超高流動性 SF系列

１. 序言

聚對二甲酸丁二酯樹脂（PBT）是一類力學(xué)性能、電性能、長期穩(wěn)定性和成型加工性等各方面非常均衡的優(yōu)良材料。通過與各種添加劑混合，PBT 樹脂可以作為非增強類材料、增強類材料和阻燃類材料等加以應(yīng)用。「DURANEX®」是PBT 樹脂的代表性材料，可以應(yīng)對不同行業(yè)、不同零件種類的客戶需求。其產(chǎn)品具備各種不同特點的品種，在汽車行業(yè)（需要高強力學(xué)性能和優(yōu)良長期穩(wěn)定性）和電器電子行業(yè)（對阻燃性、電性能以及環(huán)保性能要求十分嚴(yán)格）等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。 伴隨汽車、電器、電子、辦公設(shè)備以及各種制品的高功能化趨勢，近的發(fā)展潮流是使構(gòu)成這些商品的每一個零部件小型化，這就進(jìn)一步要求在這些零部件的生產(chǎn)過程中，使用具有高強度、高剛性和高流動性的樹脂材料。本公司針對注塑成型時的流動性，專注于高流動性技術(shù)開發(fā)，通過我們特有的混料技術(shù)，開發(fā)出了DURANEX「SF 系列」，其流動性是傳統(tǒng)PBT 樹脂的約2倍。

2. DURANEX「SF 系列」

DURANEX「SF系列」解決了傳統(tǒng)PBT 在超薄壁部的流動沖模問題，使得PBT 樹脂的適用范圍得到了擴大。此外，通過在產(chǎn)品設(shè)計階段的薄壁化及輕量化研究、成型加工時的合理化操作（可成型條件大幅放寬、一模多個、成型周期縮短）等優(yōu)化，使更加合理和節(jié)能的生產(chǎn)方式成為可能。 本公司開發(fā)了「SF系列」標(biāo)準(zhǔn)GF 增強系列（SF3105、SF3300）、低翹曲系列（SF733LD、SF740LD）、高填充系列（SF755），產(chǎn)品正逐步投放市場。

圖1　DURANEX「SF系列」產(chǎn)品鏈

３. DURANEX「SF 系列」的薄壁流動性

圖2是SF系列（SF3105、SF3300） 與其它樹脂的薄壁流動性比較。SF3105、SF3300的薄壁流動性處于傳統(tǒng)PBT和LCP（GF30% 標(biāo)準(zhǔn)）的中間位置，可以看出，其流動長度是傳統(tǒng)PBT 的約2倍。 圖3使用LCP和SF系列成型時， CPU基座模具部件的狀態(tài)。一般認(rèn)為，如果采用通常的PBT，厚度在0.2mm以下的薄壁制品就很難穩(wěn)定的成型，從圖中可以看出，當(dāng)使用SF3300 時，盡管CPU 基座是一個0.18mm 的超薄產(chǎn)品，還是實現(xiàn)了完全填充，達(dá)到了傳統(tǒng)的PBT所無法達(dá)到的超高流動性。盡管LCP（液晶高分子）在所有塑料中具有高的流動性，「SF系列」顯示出了與之媲美的超高流動性。

＜成型條件＞料筒溫度：260℃（LCP ：350℃）模具溫度：60℃ 圖2　DURANEX「SF系列」的流動性

圖3　流動性的改善＜通過比較CPU基座模具而得＞

４. 采用DURANEX「SF 系列」優(yōu)化制品成型過程

「SF系列」的超高流動性優(yōu)點的好處不只是在使成型薄壁制品時可以完整充模，即使在標(biāo)準(zhǔn)厚度的部件（比如：1 ～ 3mm）成型方面也具有優(yōu)勢。理由之一就是，為了開展在制品設(shè)計階段的薄壁化及輕量化的優(yōu)化設(shè)計，使用這類材料能獲得更大的設(shè)計自由度，這就使該材料具備獨特的優(yōu)勢。該材料另一個優(yōu)勢是在成型加工方面為過程合理化留下了更大的空間。具體地講，材料具備的高流動性可擴大成型條件的選擇范圍，制品薄壁化可具有固化時間（成型周期）縮短、澆口尺寸減小、澆口點數(shù)減少、一模制備多個制品等優(yōu)點。圖5是一個使用DURANEX「SF系列」進(jìn)行成型合理化的案例。一般來講，制品的壁厚越薄，成型加工時的冷卻固化時間就越短，成型時的樹脂溫度要求溫度越低，冷卻固化速度就越快。通過使用「SF系列」的材料，薄壁化及成型條件的調(diào)整（樹脂溫度，模具溫度的下調(diào)）及模具的改造（提高出模件數(shù)）都變得更容易。以現(xiàn)有的GF30% PBT作為對比，可以采用以下的成型條件。 ①采用已有GF30% 的PBT 成型，在壁厚2.0mm、樹脂溫度260℃的情況下，冷卻固化時間約為10sec。如果將材料換為SF3300，獲得同樣流動長度的薄壁件厚度可以減小（輕量化）約20%。 ② 壁厚從2.0mm 減至1.6mm，壁厚減小20%，其冷卻固化時間可從10sec縮短至6.5sec，固化時間縮短約35%。這與縮短成型周期直接相關(guān)。 ③ 此外，當(dāng)需要變更產(chǎn)品設(shè)計或改造模具時，由于「SF系列」具有良好的流動性，采用「SF系列」可以降低成型時的樹脂溫度。比如，樹脂溫度從260℃降至240℃時，其冷卻固化時間可從10sec縮短至9.5sec，縮短約5%，有利于縮短制品成型周期。 注）以上分析結(jié)果均基于實驗或計算推測，結(jié)果并非所有條件都可原封不動照搬。它僅代表一種優(yōu)化方法手段，有關(guān)實際應(yīng)用請貴公司自主判斷。

圖4　DURANEX®「SF 系列」的優(yōu)點

以上是基于實驗結(jié)果的計算值。 圖5　基于DURANEX®「SF系列」的成型過程優(yōu)化

５. DURANEX「SF 系列」的一般物性

表１代表SF3300的一般特性，SF3300 具有與GF30%標(biāo)準(zhǔn)PBT同等的力學(xué)性能。

表1　DURANEX®「SF系列」的一般特性

測試科目項目	試驗標(biāo)準(zhǔn) ISO	?位	標(biāo)準(zhǔn)	「SF系列」
			3300	SF3300
			GF30%	GF30%
密度	1183	g/cm3	1.53	1.53
拉伸強度	527-1.2	MPa	140	135
拉伸破壞應(yīng)?	527-1.2	％	2.2	1.9
彎曲強度	178	MPa	220	218
彎曲模量	178	MPa	9,030	9,340
簡支梁抗沖擊強度 （帶缺口）	179-1	KJ/m2	11	11
熱變形溫度 （1.82MPa）	75-1.2	℃	213	213
耐燃燒性	(UL94)	-	HB	HB相當(dāng)

以上記錄的數(shù)值是在規(guī)定的試驗條件下測得的代表性數(shù)值，并非保證值。

６. DURANEX「SF 系列」的適用領(lǐng)域

具有如此優(yōu)良流動性的DURANEX「SF系列」可望在許多制品的成型過程中有廣泛應(yīng)用，比如：可應(yīng)用于以前因流動性不足而不得不采用LCP等超高流動性樹脂進(jìn)行成型的薄壁成型品中，應(yīng)用于因具有薄壁結(jié)構(gòu)而終采用了板金加工的產(chǎn)品中，或者用于取代作為封裝材料的熱固性樹脂（減輕對導(dǎo)線的損傷）等。 在具體產(chǎn)品應(yīng)用中，可以考慮應(yīng)用于制備壁厚在0.2mm以下的電器電子零部件（代替金屬或其它樹脂），也可在產(chǎn)品設(shè)計中發(fā)揮PBT樹脂優(yōu)異的電絕緣性和耐電徑跡性等優(yōu)良電性能。 另一方面，不管是哪個領(lǐng)域，都可發(fā)揮其高流動性的特點，優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)厚度成型品的成型工藝。

圖6　DURANEX®「SF 系列」可使用的零部件舉例

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