新型工程塑料满足汽车、电子等高端应用

【专家解说】：随塑料供应商的不断创新，性能更强、刚性更高、具阻燃及抗化学品性等特点的工程塑料成为众多电子电气工程、机械设备及汽车配件的首选原料。

高流动PA及PBT适应电子电气生产需求

塑料在制造电子及电器部件方面的应用拓展，最大的优势是可以提高工艺的经济性，并且可以生产更安全的部件和设备。开发高流动性产品以满足电子用品经济安全生产需求成为市场新品开发的一个重要方向。

塑料在制造电子及电器部件方面的应用拓展，最大的优势是可以提高工艺的经济性，并且可以生产更安全的部件和设备。开发高流动性产品以满足电子用品经济安全生产需求成为市场新品开发的一个重要方向。朗盛公司正为顺应这种趋势而研发新品。如今，市场要求聚胺6和66(PA6和PA66)以及聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)要满足其最大用户之一─电子电气行业的一整套全新的要求。朗盛公司半结晶产品业务部的塑料专家RalfJantz解释说：“我们很早就发现了这些发展趋势，并相应地对我们的产品范围进行了扩充和调整。其中的例子有：用於薄壁产品的易流动材料；在湿、热气候条件下具有极高稳定性，用於插头的PBT品级；替代压铸金属的刚性极高的热塑性塑料；符合最新标准的无卤阻燃材料。”朗盛最近就将特别容易流动、玻璃纤维含量为30%至60%的PA6品级以品牌名DurethanEasyFlow和DurethanXtremeFlow推向市场。根据材料的品级，与同类标准材料相比，在不损害机械性能的条件下流程最多可延长80%。采用新材料可使产品更薄、更轻、不易扭曲，从而使制造商更容易制造小型电子零件。充模压力及工艺温度可以较低，周期时间也大幅缩短。甚至还可以降低维护成本，因为模腔压力降低，从而使磨损减轻。使用DurethanDPBKV30XF制造的真空吸尘器中心腔就是充分利用这些优点的一种产品。与玻璃纤维含量同样为30%的标准PA6相比，这种PA6的流动性要好60%。PocanDP2004可用於固定咖啡机加热盘，以及具隔热作用的隔热环。采用易流动的热塑性塑料，加工商就可以加入更多的填料，这些高填充体系仍然易於加工，同时对机器的磨损也很小。其主要优点在於优异的刚度和强度。这些材料的两个例子是玻璃纤维含量为60%的高填充DurethanDPBKV60H2.0EF(PA6)和PocanDPB3160XF(PBT)。例如，PocanDPB3160XF的弹性模量为18,500MPa，拉断强度为160MPa。在并非只能使用金属的温度条件下，这类高填充体系越来越多地用於替代压铸金属和金属片材。制造商选用这些材料作为替代材料出於多种原因，如金属的价格大幅上涨，金属加工工艺能源成本高，制成品的後加工成本高昂。高度填充的PBT用於真空吸尘器鼓风机电动机定子和转子等，这些部件由45%玻璃纤维增强的PocanT7391制造。Jantz解释说：“由於这些部件结构复杂，孔隙极多，用压铸金属加工这些部件时需要大量的後序加工工作。”30%玻璃纤维填充的PocanDP7139也是朗盛所开发的新材料之一，制造商可以用该材料生产更安全、使用寿命更长的插座接头。这种水解稳定的PBT品级在湿、热气候环境中具有极佳的耐老化性能。例如，在100℃及100%相对湿度条件下放置10天後，其抗弯强度仅下降约20%，而标准PBT品级PocanB3235则下降了近50%。这种优异的耐老化性能，再结合极好的耐冲击性能，使产品在连续工作过程中具有较高的耐破坏能力。该PBT品级可用於制造汽车动力转向系统的框架连接件等。小型化一直是电子产品的创新源泉。要满足越来越小的部件成型，所用材料必需具备高度的流动性能，在注塑薄壁制件时要有良好表现，并且要满足阻燃要求。帝斯曼（DSM）工程塑料公司最近推出ArniteTV4260SXF─一种特殊的UL94V0PBT产品。ArniteTV4260SXF是一个为迎合电子电气工业的高端需求而开发的特殊规格。该规格专门针对薄壁绝缘部件的设计应用，如继电器和线圈骨架等。帝斯曼工程塑料亚太区Arnite产品经理钱海滨说：“小型化和降低系统成本的市场趋势，将促使元件生产商向材料的极限发起挑战。ArniteTV4260SXF是针对小型化应用需求的不断增加而开发的。Arnite能使设计人员设计出壁厚低达0.4mm的薄壁部件，同时仍然能满足阻燃要求。而且，在被限定的严格的阻燃要求范围内，ArniteTV4260SXF仍然具有高的CTI级别－300V，使其成为符合目前一些特定应用的一款优异的产品。”钱海滨进一步阐述道，“该规格具有非常好的流动性能，甚至在薄壁情况下，也可通过更多腔的模具开发设计提高生产效率，并且表面无翘曲和飞边，同时，表面效果非常好。该产品规格已在多个目标客户中试用过，获得了非常好的回馈。"聚醚醚酮(PEEK)特性媲美金属威格斯的VICTREXPEEK薄膜符合环保要求，除不含卤素、燃烧时排毒气少之外，更可回收再用。PEEK在电子、食品加工、医疗及半导体等方面用途广泛。使用PEEK制造电子产品的最大优势，在於其燃烧後仅会产生CO2及H2O，非常贴合环保的需求。最近，着名PEEK生产商威格斯就推出基於VICTREXPEEK聚合材料的多用途、高性能APTIV系列薄膜。APTIV薄膜拥有VICTREXPEEK聚合材料固有的一系列杰出特性，这些特性包括：高温环境下优异的物性，卓越的耐化学腐蚀、抗水解性，出众的机械特性，优异的阻隔（防渗透性）和电气特性，突出的防辐射性，高纯度，不含卤素，符合RoHS和FDA的要求，无需添加阻燃剂即有良好的阻燃效果，燃烧时有毒气体排放低。此外，基於VICTREXPEEK聚合材料的热塑性特性，APTIV薄膜还能够灵活地进行二次加工，并可回收再利用。新型APTIV薄膜的宽度可达1.5米，膜厚度范围为6至750微米。高度的设计灵活性使之成为理想的高性能解决方案，有助於客户降低系统成本，改善性能，提高设计自由度，以改进其产品性能，实现产品差异化。PEEK之所以被认为是传统金属的替代品，主要原因是它在恶劣环境下依然可以保持优异的表现及性能。由日本KDA公司以Evonik的VESTAKEEP聚醚醚酮(PEEK)作为模塑材料的JustInMake制造技术，最适宜用来制造需长期在恶劣环境中使用的零部件。这些零部件应用於半导体加工、石油勘探、工业、运输和医疗技术市场等。JustInMake技术由KDA开发，它将塑料颗粒熔铸成接近最终形状的塑料块，然後进行机械切割，制成成品。这种制造工艺相当吸引人们的注意，因为它能以合理的成本小批量生产各种模塑制品。KDA公司表示，之所以选择VESTAKEEP作为生产材料，不仅因为它提供了巨大的成本优势，选择多样，增加了公司的竞争力，更因为这种树脂本身具有的优异性能，有助於提高市场竞争力。在恶劣环境下仍无损其功能的PEEK零部件VESTAKEEP聚醚醚酮具有多种优点，它能改善系统的持久耐用性，降低零部件的生产成本。这源於其出众的抗腐蚀性、耐磨性、高比强度值和多样化加工的完美融合。使用聚醚醚酮材料一方面可消除盐、溶剂、硷和多种酸引起的腐蚀，另一方面可减少泥浆、颗粒冲击和表面运动导致的磨损。以上这些特性使得聚醚醚酮与铝、钛和钢铁等金属相比，更适於制造飞机的气动叶轮以及在采矿业、纸浆业、造纸业广泛运用的轴承套。此外，在同样重量下，聚醚醚酮比钢铁有更高的比强度值。轻质零部件可以在交通运输中节省燃料，增长压缩机的耐用性，并且能为齿轮和叶轮提供更高效的马达设计。用VESTAKEEP聚醚醚酮取代金属，可以提高产品耐用性，采用高效的加工方法整合零部件和扩大设计空间，从而大幅降低零部件成本。新型聚胺满足汽车高端应用随燃油与能源价格不断攀升，汽车业首当其冲，面临更大的成本压力，省油兼低排放的汽车深受驾驶者的欢迎。日本汽车配件制造商Sanoh工业有限公司在其创新的部分零排放车辆(PZEV)多层燃油管线中，选用阿科码(Arkema)公司高抗化学性的聚胺RilsanPA11为生产材料。这一产品采用创新的多层技术，显示出极高的阻隔性能，可大幅减少烃的渗透，甚至在汽油中含有乙醇时也不例外，可少燃油扩散，降低燃油泄漏的风险。这一技术与现有的聚胺12和ETFE多层复合结构相比，其渗透程度和成本均大幅降低。将阿科码公司的生物基RilsanPA11与燃油阻隔材料聚苯硫醚(PPS)结合在一起，生产的传导性和非传导性的新型燃油管均符合严格的日本汽车标准要求。全球变暖和其他环境问题推动了汽车行业的进步，以此减轻当今汽车对环境的影响。一些政府法规，如加州法律或EURO5，都对燃油泄漏和尾气排放有严格限制，并接近零排放水准。为了达到这些严格的法规要求，燃油系统中配备了阻隔材料，以此将燃油通过燃油系统的扩散量降至最低水准。RilsanPA11具有独特的耐化学品性能（耐酸性汽油）、低温冲击性、耐压性以及在高温下的耐久性。RilsanPA11和燃油阻隔材料PPS相结合形成全新的多层结构，实现了在部分零排放车辆中的应用。新型聚胺满足汽车高端应用汽车发电机罩使用了耐高热的聚胺。由於发动机周围温度极高，用於制造机罩的材料必需耐高温。罗地亚聚胺的TECHNYLHeatPerformance(HP)就为满足发动机罩不断提高的耐高温需求提供了优越的解决方案。较之市场上现有的标准方案，TECHNYLHP具有出色的性能保持性。这一创新方案将聚胺的应用领域拓展到较高温度的热环境下，而在此之前只有PPA或更高端材料才能满足要求。由於尼龙6和标准尼龙66无法满足发动机罩内温度不断上升的要求，TECHNYLHP将成为满足汽车业内不断升级的挑战的解决途径。此外，TECHNYLHP所具备的尼龙66材料出色的加工性还为空气回路（进气歧管、风管/风道）等用途赋予了优越的设计自由度。此外，罗地亚聚胺另一产品TECHNYLSTARAFX，一种创新的尼龙66技术，将超强的流动性与最高可达60%的填充性能相结合。除了独特的刚性和耐温性，这一基於新型尼龙66的创新技术使其具备了易加工性。它拓宽了尼龙66的应用范围，使其替代成本较高的塑料及金属材料成为可能。TECHNYLSTARAFX可制成适用於汽车行业范围各种用途的性能出色的零部件。由於具有较高的刚度和抗蠕变性能，它可以很好地替代传统上用金属制造的高荷载部件的设计。这类部件包括後视镜支架、齿轮元件、雨刮器摇杆和座位部件的结构部分。除此以外，那些与油脂接触的要求高刚度、高尺寸稳定性和长期耐久性的机械部件也将从TECHNYLSTARAFX出色的性能和加工优势中获益，典型的应用包括马达部件、轴承箱和皮带轮等。