DURANEX® PBT长期特性改善材料

来源：宝理塑料发布时间：2020-10-09 607

化工塑料橡胶塑料加工设备模具及零件材料处理、计量与检测原料及混合物添加剂及母粒其他增强塑料工业金属加工汽车制造整车及零部件自动驾驶&车联网金属成型机床机加工总装与装配工程材料与轻量化塑料加工设备橡胶加工设备及零件工厂管理其他

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂具有出色的机械特性、耐热性和成型性等，通过玻璃纤维增强，可以飞跃性地提高强度和刚性。

1. 前言

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂具有出色的机械特性、耐热性和成型性等，通过玻璃纤维增强，可以飞跃性地提高强度和刚性。另外，通过添加阻燃剂还可以轻易实现阻燃化，因此被广泛应用于从汽车领域到电气、电子领域的各种工业产品。但是PBT树脂在耐水解性方面存在担忧，而且由于嵌件成型品使用环境条件严酷，对于耐热冲击性有所要求，因此在有些情况下PBT难以被采用。本次我们将介绍一种DURANEX^® PBT的特殊品级，可大幅改善这些问题，期待在更广泛范围内得到使用。

2. PBT的长期特性改善要点

2.1 耐水解性

PBT树脂与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）树脂等同为聚酯树脂之一，在分子结构内具有由二羧酸成分和二醇成分形成的连续酯键。这种酯键在高温环境下，尤其容易受水分影响出现分子链断裂（水解），从而导致树脂的劣化。因此，PBT的耐水解性被定位为确保产品长期可靠性的重要特性之一。

图1 : PBT的水解反应

2.2 耐热冲击性（耐冷热冲击性）

在使用PBT的产品中，出于简化工序、削减零部件数量和缩小产品尺寸等目的，不少产品采用将树脂与金属零部件复合的嵌件成型技术。嵌件成型虽然是非常有用的工艺，但在产品使用环境温度变动幅度较大时，始终需要考虑因金属和树脂的线膨胀系数存在差异，而导致树脂部分出现疲劳破坏的可能性。物质具有在高温时会膨胀，在低温时会收缩的特性，而其幅度（线膨胀系数）因物质而异。树脂的线膨胀系数比金属大（对于温度变化，膨胀和收缩的幅度大），在树脂包裹金属的形状下，金属会抑制因环境温度降低而引起的树脂收缩，因此树脂内部会产生应变。在这种状况下如果温度反复升降，产生的应变会使损伤不断积累，最终导致疲劳破坏。

图2 : 热冲击破坏的原理

	3. DURANEX^® PBT长期特性改善材料
	本公司针对这些需要长期特性的产品，推出了DURANEX 201HR、DURANEX LT系列产品。

图3 : DURANEX^® PBT长期特性改善材料

3.1 DURANEX^® 201HR -- 耐水解性PBT（非强化）

DURANEX 201HR这种材料，不仅保持了传统PBT树脂所具有的良好机械特性与成型性，还大幅改善了树脂分子结构的水解性问题。DURANEX 201HR材料在高湿环境下亦可使用，可以延长客户产品的使用寿命，尤其适合用于使用环境严酷的汽车连接器。

图4 : DURANEX^® PBT 201HR的特点和耐水解性

表1 : DURANEX^® PBT 201HR的物性

项目	单位	试验方法	201HR	201AC
项目	单位	试验方法	非强化耐水解	非强化标准材料
密度	g/cm³	ISO1183	1.31	1.31
拉伸强度拉伸断裂应变	MPa %	ISO527-1,2	60 57*	60 45*
弯曲强度弯曲弹性模量	MPa MPa	ISO178	88 2,420	86 2,410
简支梁冲击强度（带缺口）	kJ/m²	ISO179/1eA	3.7	3.3
负荷变形温度（1.8MPa）	℃	ISO75-1,2	68	70

*标称拉伸断裂应变
上述数值为材料的代表性测量值，并非该材料规格的最低值。

3.2 DURANEX^® LT系列 -- 耐热冲击性、耐水解性PBT（GF强化）

DURANEX LT系列在提高树脂所具有的韧性的同时，也缓和了因环境温度变化而产生的应变，从而大幅改善了耐热冲击性。其性能甚至凌驾于树脂中因具有顶级耐热冲击性而闻名的聚苯硫醚（PPS）树脂。

图5 : DURANEX^® PBT LT系列的耐热冲击性

DURANEX LT系列还具有非常出色的耐水解性。由于其出色的性能，可以提高客户产品的性能和使用寿命，还能够广泛应用于以往PBT树脂无法适用的各种零部件。本材料非常适合用于使用环境严酷的电源模块、DC/DC转换器、马达绝缘体、EPS等零部件。

图6 : DURANEX^® PBT LT系列的耐水解性

表2 : DURANEX^® PBT LT系列的物性

项目	单位	试验方法	LT530HR	LT530FR	3300
项目	单位	试验方法	30%GF强化耐热冲击耐水解	30%GF强化耐热冲击耐水解阻燃	30%GF强化标准材料
密度	g/cm³	ISO1183	1.52	1.63	1.53
拉伸强度拉伸断裂应变	MPa %	ISO527-1,2	135 3.0	100 2.6	140 2.2
弯曲强度弯曲弹性模量	MPa MPa	ISO178	210 8,100	155 8,500	220 9,030
简支梁冲击强度（带缺口）	kJ/m²	ISO179/1eA	12	10	10.5
耐热冲击性 -40℃⇔140℃	周期	本公司方法	>1,000	>1,000	40
燃烧性	-	UL94	HB相当	V-0	HB

上述数值为材料的代表性测量值，并非该材料规格的最低值。

4. 结语

本文主要阐述了在PBT长期可靠性方面被视为问题的水解和热冲击的机理，并介绍了本公司的DURANEX 201HR、LT系列品级作为有效的对策。这些特殊品级保留了PBT的优良特性，并大幅改善了耐水解性和耐热冲击性等长期特性。希望本次的提案能够为客户设计产品和零部件提供帮助。

推荐新闻