熱塑料性聚脂(TPT)亟待了解,人們可能知道PET、PBT和PETG,但對PCT、 PCTG、PCTA和PTT知之多少?它們都是些什么材料?比性如何?您可從這篇文章中找到答案。
讓工程樹脂的模塑或擠塑廠商列出熱塑聚脂有哪些,多數答案可能就是PET、PBT 或者PETG,少數人知道苯二酸聚酯族內至少有三種材料在發揮商業用途,另外一種即將面市。
PCT聚脂在短時抗熱性方面介于PBT和LCP之間,越來越多地應用于電子產品中。熱塑性聚酯沒有受到重視部分原因一是:由于它包括了7種均聚物和共聚多酯,全部以酯和對苯二酸(TPA)作為機構物,不同品種共同具有良好的化學抗性和電子性能、尺寸穩定性和剛韌平衡性(剛化時)也很好。一般具有透明度,但不同程度地表現出低熱性、表面缺陷,可能因為吸潮而導致干燥問題。
第二方面被的忽視原因是:因為多年來一些供應商的市場政策所致,他們有意回避對聚酯和供聚多酯種類的明確界定。還有,不同的終端市場,由不同供應商提供的同樣樹脂可能采用完全不同的商品名稱。
第三個原因是:基于近來聚合體供應體系的變化。實際上過去一年每家供應商都放棄或者增加了某一產品系列,或者調整聚合體生產結構。雖然這些行動旨在為將來的聚酯供應創造更加牢固長效的基礎,但即時效果表現為賣家和賣品的高度模糊。
當然還有來自聚酯本身的特性,即它們接受玻璃和材料硬化、顏料以及其它聚合體的效能,因為90%的聚合體都是由同填料、固化劑和其它添加劑混合而成的。基料樹脂的不同特性使聚和體之間存在差別。但合成能使之在阻燃、食品安全(如符合FDA的PBT)及合金增生方面(聚酯與另一種聚酯,或是與聚碳酸酯,ABS,ASA的結合)有新的發展。
三大因素使得當今市場成為熱塑性聚酯劈開重霧見云天的最佳時機。首先是供應上的幾大轉變;其次是樹脂供應商為了讓聚酯應用替代其它樹脂產品所作的市場努力;最后也是最重要的是多項新開發技術的推出,供應商紛紛采用新型樹脂和合金來應對嚴峻的競爭,包括抗水解的PBT級,它能改進電子產品(如接插元件)的性能。此外新技術還可以提高PBT外飾性,工程級PET、PTT和新型聚合體也已推出。
在個人護理及化妝品包裝行業,共聚多酯正取 代厚壁玻璃瓶。
更多用于電子
根據加州SRI咨詢公司提供的一份研究報告,北美市場對聚合體樹脂和合成物的需求量為6億磅,報告作者細分聚合體市場60%為PBT(包括合金)、16% 為PET、22%為共聚多酯 (其中PETG占80%)。未來幾年,預計美國國內年需求量增長率5%至 6%。很多聚合體材料,尤其是模塑PBT開始轉向亞太地區,這一地區用量比例日益增大。
超過50%的PBT需求量來自于模塑電子接插元件、汽車電線束及比重不大的印刷線路板和灌裝或加強型PET瓶。這一正在轉變的市場對耐高溫提出了要求,此外還有小型化、汽車蓋下密集元件增多及無鉛焊接方式等要求。
聚合體供應商的反應是推動接插元件材料升級,這樣不會被淘汰浪費和被其它樹脂取代,另外重要的是開發新技術使聚酯進入全新應用領域。DuPont購買了Eastman公司加強熱塑性PCT、PET和PCTA合成材料的技術和銷售權,DuPont認為PCT 可以全面拓寬工程熱塑片材在電子產品方面的應用。
DuPont負責北美地區的高溫材料經理David Glasscock說PCT給杜邦公司帶來一種結晶透明的聚合體,其短期熱壓性能彌補PET液晶聚合體 (LCP)之間的空隙。事實證明,30%的玻璃強化PCT材料,HDT在262攝氏度的高溫下抗壓力264磅,相對PET (224 C HDT)和LCP (288 C)的性能區間,PCT是一種優勢。
PCT的抗熱性適合要求紅外線回流和表面裝配焊接的電子元件,兩道工序都涉及較高的操作溫度。北卡羅來納州Tyco電子公司已接受使用一種含33%玻璃的PCT (Thermx CGT33型)替代汽車電瓶接插元件使用的PBT,該元件早已改作紅外線焊接。
據說,相對其它同類材料,PCT合成物能提供卓越的電子性能及良好的抗弧形跟蹤??够⌒胃櫈闅潆娖嚭?2V兩款快速增生的汽車提供了新的電線束和開關應用機會。DuPont正在為此應用潛力開發新型PCT等級和合金。
針對汽車接插元件市場變化的另一反應是抗水解技術的推出。
PBT能使聚合物和添加劑改性從而增加高溫和潮濕狀況下的各種抗性。BASF聚酯產品經理Mitchell Lee說, PBT在汽車接插元件應用方面取得接連不斷的成功,因為較高的耐濕性意味著抗彎曲和抗高溫性的改進,它們使得接插元件不需要對現有元件重新設計和重新開模就能制造符合全球標準的產品。BASF正在開發降低成本的抗水解PBT。
Ticona最近增加了抗沖擊、玻璃/礦物加強型的合金級耐水解Celanex PBT,其中的Celanex 3425 HRT含40%玻璃材料不僅剛性好,而且具有優越的與環氧樹脂粘合的能力。
聚合體最近強調PBT級為高密接插元件提供無向性的收縮,這些產品的尺寸誤差很關鍵,同時在終端裝配中具有很高的抗裂性。
LNP Engineered Plastics公司過去在PBT方面份額很小,現在開始尋求在電子市場更大作為。LNP要把其專有技術用于生產PBT電子元件中,具備高流動、非鹵素FR及無向性收縮優點。
一種新型的聚酯材料——PTT, 可用來制成電子元件超出接插元件應用
杜邦提高了其加強型PET和PBT系列的美觀性,新產品Shine-e Rynite PET在光亮和著色方面大有改進。其中一個級別的產品獲汽車外飾的A級外觀,與金屬零部件一起在E-coat烘箱類涂裝。此外用在非涂漆的汽車零部件如車門把手上,光亮度和顏色也非同以往。
杜邦推出綜合性的加強型和非加強型的Crastin PBT級品,以解決龐大的汽車頭燈罩市場現有的難題。目前PBT/PET合金在真空下鍍金屬無法形成鏡面狀態的外表面,這樣就要求另外一層底涂漆,多余的涂層步驟使PBT/PET在成本競爭上與熱固性材料和金屬存在威脅。
新型Crastin CE2548是一種全PBT合成材料,配方專為頭燈罩直接噴涂獲得理想的鏡面效果而設計,這一專有強化技術據說不需額外涂層可達到完美的反光表面。杜邦PBT全球市場經理Richard Mayo說這種合成材料正被用在一些美國車上,如林肯轎車。同時,Crastin CE2055是一種新的非強化PBT,其流動特性可提供超出強化材料的光亮及反光效果,使燈罩的直接金屬噴涂獲得高光澤表面,這一產品據說可使部件輕量化,歐洲已經使用。
DuPont為食品級Thermx PCT找到了新的應用領域,即耐350 F高溫的工業和商業烘焙器具。
GE Advanced Materials公司近期推出一種新的PBT/PET混合材料,用于生產輕量頭燈罩,這種Valox EH7020HF是在目前為頭燈使用的含20%礦物強化型EH7020基礎上的改良產品,因為流動性更好而降低了厚度。
現在BASF把原來Honeywell加強型PET合成物與Ultradur PBT系列整合一起,他們聲稱盡管當前塑料價格動蕩不定,但用于Petra PET合成物的再生的瓶級樹脂“自然、價格穩定、成本實在”。Ticona為PET非織造物推出一種低溶點(297 F)的Celanex PBT混合體,用于生產汽車頭燈、外罩和行李箱內襯。與目前含酚醛混合物的棉纖維不同,這種全聚合體系統完全使用回收材料,既降低重量,又提高隔熱、隔音效果。
新型合成物提供毫無暇癖的反光外表, PBT在汽車頭燈罩的應用上前景光明新型 合成物提供毫無暇癖的反光外表, PBT在汽車頭燈罩的應用上前景光明
合金新產品
車用及其它接插元件使用的聚合體合金新產品不斷,BASF推出Ultradur S 4090型PBT/ PET/ASA三系alloys,含15-30%玻璃,用于汽車外飾件和車門電子封閉系統。ASA具有良好的天氣適性和尺寸穩定性,經過細致配料的聚合體性價比良好。
GE Advanced Materials注重新合金的開發,以Xenoy PC/PBT為主的合金塊產品包括Cytra PBT/ABS 和Xylex PC共聚合體。后者吸收多種共聚多酯以加強PC的耐侯性、抗化學、污跡和清潔度,而剛性和透明度不變?!斑@種客戶需要的產品特性正在贏得市場,”晶體產品總經理Tim O’Brien說。Xylex材料已用在礦泉館、游泳池、狗套、太陽鏡片和化妝品用品中。
GE的Xenoy PC/PBT在汽車保險杠上再顯身手,這一產品曾受到低成本材料如TPO和泡沫的挑戰。O’Brien說這使得保險杠橫截面呈薄化趨勢。Xenoy開始大量用于涂顏料、不噴漆的立式車身、皮船和和背包五金。
為什么推出PCTA?成本較低的PET在3 mm的壁上結晶太快從而產生霧狀,PCTA酸化改性延廠結晶時間,給厚瓶壁帶來出色的透明性,感覺如同玻璃。Eastman正在為擠吹模瓶和零部件推出新型聚合體,PETG一直局限于類似冰箱容器等小型簡單零部件的擠吹模塑,新的EBO62共聚合體剛性好、透明度高,超過現有PETG。這給聚酯材料進入更硬、更厚、更大的擠吹零部件生產打開了通路。
PETG開始用于實驗室細頸瓶和熱形成的醫療包裝。Eastman最近研制Provista系列,專用于管道外形、標記、醫療及包裝管。Provista MP001產品采用分叉劑和更寬的分子重量均衡來提高溶化強度、減少溶解殘留,速度快,但不利點是剛性減弱。
DN010也是Eastman的新品,它是一種可以注射模塑的PCTG,透明度高于92%(光傳播),剛性適合替代丙烯酸。較高的剛性減少破裂,能滿足開啟碰撞的設計。另一新的PCTG為MN005注射模塑材料,適合白色透明的醫療器材和包裝物,它是通常流動率的雙倍,基本上沒有損失抗沖擊力和伸長性。
包含回收PET的聚合體合成 物有利于降低電子元件成本.
聚合體新星
PTT發現于1941年,由殼牌化工(Shell Chemical)通過壓縮TPA和1,3牌號乙炔二醇制成,目前僅用為注塑和擠塑商業樹脂。一項催化劑的突破性應用使PDO成本降低10倍, PTT最終成為替代PET和PBT的廉價材料。
殼牌Corterra PTT主要市場應用為地毯面料和紡織纖維,特點是靜音、防污、色彩艷麗。PTT地毯已在韓國面市,殼牌的重點目標是要使之用于工程塑料中。較高分子重量的PTT正以合成物和合金形式打樣。
PTT是一種快速結晶、比重1.35g/cc的樹脂,可以模塑、擠塑和吹塑成型。與PET相比,加工更容易而較少吸潮,其機械性能介于PET和PBT。PTT加入30%玻璃后性能等同或略超過類似強化后的PBT。Shell LP銷售主管Joe LeGrand說,非纖維PTT幾乎完全可以同PC、PBT或PET一起用于合成物和合金中。
殼牌高級研究員Kailash Dangayach說PTT能造就平滑而光亮的表面,模塑產品如同鏡面光滑。這種聚酯比其它同類材料更抗彎曲,比PBT 更適于顏料,只需50%的顏料投入就能獲得相同的亮度。
PTT正被挖掘的潛在用途包括轎車、農用車、休閑車和越野車用的大型外飾件,家用電器及工業殼件,大型平房和裝飾板。PTT還可被擠塑成雙向拉伸膜,一家韓國薄膜制造商采用PTT/PET混合物替代PVC收縮膜,用作瓶具纏繞。
合成物制造商RTP與其位于德國慕尼黑的的電子商Epcos GmbH共同開發出非鹵化的V-0 PTT合成物,改進了電子產品性能,彎曲系數22,000磅,弗氏410度下承受264磅力?!斑@些產品是技術上的成功。” RTP產品經理Paul Killian宣稱。但他卻說銷售令人失望,主要因為是高成本和美國市場對非鹵化物阻燃性接受較慢導致PTT滯銷。RTP的PTT合成物4700系列包括鹵化FR、玻璃強化、潤滑和碳鋼(導電及防靜電)合成物。