德国巴斯夫的 PBT/ASA S4090G6 是一款高性能工程塑料合金,由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与丙烯腈 - 苯乙烯 - 丙烯酸酯共聚物(ASA)复配,并经 30% 玻璃纤维增强(G6 代表 6 组玻纤,每组 5%,共 30%)。其核心优势在于 高强度、耐候性、耐化学性与尺寸稳定性的平衡,适用于户外长期暴露或高湿度、高腐蚀的严苛环境。以下是其特性、应用及对比的详细解析:
一、核心特性1. 合金体系的协同优势PBT 的刚性与 ASA 的韧性结合:
PBT 提供高刚性(拉伸模量约 10,000 MPa)和耐化学性,ASA 则通过橡胶相增韧提升抗冲击性能(缺口冲击强度约 8 kJ/m²,比纯 PBT 高 30%),减少脆性断裂风险。
耐候性颠覆传统 PBT:纯 PBT 易受紫外线(UV)和湿热环境影响导致黄变、脆化,而 ASA 因分子结构中不含双键,耐 UV 老化性能优异(经 1000 小时氙灯老化测试,色差 ΔE<3,拉伸强度保留率>90%),适合户外长期使用。
2. 30% 玻纤增强的力学性能高强度与刚性:
拉伸强度约 110 MPa,弯曲强度约 150 MPa,优于多数未增强的工程塑料(如 PA66 未增强牌号拉伸强度约 80 MPa)。
抗蠕变性:在 80℃、50 MPa 载荷下,1000 小时蠕变应变仅 1.2%,适合长期承载结构件。
3. 极端环境适应性耐化学腐蚀:
耐汽车燃油(如汽油、柴油)、润滑油、制动液及大多数无机酸(如 10% ),优于 ABS 和 PC/ABS 合金(后者易被溶剂侵蚀)。
耐水解性:在 85℃/85% RH 湿热环境下,500 小时后拉伸强度保留率>85%,远胜纯 PBT(保留率约 60%)。
温度稳定性:
热变形温度(HDT)为 190℃(1.8MPa 负荷),长期使用温度(RTI)可达 130℃,适合引擎周边或高温工业环境。
4. 加工与表面性能良好的成型流动性:虽含 30% 玻纤,但 ASA 的加入改善了熔体粘度,注塑压力可比同类 PBT/GF 材料降低 10-15%,适合复杂结构件(如带肋、薄壁设计)。
表面质量:制品表面光滑,可直接用于外观件(如无需喷漆的户外壳体),且 ASA 的耐刮擦性优于纯 PBT。
二、典型应用领域1. 汽车外部件后视镜外壳、门把手、格栅:
耐 UV 老化(10 年户外颜色保持率>90%)、耐酸雨(pH=3 条件下无腐蚀)和石击性能优异,替代金属或涂装 ABS 以降低重量和成本。
引擎舱周边部件:
如电池支架、空气滤清器壳体,耐受机油渗漏和高温(短期耐温 150℃),满足轻量化需求(密度 1.45 g/cm³,比铝合金轻 50%)。
电动工具外壳(如割草机、吹风机):
耐油污、耐摔落冲击(-20℃下仍保持韧性),且长期暴露于阳光中不脆化。
农业机械部件:
如播种机齿轮、灌溉系统接头,抵抗化肥腐蚀(如 10% 氨水)和泥土磨损。
户外配电箱、充电桩壳体:
耐雨水侵蚀、抗紫外线导致的绝缘劣化(体积电阻率>10¹³ Ω・cm,老化后降幅<10%)。
太阳能设备部件:
如光伏支架连接器、逆变器风扇罩,耐受昼夜温差(-40℃~80℃循环)和盐雾腐蚀(ISO 9227 标准下 500 小时无腐蚀)。
园艺工具手柄、户外家具结构件:
兼顾手感舒适度(可通过 ASA 调整表面硬度)和抗老化性能。
建筑用排水系统部件:
如高楼层雨水管接头,耐水压(10 bar)和长期紫外线照射。
PBT/ASA-G6 | S4090G6 | 30% | >1500 小时(氙灯) | 重量变化<0.5% | 户外高湿 / 腐蚀环境 |
PBT/GF | B4300G6 | 30% | <500 小时(易黄变) | 重量变化<0.3% | 室内高刚性部件 |
PA66/GF | Ultramid B3WG6 | 30% | <800 小时(酰胺键易水解) | 重量变化<1.2%(溶胀) | 高载荷但非户外场景 |
ABS/PC-GF | Makrolon 2805 | 10% | <600 小时(PC 易氧化) | 严重腐蚀(ABS 不耐酸) | 室内高冲击外观件 |
关键差异:
耐候性碾压传统 PBT/GF:S4090G6 的耐老化寿命是普通 PBT/GF 的 3 倍以上,适合 “免维护” 户外场景。
化学抗性优于 PA66:在酸性环境中重量变化仅为 PA66 的 1/2,避免酰胺基团水解导致强度下降。
四、加工与使用注意事项1. 注塑工艺优化干燥处理:PBT/ASA 吸湿性低(吸水率<0.05%),但玻纤可能吸附微量水分,建议成型前在 120℃干燥 3 小时,避免制品气泡。
温度控制:
料筒温度:240-260℃(避免超过 270℃导致 ASA 分解);
模具温度:80-100℃,提升结晶度以增强刚性。
脱模剂选择:避免使用含硅类脱模剂,可能影响后续喷涂或焊接(如超声波焊接)。
2. 设计要点壁厚与筋位:最小壁厚建议 1.5mm,筋位厚度不超过壁厚的 70%,防止玻纤取向导致的应力集中。
玻纤取向控制:避免急剧转弯或窄缝结构,流道设计需平衡流动方向与力学性能(如沿流动方向强度比垂直方向高 20%)。
3. 环境适应性验证户外老化测试:建议通过 QUV 或氙灯老化试验模拟目标使用地区的 UV 强度(如热带地区需≥5000 小时测试)。
化学兼容性测试:接触特殊化学品(如强氧化剂)时,需先进行浸泡试验(如 70℃下浸泡 1 周,检测重量变化和强度保留率)。
五、PBT/ASA S4090G6 是巴斯夫针对 “户外严苛环境 + 高强度需求” 开发的biaogan级材料,其核心竞争力在于 耐候性、耐化学性与力学性能的三维平衡。相比传统 PBT/GF,它解决了户外易老化的痛点;相比 PA66/GF,它在耐酸性和尺寸稳定性上更优。适合用于汽车外饰、户外工业设备等 “一次成型,终身使用” 的场景,尤其适合对维护成本敏感的长期暴露型部件。选型时需注意其非阻燃特性(阻燃需求可考虑巴斯夫同类阻燃牌号如 S4090G6 FR),并通过模流分析优化玻纤分布以避免性能短板