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可采用热固性加工方式的CBT树脂

时间: 2011-07-07 02:51 来源: 作者: MM《现代塑料》   点击:
CBT树脂是由PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)树脂解聚而成的,其性能与PBT相当。该树脂一方面具有液态热固型树脂的加工特性,可以用更多的方式来成型,另一方面,它在聚合后又具有PBT树脂的可重复加工性。基于这种特点,CBT树脂的应用领域正在不断得到拓展,其市场前景看好。


CBT树脂可用作风力电机涡轮的叶片

最近,一族全新的被称为CBT的树脂将由Cyclics公司(成立于1999年)首次投入商业化生产,其最大年产量为550万磅/年。该公司是在获得了GE(通用电气)公司的专利许可后决定建立此工厂来生产这种新型树脂。CBT树脂实质上是一种PBT的低聚物。由于它的分子量很低,使其在常温下呈现固态,在相对较低温度就可熔化,熔化后能够形成粘度与水接近的液体,此时它就很容易渗透进入到纤维增强材料中,或者很容易吸纳大量的填充物。如果继续加热,CBT液体树脂就会进一步发生聚合,并最终成为高分子量PBT聚酯。

CBT树脂克服了性能优异的热塑性PBT材料成型方法较少的缺陷,使旋转注塑成型、铸塑成型、注塑成型以及粉料涂布成型等方法都能够顺利进行。例如,CBT树脂在进行RTM传递模塑成型时,只需利用真空法将液体树脂导入,并渗透进入到玻璃毡或纤维增强材料中,再聚合即可。它比环氧树脂更容易渗透,可以渗透碳纤维含量超过75%的增强材料。此外,CBT树脂还可以用于制备预浸泡材料,经过熔融、渗透、再冷却至固态,而不发生固化反应。它还可以在低温下与颜料或其他助剂共混,制成母料后再添加到热塑性树脂中使用。同时,这种低粘度CBT树脂在混配料的制备中也具有独特的优势,这是因为CBT树脂能使纳米粘土颗粒分层。

快速增长的市场需求

Cyclics公司的这个CBT生产基地位于BASF公司在德国Schwartzheide的研究中心。

Cyclics公司将采用BASF公司生产的通用型PBT树脂,使其发生部分解聚反应而生成低分子量的CBT树脂。据Cyclics公司称,由于某个客户的订单量很大,他们计划扩大CBT的生产能力,正在选址另建一个新厂。今年该公司CBT树脂的产量将达到110万磅,力争到2009年使年生产能力增加到550~1100万磅。对于CBT树脂的价格,Cyclics公司将暂且定为6美元/磅,一旦开始大规模投产,其价格将会接近于通用型PBT的价格。


RTM传递模塑成型机

目前,Cyclics公司已与众多合作伙伴就CBT树脂的应用和发展达成了协议。例如,该公司授与了DOW汽车公司在轿车、卡车、巴士以及轨道列车等5个应用领域的长期独家经营权。据悉,DOW汽车公司将致力于开发CBT的注塑成型、RTM传递模塑成型和SMC片状模压料成型制品在车身底盘、车厢、承重板以及保险杠等部件的应用。

Alcan公司的子公司Alcan复合材料公司则得到了开发CBT在建筑、装饰市场以及诸如桥梁的碳纤维增强包带等一般工业结构等领域应用的独家授权。

爱尔兰的Gaoth公司和日本三菱重工(Mitsubishi)将与Cyclics公司合作开发复合材料缠绕管螺旋片。这种螺旋片是由CBT预浸泡材料与环氧树脂预浸泡材料层压共挤而形成的,其中CBT预浸泡材料位于上层。Cyclics公司还与芬兰的Ahlstrom Glassfibre Oy of Helsinki公司签署协议,利用Ahlstrom 的增强材料开发CBT在缠绕管以及船舶产品中的应用。

此外,Cyclics公司已与意大利的Ferrara公司结为战略伙伴,两家公司将合力开发CBT树脂的旋转模塑成型产品的欧洲市场。为此,Cyclics 最近还专为其旋转模塑成型部门任命了一位财务经理。

Cyclics公司的CBT树脂的首次商业化应用是一种具有高硬度和高耐热性的热成型柱塞,它可机加工成棒材、板材和片材。该柱塞之所以具有这么好的性能是因为在其内部含有“Eccolite” 超结构泡沫。

CBT树脂的牌号及性能

尽管这项技术也适用于其他聚酯材料,如PCT、PTT以及聚碳酸酯,但考虑到一方面PBT的成本较低,另一方面CBT还是环氧树脂和其他树脂的潜在共聚体,因此Cyclics公司目前只采用两个级别的PBT材料作为CBT的原料,由它们解聚成的CBT的牌号分别为CBT100和CBT200。它们的初始熔融粘度约为10~40cps,初始加工温度范围为170℃~220℃。

CBT100可用于注塑成型、旋转模塑成型,以及用于聚合物共混、纳米复合材料以及热塑性母料的生产。它的熔融温度约为180℃,加工温度为190℃~240℃。在加工的初期,它有一个快速结晶的过程。由于温度不同,其结晶过程也有快有慢,为几秒钟到一分钟不等。

CBT200则用于成型时间较长的复合工艺,如铸塑成型和涂布成型。它的熔融温度约为160℃,加工温度为170℃~220℃,固化时间从几分钟到一小时不等。

上述两种材料的机械性能均与作为其原料的PBT树脂相当,若有所下降的话,则至少相当于通用型PBT的性能。有关CBT树脂的性能见表1。

据Cyclics公司介绍,与通用型PBT树脂相比,CBT树脂的分子量通常是后者的两倍,但是却不会影响其加工性能。CBT树脂正是因为具有比PBT更高的分子量,所以才具有更好的耐候性和耐磨性。

CBT100和CBT200树脂的结构既可为单组份,也可为双组份。在CBT聚酯聚合反应中所用的催化剂为锡类和钛酸酯类催化剂,这些催化剂的优势是环保性好,对加工人员无任何毒害作用。(end)

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