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日本新石油化學(xué)

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廠家名稱：日本新石油化學(xué)

LCP （工業(yè)化液晶聚合物）

液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polymer），簡稱LCP。是80年代初期發(fā)展起來的一種新型高性能特種工程塑料。它是一種新型的高分子材料，在熔融態(tài)時一般呈現(xiàn)液晶性。這類材料具有優(yōu)異的耐熱性能和成型加工性能。聚合方法以熔融縮聚為主，全芳香族LCP多輔以固相縮聚以制得高分子量產(chǎn)品。非全芳香族LCP塑膠原料常采用一步或二步熔融聚合制取產(chǎn)品。連續(xù)熔融縮聚制取高分子量LCP的技術(shù)得到發(fā)展。拉伸強度和彎曲模量可超過發(fā)展起來的各種熱塑性工程塑料。機械性能、尺寸穩(wěn)定性、光學(xué)性能、電性能、耐化學(xué)藥品性、阻燃性、加工性良好，耐熱性好，熱膨脹系數(shù)較低。

工業(yè)化液晶聚合物(簡稱LCP)起初是美國DuPont公司開發(fā)出來的溶致性聚對亞苯基對苯二甲酰胺（Kevlar®）。由于這種類型的聚合物只能在溶液中加工，不能熔融，只能用作纖維和涂料，是一種特種工程塑膠原料。

LCP概述:

LCP是一類具有杰出性能的新型聚合物。LCP是包含范圍很寬的一類材料：

L1、溶致性液晶：需要在溶液中加工；

L2、熱致性液晶：可在熔融狀態(tài)加工。

初工業(yè)化液晶聚合物是美國DuPont公司開發(fā)出來的溶致性聚對亞苯基對苯二甲酰胺（Kevlar®）。由于這種類型的聚合物只能在溶液中加工，不能熔融，只能用作纖維和涂料。以下內(nèi)容只包括熱致性LCP。

LCP外觀：米黃色（也有呈白色的不透明的固體粉末）；

LCP密度：1.35-1.45g/cm&sup3；。 LCP制品

LCP制品

液晶樹脂的耐熱性分類（低、中和高耐熱型）

類型熱變形溫度/℃ ASTM分類日本分類牌號舉例

低耐熱 <177 Ⅰ型 Ⅲ型 Vectra® A430、Rodrun® LC3000

中耐熱

177～243

Ⅱ型

Ⅱ型 Zenite® 6330、Vetra® A130、Novaccurate® E335G30、Sumikasuper® E7000、Rodrun®LC5000、Ueno LCP®1000

高耐熱 >243 Ⅲ型 Ⅰ型 Xydar® -930、Zenite®6130 Vectra® C130、Ueno LCP®2000、Titan LCP® LG431、Novaccurate® E345G30

高耐熱液晶聚合物的代表性質(zhì)

牌號 Xydar®

G-930 Titan®

LG431 Zenite®

7130 Zenite®

6130 Vectra®

E130i Vectra®

c130

相對密度 1.60 1.63 1.66 1.67 1.61 1.62

拉伸強度/MPa 135 139 145 150 165 159

彎曲強度/MPa 172 170 174 170 221 214

Izod缺口沖擊強度/（J/m） 96 299 160 123 208 176

熱變形溫度（1.82 MPa）/℃ 271 275 289 263 276 255

特性

L1、LCP具有自增強性：具有異常規(guī)整的纖維狀結(jié)構(gòu)特點，因而不增強的液晶塑料即可達到甚至超過普通工程塑料用百分之幾十玻璃纖維增強后的機械強度及其模量的水平。如果用玻璃纖維、碳纖維等增強，更遠遠超過其他工程塑料。

L2、液晶聚合物還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐熱性及耐化學(xué)藥品性，對大多數(shù)塑料存在的蠕變特點，液晶材料可以忽略不計，而且耐磨、減磨性均優(yōu)異。

L3、LCP的耐氣候性、耐輻射性良好，具有優(yōu)異的阻燃性，能熄滅火焰而不再繼續(xù)進行燃燒。其燃燒等級達到UL94V-0級水平。

L4、LCP具有優(yōu)良的電絕緣性能。其介電強度比一般工程塑料高，耐電弧性良好。在連續(xù)使用溫度200-300℃，其電性能不受影響。間斷使用溫度可達316℃左右。

L5、LCP具有突出的耐腐蝕性能，LCP制品在濃度為90%酸及濃度為50%堿存在下不會受到侵蝕，對于工業(yè)溶劑、燃料油、洗滌劑及熱水，接觸后不會被溶解，也不會引起應(yīng)力開裂。

⒉應(yīng)用

L1、電子電氣是LCP的主要市場：電子電氣的表面裝配焊接技術(shù)對材料的尺寸穩(wěn)定性和耐熱性有很高的要求（能經(jīng)受表面裝配技術(shù)中使用的氣相焊接和紅外焊接）；

L2、LCP：印刷電路板、人造衛(wèi)星電子部件、噴氣發(fā)動機零件、汽車機械零件、醫(yī)療方面；

L3、LCP加入高填充劑或合金（PSF/PBT/PA）：

作為集成電路封裝材料、

代替環(huán)氧樹脂作線圈骨架的封裝材料；

作光纖電纜接頭護套和高強度元件；

代替陶瓷作化工用分離塔中的填充材料。

代替玻璃纖維增強的聚砜等塑料（宇航器外部的面板、汽車外裝的制動系統(tǒng)）。

LCP已經(jīng)用于微波爐容器，可以耐高低溫。LCP還可以做印刷電路板、人造衛(wèi)星電子部件、噴氣發(fā)動機零件：用于電子電氣和汽車機械零件或部件；還可以用于醫(yī)療方面。

LCP可以加入高填充劑作為集成電路封裝材料，以代替環(huán)氧樹脂作線圈骨架的封裝材料；作光纖電纜接頭護頭套和高強度元件；代替陶瓷作化工用分離塔中的填充材料等。　LCP還可以與聚砜、PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金，制件成型后機械強度高。

注塑工藝

由于改性后的性能和用途級別相差很大，其加工工藝變數(shù)也很大，故應(yīng)相應(yīng)調(diào)整如下范圍：

L⒈干燥：140℃～140～150℃ /5-7Hr

L⒉注塑溫度：260～300～410℃

L⒊模溫：100～100～240℃

LCP生產(chǎn)公司有

①Du Pont、②Eastman、③Solvay、④Ticona、⑤三菱工程塑料公司、⑥住友、⑦寶理塑料（為Ticona和日本大賽璐化學(xué)公司的合資公司）、⑧東麗，

此外還有上野精細化工公司和Unitika公司等。

產(chǎn)品分類

杜邦產(chǎn)品分類

5系列：5130L 30%GF、 5145L 45%GF 高韌性耐溫275度、290度；5244L 40%礦物加強高韌性耐溫285度

6系列：6130 30%GF 高抗沖耐溫300度、6130L 30%長玻纖耐溫280度、6330 30%礦物加強高抗沖耐溫275度

7系列：7130 30%GF 經(jīng)潤滑高抗沖耐溫310度、7140X 40%GF 耐溫298度、7244 40%礦物加強高流淌耐溫295度

LCP的主要應(yīng)用領(lǐng)域：

連接器系列、BOBBIN、接插件、SIMM插口、LED(MID)、QFP插口、微波爐支架、熱風(fēng)筒、燙發(fā)器、注射成型線路部件(MID)、光感應(yīng)器(MID)、水晶振蕩器座(MID)、集成塊支承座、耳機部件、光纜拉伸件、光纜連接器、光纜接插器、針式打印機的線圈、針式打印機的底座、電扇、照相機快門板、泵的部件、USB系列、CD拾音器部件、印刷電路板、線圈骨架的封裝材、作光纖電纜接頭護套和高強度元件噴氣發(fā)動機零件等電子電器。.

LCP介紹

1、流動性高2、尺寸安定性佳3、流動性專業(yè)4、耐溶劑性5、高機械強度6、難燃性

LCP用途.

1、速接器、線圈、開關(guān)、插座2、泵零件、閥零件3、汽車燃料外圍零件4、電子爐用容器

主意與流動方向垂直之機械物性較差

LCP塑膠原料特性

A：液晶又可分為溶致液晶聚合物和熱致液晶聚合物。前者在溶劑中呈液晶態(tài)，后者因溫度變化而呈液晶態(tài)。B：液晶聚合物分子的分之主鏈剛硬，分子之間堆砌緊密，且在成型過程中高度取向，所以具有線膨脹系數(shù)小，成型收縮率低和非常突出的強度和彈性模量以及優(yōu)良的耐熱性，具有較高的負荷變形溫度，有些可高達340℃以上。C：LCP的耐氣候性、耐輻射性良好。LCP塑膠原料是防火安全性好的特種塑料之一。D：一般熱致性液晶聚合物具有較好派的流動性，易加工成型。其成型產(chǎn)品具有液晶聚合物特有的皮芯結(jié)構(gòu)，樹脂本身具有纖維性質(zhì)，在熔融狀態(tài)下有高度的取向，故可起到纖維增強的效果。這也是液晶聚合物引人注目的特點。E：熱致液晶聚合物還可與多種塑料制成聚合物共混材料，這些共混材料中液晶聚合物起到玻纖增強的作用，可以大大提高材料的強度、剛性及耐熱性等。F：LCP塑膠原料密度為1.4~1.7g/cm3。液晶聚合物具有高強度，高模量的力學(xué)性能，由于其結(jié)構(gòu)特點而具有自增強性；如果用玻璃纖維、碳纖維等增強，更遠遠超過其他工程塑料。G：LCP液晶聚合物還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐熱性及耐化學(xué)藥品性，對大多數(shù)塑料存在的蠕變?nèi)秉c，液晶材料可忽略不計，而且耐磨、減磨性均優(yōu)異。H：LCP塑膠原料具有優(yōu)良的電絕緣性能。其介電強度比一般工程塑料高，耐電弧性良好。作為電器應(yīng)用制件，在連續(xù)使用溫度200~300℃時，其電性能不受影響。而間斷使用溫度可達316℃左右。I：LCP塑膠原料具有突出的耐腐蝕性能，LCP制品在濃度為90%的酸及濃度為50%的堿存在下不會受到侵蝕。

LCP(PC塑膠原料)的成型溫度高，因其品種不同，熔融溫度在300~425℃范圍內(nèi)。LCP熔體粘度低，流動性好，與烯烴塑料近似。LCP具有小的線膨脹系數(shù)，尺寸穩(wěn)定性好。成型加工條件參考為：成型溫度300~390℃；模具溫度100~260℃；成型壓力7~100MPa，壓縮比2.5~4，成型收縮率0.1~0.6。

L1. 料筒溫度

通常料筒溫度、噴嘴溫度、材料熔融溫度如表所示。

如考慮到螺桿的使用壽命，可以縮小后部、中部、前部的溫差。為了防止噴嘴流涎，噴嘴溫度可以比表中所示的溫度低10℃，如果要提高流動性的話，所設(shè)溫度可以比表中所示的溫度高出20℃，但是必須注意下列情況。

降低料筒溫度時：滯留時間過長，不會引起粒料在料筒中老化，也不會產(chǎn)生腐蝕性氣體，所以滯留時間長一般不會產(chǎn)生什么大的問題。但是，如果長時間中斷成型的話，請降低料筒溫度，再次成型時，以扔掉幾模為好。

L2. 模具溫度

LCP塑膠原料可成型的模具溫度在30℃-150℃之間。但是我們一般將模具溫度設(shè)定在70℃-110℃左右。為了縮短成型周期、防止飛邊及變形，應(yīng)選擇低的模具溫度；如果要求制品尺寸穩(wěn)定（特別是用于高溫條件下的制品），減少熔接縫的產(chǎn)生及解決充填不足等問題時，則應(yīng)選擇高的模具溫度。

L3. 可塑化

螺桿的轉(zhuǎn)速一般為100rpm。如果是含玻纖或者含碳玻纖的材料（例：A130、A230等），為了防止玻纖被折斷，我們必須選擇比較低的轉(zhuǎn)速。此外，背壓也盡可能低一點。料筒溫度設(shè)定為300℃時，材料在料筒內(nèi)滯留時間對塑料的機械性能、顏色都有影響。

L4. 注射壓力和注射速度

合適的注射壓力必須取決于材料、制品形狀、模具設(shè)計（特別是直澆口、流道、澆口）及其他的成型條件。但是LCP無任何品級其熔融粘度都是非常低的，所以注射壓力比一般的熱可塑性樹脂要低。成型剛開始時采用低壓，然后慢慢地增加壓力，這是一種比較好的方法。大抵的成型品在15MPa-45MPa的注射壓力下即可成型。另外，LCP的固化時間比較快，所以注射速度快則易得到好的結(jié)果。

L5. 成型周期

成型周期取決于成型品的大小、形狀、厚薄、模具結(jié)構(gòu)及成型條件。正如上面所說的那樣LCP具有良好的流動性，所以它的填充時間比較短，且固化速度也比較快，所以我們可以得到較短的成型周期。代表性的成型周期為10秒-30秒。[1]

主要用途

1）LCP塑膠原料其具有高強度、高剛性、耐高溫、電絕緣性等十分優(yōu)良，被用于電子、電氣、光導(dǎo)纖維、汽車及宇航等領(lǐng)域。2）用液晶作成的纖維可以做魚網(wǎng)、******、體育用品、剎車片、光導(dǎo)纖維幾顯示材料等，還可制成薄膜，用于軟質(zhì)印刷線路、食品包裝等。3）LCP塑膠原料已經(jīng)用于微波爐容器，可以耐高低溫。LCP還可以做印刷電路板、人造衛(wèi)星電子部件、噴氣發(fā)動機零件；用于電子電氣和汽車機械零件或部件；還可以用于醫(yī)療方面。4）LCP塑膠原料可以加入高填充劑作為集成電路封裝材料，以代替環(huán)氧樹脂作線圈骨架的封裝材料；作光纖電纜接頭護套和高強度元件；代替陶瓷作化工用分離塔中的填充材料等。 5）LCP塑膠原料還可以與聚砜、PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金，制件成型后其機械強度高，用以代替玻璃纖維增強的聚砜等塑料，既可提高機械強度性能，又可提高使用強度及化學(xué)穩(wěn)定性等。目前正在研究將LCP用于宇航器外部的面板、汽車外裝的制動系統(tǒng)等。

產(chǎn)品型號

定屬記號

性能特點

用途

Xydar G-930

LCP

低翹曲性; 剛性，高; 抗伽馬輻射; 耐化學(xué)性良好; 耐氣候影響性能良好; 良好的成型性能; 阻燃性; 高強度