宝理DURANEX PBT长期特性改善材料的讲解

DURANEX® PBT长期特性改善材料的介绍

 

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。

 

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。

 

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。

 

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。

 

表1 : DURANEX^® PBT 201HR的物性

*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。

 

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。

 

表2 : DURANEX® PBT LT系列的物性

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。