-聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylene terephthalate(简称PBT),属于聚酯系列,是由1.4-pbt丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成,并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与PET一起统称为热塑性聚酯,或饱和聚酯。
PBT主链是由每个重复单元为刚性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线性分子组成,分子的高度几何规整性和刚性部分使聚合物具有高的机械强度,突出的耐化学试剂性,耐热性和优良的电性能;分子中没有侧链,结构对称,满足紧密堆砌的要求,从而使这种聚合物有高度的结晶形和高熔点,分子的结构决定了PBT具有良好的综合性能。PBT是同用工程塑料中工业化最晚而发展最快的一个品种,它之所以成为工程塑料的后起之秀,首先在于它具有优良的综合性能,以及良好的成型加工性和性能/价格相比,故此PBT塑料虽然到70年代才工业化生产,但很快热销市场,现为五大工程塑料发展最快的一种。
PBT塑料综合性能:
主要应用
电子电器
连接器、断电器、弛返变压器、家电把手、电磁开关、插头、插座、保险丝盒、线圈蕊、马达端盖、日光灯座、整流器、电源插头、电气元件、光纤套管、开头与控制器。
汽车工业
车门把手、保险杆、挡泥板、点火装置开关、车尾灯插座、保险丝盒、方向灯开关、线圈蕊、轮圈盖、分电盘盖、安全带零件、齿轮类、化油器、汽车发动机罩下零件。
工业零件
OA风扇、键盘、钓具、卷线圈零件、灯罩、线轴、照相机零件。水表外壳、抽水机外壳、压力容器、流量控制机器。
PBT为热塑性塑料,为适用于不同加工业者使用,一般多少会加入添加剂,或与其它塑料掺混,随着添加物比例不同,可制造不同规格的产品。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好,广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等,而PBT产品又与PPS、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。
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℃之间。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。
应用范围
家用器具(食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等),电器元件(开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等),汽车工业(散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等)。
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(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。
注塑问题
聚对苯二甲酸丁二醇酯( PBT)是通用的工程塑料。
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。
2,PBT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。
6注意事项
1,再生料的使用再生料与新料的比例一般在25%~75%。
2,脱模剂的使用一般情况下不使用脱模剂,必要时可采用有机硅脱模剂。
3,停机处理聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是通用的工程塑料。PBT的聚合工艺成熟、成本较低,成型加工容易。未改性PBT性能不佳,实际应用要对PBT进行改性,其中,玻璃纤维增强改性牌号占PBT的70%以上。