沙伯基础(SABIC)的 PBT 420 resin 是一款以 高强度、玻纤增强、高刚性 为核心特性的高性能工程塑料,属于 PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯) 树脂体系。以下是其详细特性、性能参数及典型应用场景的解析:
一、核心特性与成分1. 玻纤增强体系(30% 玻璃纤维)增强材料:
玻纤承担主要载荷,使材料 拉伸强度、弯曲强度显著提升(较纯 PBT 提高约 150%)。
抑制树脂基体的塑性变形,赋予材料 高刚性(弹性模量提升约 300%)。
含 30%(质量比)短切玻璃纤维(直径约 10-15μm,长度 0.2-0.5mm),均匀分散于 PBT 树脂基体中,形成 “纤维骨架” 结构。
作用机制:
典型牌号:
常见牌号为 420SEO(含阻燃功能),而 420 resin 可能为基础增强牌号(无阻燃剂),需结合具体规格确认。
2. 力学性能优势高强度:
拉伸强度 100-110 MPa(纯 PBT 约 50 MPa),接近铝合金(6061-T6 拉伸强度约 276 MPa)的 1/3,远超普通工程塑料(如 PA66 纯树脂约 80 MPa)。
高刚性:
弯曲模量 MPa(纯 PBT 约 2500 MPa),适合需要抗形变的结构件(如齿轮、轴承座)。
抗疲劳性:
疲劳强度(10⁶次循环)40-50 MPa,优于未增强 PBT,适合长期承受交变载荷的部件。
3. 其他关键性能耐高温性:
热变形温度(HDT,1.82MPa 载荷)200-210℃(纯 PBT 约 60℃),长期使用温度 130-150℃,可耐受汽车引擎舱等中等高温环境。
耐磨性:
玻纤增强后,摩擦系数 0.15-0.20(纯 PBT 约 0.30),磨耗量 5×10⁻⁵ mm³/N·m(降低约 60%),适合运动部件。
尺寸稳定性:
线性膨胀系数 2.5×10⁻⁵/℃(纯 PBT 约 7×10⁻⁵/℃),接近金属材料,成型后尺寸波动小(公差 ±0.1%)。
二、典型性能参数(测试标准:ASTM)拉伸强度 | 105 MPa | 高强度,适合替代金属结构件 |
弯曲强度 | 150 MPa | 抗弯折能力强,不易断裂 |
弯曲模量 | 4200 MPa | 高刚性,部件不易变形 |
悬臂梁缺口冲击强度(23℃) | 70 J/m | 冲击韧性优于纯玻纤增强 PBT(通常缺口冲击约 60 J/m) |
密度 | 1.51 g/cm³ | 比纯 PBT(1.31 g/cm³)略高,但低于金属 |
成型收缩率 | 0.4-0.6% | 低收缩率,适合精密成型 |
汽车工业
发动机周边部件:如水泵叶轮、进气歧管支架、齿轮箱壳体,耐受 130℃以上高温及机油腐蚀。
底盘结构件:如座椅滑轨、车门铰链支架,利用高强度和刚性提升安全性。
案例:某品牌汽车变速箱齿轮采用 420 resin,替代铝合金后减重 40%,且耐疲劳寿命提升 20%。
电子电器
连接器端子支架:高刚性防止端子插拔时变形,耐焊锡温度(260℃短时接触)。
散热风扇叶片:耐电机运转温度(≤120℃),高强度避免高速旋转时断裂。
工业设备
机械齿轮、轴承保持架:耐磨性优于铜合金,且自润滑性减少维护需求。
泵体部件、阀门把手:耐化学腐蚀(如酸碱溶液),承受高压负载。
消费品
电动工具外壳:高强度抵抗跌落冲击,高刚性保持结构稳定(如电钻机身)。
四、与沙伯基础其他 PBT 牌号的对比420 resin | 30% 玻纤增强,无阻燃 | 高强度结构件(如汽车齿轮) |
420SEO | 30% 玻纤 + UL94 V-0 阻燃 | 阻燃型高强度件(如电子连接器) |
310SEO | 无玻纤 + 阻燃 | 薄壁阻燃件(如充电器外壳) |
500AF | 无卤阻燃 + 耐水解 | 环保型阻燃结构件(如卫浴部件) |
注塑工艺
干燥要求:PBT 易吸湿,玻纤增强牌号吸湿性更高,需在 120℃ 下干燥 4-6 小时,避免玻纤表面水解导致界面结合力下降。
温度控制:料筒温度 240-270℃(避免超过 280℃导致玻纤降解),模具温度 60-80℃ 以改善表面光泽和结晶度。
设备磨损:玻纤对螺杆、模具流道磨损较大,建议使用 氮化钢螺杆 或 耐磨涂层模具,定期检查喷嘴及浇口磨损情况。
结构设计
玻纤取向:流动方向强度高于垂直方向(差异约 20-30%),设计时需使受力方向与熔体流动方向一致。
避免锐角:高刚性材料抗裂纹扩展能力较弱,转角处应设计 R≥1mm 的圆角,减少应力集中。
表面处理
玻纤外露可能导致表面粗糙,如需涂装或电镀,可先用 玻纤遮蔽剂(如硅酮类添加剂)改善表面平整度。
环保与回收
含玻纤的 PBT 属于 热塑性复合材料,可回收再造粒,但力学性能会下降约 10-15%,通常用于非关键部件。
PBT 420 resin 凭借 30% 玻纤增强带来的高强度、高刚性,成为替代金属材料的理想选择,尤其适合 汽车、工业机械中承受高负载的结构件。其耐高温、耐磨及尺寸稳定的特性,使其在复杂工况下表现优异。若需阻燃功能,可直接选用同系列的 420SEO 牌号;若对环保有要求,可咨询沙伯基础的无卤增强 PBT 产品(如 Xenoy® 系列合金)