)業(yè)
在汽車產(chǎn)業(yè)所消費PBT量約2,200公噸，其中一半的PBT是與PC形成PBT/PC合金，可作為汽車保險桿。此外PBT亦可用于車窗馬達外殼，機車馬達零件，汽車傳動器齒輪盒等。
其它
PBT其它用途，如加15%玻璃纖維應(yīng)用作為省電燈泡底座的內(nèi)座及外殼，以PBT/PC合膠作為溜冰鞋鞋底，其它如繼電器外殼、插座、開關(guān)、調(diào)諧器外殼。
1 PBT的工藝特性
PBT具有明顯的熔點，熔點為225~235℃，是結(jié)晶型材料，結(jié)晶度可達40％。
PBT熔體的粘度受溫度的影響不如剪切應(yīng)力那么大，因此，在注塑中，注射壓力對PBT熔體流動性影響是明顯。
PBT在熔融狀態(tài)下流動性好，粘度低，僅次于尼龍，在成型易發(fā)生“流延”現(xiàn)象。
PBT成型制品各向異性。PBT在高溫下遇水易降解。
2注塑機
選用螺桿式注塑機時。應(yīng)考慮如下幾點。
①制品的用料量應(yīng)控制在注塑機額定最大注射量的30％~80％。不宜用大注塑機生產(chǎn)小制品。
②應(yīng)選用漸變型三段螺桿，長徑比為15~20，壓縮比為2.5~3.0。
③應(yīng)選用自鎖式噴嘴，并帶有加熱控溫裝置。
④在成型阻燃級PBT時，注塑機的有關(guān)部件應(yīng)經(jīng)防腐處理。
3制品與模具設(shè)計
①制品的厚度不宜太厚，PBT對缺口很敏感，因此，制品的直角等過渡處應(yīng)采用圓弧連接。
②PBT的成型收縮率較大，在1.7％~2.3％，模具要有一定的脫模斜度。
③模具需要設(shè)排氣孔或排氣槽。
④澆口的口徑要大。
⑤模具需設(shè)置控溫裝置。模具最高溫度不能超過100℃。
⑥阻燃級PBT成型，模具表面要鍍鉻，以防腐。
4原料準備
注塑前要進行干燥、要將水分含量控制在0.02％以下。采用熱風(fēng)循環(huán)干燥時，當溫度為105℃、120℃或140℃時，所對應(yīng)的時間不超過8h、5h、3h。料層厚度低于30mm。
5注塑工藝參數(shù)
①注射溫度PBT的分解溫度為280℃，所以實際生產(chǎn)中一般控制在245~260℃之間。
②注射壓力注射壓力一般為50~100MPa。
③注射速率PBT冷卻速度快，因此要采用較快的注射速率。
④螺桿轉(zhuǎn)速和背壓成型PBT的螺桿轉(zhuǎn)速不宜超過80r/min，一般在25~60r/min之間。背壓一般為注射壓力的10％~15％。
⑤模具溫度一般控制在70~80℃，各部位的溫度差不超過10℃。
⑥成型周期一般情況下為15~60 s。
6注意事項
①再生料的使用再生料與新料的比例一般在25％~75％。
②脫模劑的使用一般情況下不使用脫模劑，必要時可采用有機硅脫模劑。
③停機處理PBT的停機時間在30min以內(nèi)，可將溫度降到200℃時停機。長期停機后再生產(chǎn)時，要將料筒內(nèi)的料排空，再加入新料才能進行正常生產(chǎn)。
④制品的后處理一般情況下不需要進行處理，必要時在120℃時處理1~2h。
聚對苯二甲酸二丁酯（Polybutylene terephathalate），系以對苯二甲酸二甲酯（DMT）與1,4-丁二醇（1,4-Butanediol）聚合而成的一種結(jié)晶性熱可塑性工程塑料。由于PBT樹脂的—CH2—鏈增長，使得分子鏈易于撓曲，所以玻璃轉(zhuǎn)移溫度比PET低，而結(jié)晶速度增快，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
PBT在1970年代初期由美國Celanese公司研究成功，并以Celanex商品名上市，隨后世界知名廠商德國BASF、Bayer、美國GE、Ticona，日本Toray、三菱化學(xué)，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(chǎn)行列，全球生產(chǎn)廠商共計三十余家。PBT又可稱為熱塑性聚酯塑料，為適用于不同加工業(yè)者使用，一般多少會加入添加劑，或與其它塑料摻混，隨著添加物比例不同，可制造不同規(guī)格的產(chǎn)品。由于PBT具有耐熱性、耐候性、耐藥品性、電氣特性佳、吸水性小、光澤良好，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車零件、機械、家用品等，而PBT產(chǎn)品又與PPE、PC、POM、PA等共稱為五大泛用工程塑料。
PBT下游應(yīng)用的關(guān)系產(chǎn)業(yè)有包括汽車、電子/電器、機械業(yè)：
(1)連接器
連接器是信號間的橋梁，是傳遞電子訊號及電源連接所不可或缺組件，PBT均衡的物性與價格正符合連接器的需要。PBT通常添加30%玻璃纖維摻混作為連接器，PBT因機械性質(zhì)、耐溶劑性、成形加工性佳且價格低而廣泛被采用。PBT因焊钖耐熱性差的問題，使其無法使用在SMT型連接器上。
(2)散熱風(fēng)扇
PBT的第二大用途是使用在散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇是置于機器內(nèi)長時間旋轉(zhuǎn)以幫助散熱，對塑料物性要求有耐熱、難燃、絕緣性及機械強度，PBT通常以加纖30%的形式應(yīng)用作為散熱風(fēng)扇之外框及扇葉
(3)繞線軸（bobbin）
PBT的第三用途是作為變壓器、繼電器內(nèi)的繞線軸，一般以PBT加纖30%射出成形。繞線軸要求的物性包括絕緣性、耐熱性、耐焊钖性、流動性、強度等，適用材料有酚醛樹脂、PBT、PA6、PET。酚醛樹脂的性質(zhì)都不錯，但其成型性不及PBT，因此尺寸小，形狀復(fù)雜的產(chǎn)品都采用PBT樹脂，雖PBT焊钖耐熱性差，但其環(huán)保意識較高的歐美日等國，有增加采用可回收PBT之趨勢。
(4)汽車產(chǎn)業(yè)
在汽車產(chǎn)業(yè)所消費PBT量約2,200公噸，其中一半的PBT是與PC形成PBT/PC合金，可作為汽車保險桿。此外PBT亦可用于車窗馬達外殼，機車馬達零件，汽車傳動器齒輪盒等。
其它
PBT其它用途，如加15%玻璃纖維應(yīng)用作為省電燈泡底座的內(nèi)座及外殼，以PBT/PC合膠作為溜冰鞋鞋底，其它如繼電器外殼、插座、開關(guān)、調(diào)諧器外殼。
