PBT在注塑行业里的具体应用

HEATS

　　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。

　　1 PBT的工艺特性

: v: W' @7 M4 v" `' q

　　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%。

1 }# D7 K9 u, \- c4 `

　　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。

$ o2 Y( N& ^! `/ l # n; ^; M9 r+ n

　　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。

: w2 g+ E3 a$ m( Y+ A * O1 L$ i% d, U p! L# v% r

　　PBT成型制品各向异性。PBT在高温下遇水易降解。

, a/ `4 V8 g% o5 o0 D6 `5 `

　　2注塑机

) K9 ~: A3 @4 o4 H

　　选用螺杆式注塑机时。应考虑如下几点。

$ K' f* d4 H( C( o% W

　　①制品的用料量应控制在注塑机额定最大注射量的30%~80%。不宜用大注塑机生产小制品。

. G. V) l9 @, M' V$ B1 w6 a : H/ w; c, t$ Z" B/ m: ^

　　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。

( N9 t) l. ]7 T7 x 1 N4 |+ | F3 q' p9 k

　　③应选用自锁式喷嘴，并带有加热控温装置。

" u- Y4 C# q0 x5 [4 k

　　④在成型阻燃级PBT时，注塑机的有关部件应经防腐处理。

' \, A" p, U' Q : Z. K2 e# Y2 A* X; h) K

　　3制品与模具设计

; b) R/ S* _: |+ K5 m

　　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。

' S' |0 l3 P# n, b. f# ?/ b9 p

　　③模具需要设排气孔或排气槽。

$ C/ c8 V5 Y% l+ S( I* ] , l& }0 g5 K/ b* P( I' p8 I5 d

　　④浇口的口径要大。

　　⑤模具需设置控温装置。模具最高温度不能超过100℃。

　　⑥阻燃级PBT成型，模具表面要镀铬，以防腐。

　　4原料准备

' |1 Q6 m# c2 L7 b% A) a * V! g ?1 U. ^0 r0 m

　　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。

$ D- L+ u! y1 U- _. z 1 E) J: A! G! i# h1 @

　　5注塑工艺参数

& m$ K: P z' m% h5 M( w: r' R. B

　　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。

8 l6 F& e- ]* k* n3 ?

　　②注射压力注射压力一般为50~100MPa。

8 {: }8 \( J7 I( e

　　③注射速率PBT冷却速度快，因此要采用较快的注射速率。

' K6 U$ P! g; |

　　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%。

- }2 G) F2 g) F, j7 B& e" J$ } . }# O& ]$ d/ p5 ?* o [

　　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。

4 r6 e! w( m( I0 {# A4 K( V9 j( G9 |$ Q

　　6注意事项

F% d9 e9 g; ?2 j" E* g/ r2 d

　　①再生料的使用再生料与新料的比例一般在25%~75%。

+ \$ \; H; ^4 r( k; n

　　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。

- J: R$ J/ T# g( P9 Q; s5 G! Z! n% U

　　③停机处理PBT的停机时间在30min以内，可将温度降到200℃时停机。长期停机后再生产时，要将料筒内的料排空，再加入新料才能进行正常生产。

　　④制品的后处理一般情况下不需要进行处理，必要时在120℃时处理1~2h。

9 P- L0 y" \) R6 k0 a0 C

　　聚对苯二甲酸二丁酯(Polybutylene terephathalate)，系以对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1,4-丁二醇(1,4-Butanediol)聚合而成的一种结晶性热可塑性工程塑料。由于PBT树脂的—CH2—链增长，使得分子链易于挠曲，所以玻璃转移温度比PET低，而结晶速度增快，其化学结构式如下：

& ~$ r" M- V- V' w M$ g5 a7 O. g) I

　　PBT在1970年代初期由美国Celanese公司研究成功，并以Celanex商品名上市，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。PBT又可称为热塑性聚酯塑料，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PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。

　　PBT下游应用的关系产业有包括汽车、电子/电器、机械业：

% V# i' k$ c1 D* S3 B' R9 |' g

　　(1)连接器

& f) J& { Q: ]2 ~/ } 8 Y: {* E! `& i, e2 j

　　连接器是信号间的桥梁，是传递电子讯号及电源连接所不可或缺组件，PBT均衡的物性与价格正符合连接器的需要。PBT通常添加30%玻璃纤维掺混作为连接器，PBT因机械性质、耐溶剂性、成形加工性佳且价格低而广泛被采用。PBT因焊钖耐热性差的问题，使其无法使用在SMT型连接器上。

' r5 ^" C) i# ^( e, J

　　(2)散热风扇

1 k. O3 W7 O1 b6 Y5 P

　　PBT的第二大用途是使用在散热风扇，散热风扇是置于机器内长时间旋转以帮助散热，对塑料物性要求有耐热、难燃、绝缘性及机械强度，PBT通常以加纤30%的形式应用作为散热风扇之外框及扇叶。

6 f: V [% R& [4 H1 M/ N0 M, U* ^

　　(3)绕线轴(bobbin)

& K8 o! A7 c; C, K x; `6 [ 0 o0 i" f9 e7 v

　　PBT的第三用途是作为变压器、继电器内的绕线轴，一般以PBT加纤30%射出成形。绕线轴要求的物性包括绝缘性、耐热性、耐焊钖性、流动性、强度等，适用材料有酚醛树脂、PBT、PA6、PET。酚醛树脂的性质都不错，但其成型性不及PBT，因此尺寸小，形状复杂的产品都采用PBT树脂，虽PBT焊钖耐热性差，但其环保意识较高的欧美日等国，有增加采用可回收PBT之趋势。

, g1 l) C/ F, _1 f: m) j' m" H( k* e

　　(4)汽车产业

) l; J0 q5 V% ?% c1 p$ U" A

　　在汽车产业所消费PBT量约2,200公吨，其中一半的PBT是与PC形成PBT/PC合金，可作为汽车保险杆。此外PBT亦可用于车窗马达外壳，机车马达零件，汽车传动器齿轮盒等。

　　其它

　　PBT其它用途，如加15%玻璃纤维应用作为省电灯泡底座的内座及外壳，以PBT/PC合胶作为溜冰鞋鞋底，其它如继电器外壳、插座、开关、调谐器外壳。

% y2 d, @, M( C: G$ P8 F: ^" G