PBT历史

　　PBT最早是德国科学家P.Schlack于1942年研制而成，之后美国Celanese公司（现为Ticona）进行工业开发，并以Celanex商品名上市，于1970年以30%玻璃纤增强塑料投放市场，商品名为X-917，后改为CELANEX。1971年Eastman公司推出了有玻璃纤增强琏和不增强的产品，商品名Tenite(PTMT)；同年GE公司也开发出同类产品，有不增强、增强和自熄性的三个品种。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理化特性

　　PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。缺点是缺口冲击强度低 ，成型收缩率大 。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高。可以在140℃下长期工作，玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品发生翘曲。

 

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PPS、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。 　　PBT 结晶速度快，最适宜加工方法为注塑，其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型，成型前需预干燥，水分含量要降至0.02%。

 

 

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。

 

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。

 

PBT英文名称为Polybutylece Terephthalate，中文名称为聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚丁烯对苯二甲酸酯，属于聚酯系列，是由1.4-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。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，固化速度快。PBT是一种结晶性、高分子量的聚合物，具有优良的物性和加工性的平衡。因为材料的结晶化快速，使成型的循环时间短且成型温度可低于很多的工程塑料。密度在1.31～1.55之間，熔点在224～230℃，长期使用温度可达120℃以上。它具有许多优良的特性，被广泛应用于电子、电气、资讯、通讯及汽车工业。

 

1.PBT的发展过程：

 

PBT最早是德国科学家P.Schlack于1942年研制而成，之后美国Celanese公司（现为Ticona）进行工业开发，并以Celanex商品名上市，于1970年以30%玻璃纤增强塑料投放市场，商品名为X-917，后改为CELANEX。1971年Eastman公司推出了有玻璃纤增强琏和不增强的产品，商品名Tenite(PTMT)；同年GE公司也开发出同类产品，有不增强、增强和自熄性的三个品种。随后世界知名厂商等公司先后投入生产行列。全球生产厂商共计三十余家。

 

PBT是通用工程塑料中工业化最晚而发展速度最快的一个品种。主要原因在于它具有优良的综合性能，以及良好的成型性和优异的性能。PBT的生产技术与PET基本相同，生产工艺成熟，投产便利，投资费用也较低。

2.PBT的制备方法：

PBT生产技术方式可分为酯交换法和直接酯化法。酯交换法生产制程以对苯二甲酸二甲酯和1，4-丁二醇为原料，先进行酯交换反应，生成对苯二甲酸二丁酯，并脱除甲醇，然后再进行缩聚反应生产PBT，其中又有间歇式制程和连续式制程之分。间歇式制程设备简单，易于调控，适用小规模生产，但各批次产品品质可能有差异，产品品质稳定性差；连续式制程采用管式或螺杆式反应器，效率较高，品质稳定，适于较大规模生产。

 

直接酯化法生产制程以精对苯二甲酸和1，4-丁二醇为原料。该制程流程短，设备投资较低，能耗也较低，但需妥善解决1，4-丁二醇脱水问题。由于反应条件比较苛刻，反应介质酸性强，部分1，4-丁二醇脱水环化生成四氢呋喃，对产品品质会产生不利影响，因此直接酯化制程对反应体系的控制要求比酯交换法要高得多。

 

PBT的原料及制造方法：

 

3.PBT的特性：

PBT具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。缺点是缺口冲击强度低，成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高。可以在140℃下长期工作，玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品发生翘曲。

 

结晶快速，易成型。 熔点高达225℃，耐热性佳。

吸水率低，尺寸安定性好。 玻璃纤维增强后，机械强度的。

摩擦系数低，耐磨耗。 耐化学品、溶剂、耐候性佳。

弯曲蠕变性质好。 可制成阻燃级，符合UL94V-0的要求。

介电强度高，电气性质佳。 可以超声波焊接，组立加工容易。

PBT的耐化学性能：PBT在室温下有宽广范围的化学品的优异耐性，这些化学品包括脂肪族碳氢化合物，汽油，四氯化碳，四氯乙烯，油，脂肪，酒精，乙二醇，酯类，乙醚，稀释酸和稀释碱。PBT在高温下耐有机溶剂性极好，不易受侵蚀，可适用于需要浸漆处理的电气、电动机等部件或接触有机溶剂、汽油、油类的零件或制件。它的内应力小，耐应力开裂性优良。

 

PBT的耐候性能：PBT有良好的耐老化性，在120℃下经40000小时（约4年7个月）老化后，弯曲强度还可保持初始值的50%。

 

PBT户外曝露1年的外观变化：户外长期老化及高温老化试验结果表明，PBT的耐光老化性能优于PA和POM。

 

材料 PBT（非增强） PBT（增强） PA66（耐热级） PA66（增强级 Co-POM

老化后外观 仅光泽降低 仅光泽降低 光泽降低，出现微小裂 光泽降低，表面发粘 严重开裂

 

☆PBT的阻燃性能：PBT有着非常好的阻燃性。本身易阻燃，只需加入百分之几的阻燃剂就可达到UL94的V-0级，本身与阻燃剂亲和性好。在0.4mm的厚度下也能达到V-0级，还可使阻燃剂在高温下不析出。广泛应用于电气行业中。

 

☆PBT的耐磨性能：PBT本身磨擦因子小，仅大于氟类塑料且与共聚甲醛差不多，其磨耗量比PC、POM还小。

 

☆PBT的吸水性：PBT树脂在空气中的饱和吸水率均小于0.10%，同玻璃纤维增强尼龙0.65%（未饱和）相比非常小。在室温的水中放置100小时，吸水率是0.22%，150小时是0.28%，比玻璃纤维增强尼龙的吸水率4.8%（未饱和）小得多。因此，因吸湿的尺寸变化可忽略不计。

 

☆PBT的易成型性：由于流动性好，结晶速度快，加工制件所需的生产周期只需几秒到几十秒。

 

☆PBT的尺寸稳定性：在使用过程中的尺寸变化非常小，成型稳定性和尺寸精度方面非常优良。

 

☆PBT的缺陷：①会受到沸水影响，当长时间浸泡高温热水中，其大分子会发生水解，导致相对分子质量下降，使聚合度和强度均下降，所以使用时必须注意。若在低于60℃的热水中，可长期连续使用。②部份溶剂对PBT有侵蚀，会被芳烃、醋酸、醋酸乙酯溶胀；强酸、强碱和苯酚可以使PBT破裂。

 

 

 

4.PBT的加工：

PBT结晶速度快，最适宜加工方法为注塑，其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型。

 

⑴干燥：为了完全发挥PBT的特性，控制成型前材料的含水量是相当重要的！一般来说，为了达到理想的成型制品特性，水分含量应该要在0.02%以下；但通常PBT由于存放时间的原因，含水率大概在0.15%左右，因此加工前必须干燥。

 

建议干燥条件为：140℃，3小时。

 

⑵建议注塑温度：

 

后段：230～240℃，中段：240～250℃，前段：245～270℃，喷嘴：250～270℃，模温：30～80℃

 

⑶注塑压力：

 

射出压力：500～1000kg/cm2，二次压：300～800kg/cm2，背压：0～3kg/cm2

 

⑷螺杆转速：60～120rpm

 

⑸射出速度：中速～快速

 

注：在正常操作温度下（约260℃），材料在料筒中可停留的时间大约为8分钟，如果滞留太长时间，就需要将料筒中的材料清除，重新进新料成型，以确保制品品质。

 

PBT的二次加工：

 

PBT可以进行涂装、粘结、超声波熔接、攻丝及其它机械加工等多种二次加工。

PBT制品的外观光滑，耐热性好，适宜进行高温烘烤涂装，采用的涂料有丙烯酸脂、聚氨酯、醇酸树脂、三聚氰胺系列。在120～170℃范围内烘烤，可形成密着而有光泽的涂膜。

PBT的粘结，可采用环氧树脂，丁晴橡胶、聚氨脂系列的粘合剂（以环氧树脂为理想）。如采用超声波熔接，其粘结效果比使用黏合剂更为优异。

 

5.PBT的应用：

PBT（增强、改性PBT）主要用于汽车、电子电器、工业机械和聚合物合金、共混工业。如作为汽车中的分配器、车体部件、点火器线圈骨架、绝缘盖、排气系统零部件、摩托车点火器、电子电器工业中如电视机的偏转线圈，显象管和电位器支架，伴音输出变压器骨架，适配器骨架，开关接插件、电风扇、电冰箱、洗衣机电机端盖、轴套。

 

另外还有运输机械零件，缝纫机和纺织机械零件、钟表外壳、镜筒、电熨斗罩、水银灯罩、烘烤炉部件、电动工具零件、屏蔽套等。

 

我国PBT应用主要在以下三个方面：

 

电子电器方面：如接插件、变压器、熔断器外壳、开关、继电器、节能灯、线圈骨架、电机外壳等。

汽车方面﹕如汽车内部仪表零件、接插件、继电器、电子点火系列、把手、灯座、灯罩、反射镜外壳等。

其它方面﹕如风扇叶片、小家电外壳、计算机键盘、纺丝、色母料、光纤护套。

 

PBT树脂即聚对苯二甲酸丁二醇酯，作为五大通用工程塑料之一，主要用于PBT改性、PBT抽丝、拉膜、光纤护套等领域，在增强改性后可广泛应用于汽车制造、电子电气、仪表仪器、照明用具、家电、纺织、机械和通讯等领域。近年来由于国内相关产业的发展，PBT树脂需求逐年增加。日本和台湾PBT生产企业自2002年以来大幅增加产能，近三年对我出口量增幅较大，现已占中国大陆总进口的90%左右，对国内PBT生产企业造成了冲击。受国际金融危机、人民币升值等影响，2009年1-6月，中国聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）进口数量为50368吨，较2008年同期减少35.7%；进口金额11781万美元，较2008年同期减少40.4%。

 

随着中国国民经济的迅速发展，特别是下游电子产业和汽车产业的快速发展，推动了PBT市场需求的迅猛增长。在国家针对进口产品进行反倾销的情况下，随着与金融危机造成的萧条局面完全不同的车市火爆异常，政府鼓励汽车消费的各项利好政策以及汽车下乡等活动更是起到了推波助澜的效果。随着近年汽车行业对塑料的迅猛需求，我国塑料产业和汽车产业已形成“一荣俱荣、一损俱损”之势。塑料业内人士将目标转向了PBT塑料改性，使用更轻、更强、更好的汽车配件来缓解油价过高，汽车产业不景气的局面。

　　改性PBT塑料是指在聚合物(树脂)中加入小分子无机物或有机物，通过物理或化学作用，从而赋予其某种性能(机械加工性能)或使其某种性能获得改善。如增韧、增强、增塑、阻燃等，而通过改性技术使得塑料变得具有鲜特征，而这其中要属在汽车和家电领域，改性PBT塑料的应用以及发展潜力最为巨大了。

　　改性PBT塑料是最重要的汽车轻质材料，它不仅可减轻零部件约40%的质量，而且还可以使采购成本降低40%左右，因此近年来在汽车中的用量迅速上升。目前汽车内饰件已基本实现塑料化，“以塑代钢”的汽车发展正在带动着改性PBT塑料在汽车应用中向着更广阔的领域不断开拓创新。

 

在汽车制造领域，PBT广泛地用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。PBT与增强PA、PC、POM在汽车制造业中的竞争十分激烈，PA易吸水，PC的耐热性耐药性不及PBT；在汽车用途接管方面，由于PBT的抗吸水性优于PA，将会逐渐取代PA。在相对湿度较高、十分潮湿的情况下，由于潮湿易引起塑性降低，电器节点处容易引起腐蚀，常可使用改性PBT。在80℃、90%相对湿度下，PBT仍能正常使用，并且效果很好。

　　其中PBT/PC合金，在高级轿车中应用最为广泛；沙伯创新塑料更是将Xenoy聚酯合金用于汽车。它的耐热性好，耐应力开裂，具有优良的耐磨，耐化学腐蚀性，低温冲击强度高，易加工和涂饰性好，主要应用于高档轿车保险杠，车底板，面板和摩托车护板等。

 

PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯Polybutylene Terephthalates

典型应用范围:

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）。

注塑模工艺条件:

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。干燥温度一般为120℃---140℃,干燥时间为3---5小时.熔点为225℃---235℃,分解温度在280℃左右,成型温度一般在240℃---260℃之间选择,模具温度：对于未增强型的材料为40~60C。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（最大到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。PBT树脂一般为白色颗粒模温100℃以上热敏性强,易过火,易脱粉,模具型腔须经常清洗.

 

 

化学和物理特性:

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%C）和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度大约为170C。玻璃化转换温度（glass trasitio temperature）在22C到43C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。