CBT 树脂及其应用.ppt

1、汇报人：刘工 2013年2月18日,2013年2月份 文献汇报,CBT 树脂及其应用,前言,2,1985年Rossbach等对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在溶剂作用下进行降解，得到了环形对苯二甲酸丁二醇酯Cyclic butylenes terephthalate (CBT)。这种低聚物具有大环寡聚酯结构，加热到适当的温度后黏度很低，如加热至160240时可熔化成似水一样，因而对充分浸渍无机填料或是增强纤维十分有利；而在适当的温度和催化剂作用下，又可催化聚合成热塑性高相对分子质量的PBT树脂。 由于CBT可用于浇铸、模塑和复合，在反应时无反应热释放、可热成型并无其他释放物等，因而CBT树脂一

2、经问世，就引起很多科学研究者的注意，并在加工领域获得青睐。例如，以CBT为原料制备性能优越的滚塑、铸塑制品，合成性能优越的复合材料、纳米复合材料等，由于其卓越的加工及成品性能，可用在航空航天、汽车、建筑、体育用品等很多领域。,n=27,1、CBT树脂的发展,3,CBT树脂=Cyclics公司 1999年，Cyclics公司成立于，并从GE公司购买了生产环状PBT、PET和PC的专利； 2005年下半年在德国施瓦茨海德（Schwarzeheide）投产的工厂，产能为2500T/年； 2006年底，由于产能的一半以上已被大公司订购，Cyclics公司将产能提高为5000T/年； 2009年，建第二

3、个产能为2500050000T/Y的工厂并投产。 Cyclics Corporation以聚合物创新而闻名，已成功地将类似水的黏度和优异的材料性能整合到其旗舰产品系列 CBT 树脂中，其主要产品有： CBT 100： 非常适合用作流动强化添加剂和母料载体 CBT 160： 在复合材料中使用的含催化剂 CBT 树脂 CBT 500： 用于复合材料和需要更高的加工灵活性的铸造 CBT XL101： 用于双层旋转塑模的处于开发阶段的树脂,2、CBT树脂的特点,4,低粘度：CBT常温下为固体；约在190，就变为象水一样的液体（相同条件下，PBT的粘度大约是它的5000倍），这有利于快速和极佳地润湿填料

4、/纤维增强材料，并可以在很低的压力下成型。 快速聚合：CBT中加入催化剂（钛类催化剂、锡类催化剂），开环聚合为PBT；选择不同的催化剂和反应温度，CBT的完全聚合时间可以控制为几十秒到几十分钟。 可热成型：含催化剂的CBT可在180200聚合PBT，并立即开始结晶（形成半晶热塑PBT）。而PBT的熔点为225，因此，不需冷却就可脱模！ 无反应热：含催化剂的CBT聚合时无反应热释放。因此，反应不会失控；也不会应为反应升温而损坏模内部分。还意味着在制造大型厚壁的制件时，因不用考虑热量的因素，可缩短成型周期！ 无VOC和释放物：CBT加工过程中无气体释放；含催化剂的CBT聚合时也无苯乙烯或挥发性有机

5、化合物（VOC）释放，而且提高成品率和容易获得好的表面。,2.1 加工特点,2、CBT树脂的特点,5,与纤维的粘合性极佳 Excellent adhesion to fibers 好的刚性和韧性 Stiffness and toughness 高耐热性(热变形温度HDT160C) High heat resistance 耐化学性 Chemical resistance 尺寸稳定/低吸水(0.07%) Dimensional stability/Low water absorption 电绝缘好/高耐电弧 Electrical insulation and high arc resistanc

6、e 后加工方便 Post-mold operations 可再利用 Recyclable,2.2 材料特点,3、CBT树脂反应机理,6,3.1 CBT树脂的制备,3.2 CBT树脂的反应,二羟基烷基氯化锡,PBT采用锡类催化剂(通常为锡环烷)在回流冷却的二氯甲苯中降解 可得到高产率的CBT。,CBT常用催化剂有锡类和钛类催化剂，钛类催化剂对湿气极度敏感，反应速度快于锡类催化剂的反应速度；锡类催化剂可耐湿气，但反应速度较低。,3、CBT树脂反应机理,7,3.3 CBT树脂反应过程中的性质,4、CBT树脂的应用,8,目前，以CBT为原料制备性能优越的滚塑、铸塑制品，合成性能优越的复合材料、纳米复合

7、材料等，由于其卓越的加工及成品性能，可用在航空航天、汽车、建筑、体育用品等很多领域。Cyclics公司已与众多合作伙伴就CBT树脂的应用与发展达成了协议： （1）2004年年初，Cyclics公司与爱尔兰Clarehill Plastics（滚塑制品加工厂）达成协议，确定了首家利用CBT树脂的合作伙伴。 （2）与DOW汽车公司在轿车、卡车、巴士及轨道列车等5个应用领域合作，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、承重板及保险杠等部件的应用。 （3） 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

8、包带等一般工业结构等领域应用的授权。 （4）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。 （5）与芬兰的Ahlstrom Glass fiber 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。 （6）与意大利Ferrara 公司结为战略伙伴，合力开发CBT旋转模塑成型产品的欧洲市场。,4、CBT树脂的应用,9,制作CBT基长纤预浸料的基本工艺流程如下： 将根数准确的

9、纤维（偶联处理、烘干，也可能编织）排列均匀，引导上辊，将CBT160（或CBT100+其它催化剂）粉末均匀撒到上面，红外线加热，CBT（160180）液化变稀，被纤维吸入，再牵引冷却、缠绕；储存或进行下一步加工。 中间浸润过程，也可以采用通过液态CBT（热浴）或CBT挤入腔内融化浸润纤维的办法来实现。,4.1 CBT基长纤维预浸材料,4、CBT树脂的应用,10,4.1 CBT基长纤维预浸材料,4、CBT树脂的应用,11,4.2 传递模塑成型（RTM）制CBT基复合材,4、CBT树脂的应用,12,4.3 喷积预成型（Spray up）制CBT基复合材,喷积法（Spray up）是将CBT和碎纤维

10、预成型于网格上（未聚合），然后取下预成型材料，进行模压型、加热聚合，得最终制品。,4、CBT树脂的应用,13,4.4 真空浸渍模塑（Vacuum assisted infusion moulding ）制CBT基复合材,实际操作：排好的纤维放在尼龙真空袋中，紧密铺在风叶的热模（160180）中，将含有催化剂已加热成液体的CBT真空吸入纤维中；吸满后，热模升温，至210240，聚合完成，适当冷却，脱模。,4、CBT树脂的应用,14,4.5 拉挤法（Pultrusion）制CBT基复合材料,4、CBT树脂的应用,15,4.6 其他的应用,热导率要达到10 W/mK，氮化硼要加到70%，而传统的热塑

11、树脂根本做不到如此高的填充量。以CBT160为基材，则可得到热导率1060W/mK可注射的共混物。,4、CBT树脂的应用,16,4.6 其他的应用,将称好CBT料的塑料以液体或粉料的形式装入模具内腔；加热：滚塑成型机带着模具在两个方向时转动，并加入加热炉，使模具变热，所有的塑料黏附并烧结于模腔的内表面；冷却、脱模即可成型。 将CBT树脂用于滚塑，可以创造出高附加值的滚塑制品：高光泽可涂装表面、超高的模量和强度、极佳的尺寸稳定性、高的使用温度（160）；优异的气体阻隔和纤维增强。,聚合型CBT160可以跟相容和不相容的高分子(含双端羟基) 快速聚合，制造出特殊的高分子，如：与聚四氢呋喃反应，合成热塑性弹性体（TPEE）。以反应挤出方式替代反应釜反应方式，降低了成本，简化了工艺，提高了反应的可控性（便于监控反应进程）。从而推动了材料的应用前景！,4、CBT树脂的应用,17,4.6 其他的应用,CBT具有低熔体粘度和极性的特点，是纳米级填料（纳米粘土/碳纳米填料/碳纳米管）的极佳“溶剂”。纳米粘土很容易分散到CBT熔体中，并在CBT聚合前层析成纳米结构。碳纳米管在CBT中良好的分散，可应用在：注射成型高导热