LCP的发展史:
1972年CBO公司推出LCP,1979年住友化学工业采用独自的技术开发了(ECONOL)E2000系列,1984年Amoco公司向市场上推出了高耐热性的1型LCP(XYDAR),1985年Ticona公司向市上推出了的具有协调的耐热性和成型加工性能的2型LCP,1996年宝理塑料公司的富士工厂内(LAPEROSLCP)制造车间完工,目前的主要LCP品牌有日本宝理的Laperos,日本住友的SUMIKASUPER,日本东丽的SIVERAS,美国泰科纳的VECTRA,Zenite,美国苏威的Xydar,国内有台湾长春等。
LCP的分类:
5系列:5130L30%GF、5145L45%GF高韧性耐温275度、290度;5244L40%矿物高韧性耐温285度
6系列:613030%GF高抗冲耐温300度、6130L30%长玻纤耐温280度、633030%矿物高抗冲耐温275度
7系列:713030%GF经润滑高抗冲耐温310度、7140X40%GF耐温298度、724440%矿物高流淌耐温295度
LCP加工成型可通过熔纺、注射、挤出、模压、涂复等工艺。虽然加工方法各异,但有一共同点是均利用在液晶态时分子链高度取向下进行成型再冷却固定取向态,从而获得高机械性能,所以除分子结构和组成因素外,材料性能与受热和机械加工的加工设备及工艺过程密切相关。
1.加工设备:液晶聚合物加工成型一般不需设备,常规的聚合物加工设备均可利用。但由于液晶聚合物加工温度较高,故设备选型时因充分考虑其加热系统的能力和设备材质,必须经受得住长时间的高温烘烤。另一方面,由于液晶分子的棒状取向作用,加大模具出口的长径比有利于分子取向,以利于提高材料的力学性能。
2.加工温度:温度影响聚合物的粘度,从而影响到流动的均匀性。加工过程必须***熔体温度均一,有适宜的流动形态。熔体温度过高将导致分子运动太剧烈,取向序损失,反而不利;温度偏低则不能***分子链充分伸展,失去液晶态的优越性。一般可将模温控制在低于熔体温度100~150℃。
3.压力:液晶聚合物成型时也需要一定的压力,但压力及成型速率不宜过高,否则将导致熔体流动不均、制品出现瑕疵和增加内应力。注射成型中压力与注射体积有关,一般注射容量为料筒容积的50~70%较适宜。
LCP的应用:
1 汽车工业:汽车燃烧系统组件、燃烧泵、隔热部件、组件、电子组件
2 电子电气:高密度连接器、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳、插座、表面贴装的电子组件、电子封装材料、印刷电路板、制动器材、照明器材
3 家用电器:微波炉灶容器、食品容器等
4 机械工业:精馏塔填料、阀门、泵、油井设备、计量仪器零部件、密封件、轴承等
5 医疗工业:外科设备、插管、刀具、消毒托盘、腹腔镜及齿科材料。
LCP 材料:的高性能特种工程塑料
液晶高分子(LCP)是指在一定条件下能以液晶相存在的高分子,其特点为分子具有 较高的分子量又具有取向有序。LCP 在以液晶相存在时粘度较低,且高度取向,而将其冷 却,固化后,它的形态又可以稳定地保持,因此 LCP 材料具有的机械性能。此外, LCP 材料还由于具有低吸湿性、耐化学腐蚀性、耐候性、耐热性、阻燃性以及低介电常数 和介电损耗因数等特点。
LCP 根据形成液晶相的条件,可分为:(1)溶致性液晶 LLCP,可在有机溶液中形成 液晶相,由于这种类型的聚合物只能在溶液中加工,不能熔融,多能用作纤维和涂料。(2) 热致性液晶 TLCP,在熔点或玻璃化转变温度以上形成液晶相,由于这种类型的聚合可在 熔融状态加工,所以不但可以通过溶液纺丝形成高强度纤维,而且可以通过注射、挤出等 热加工方式形成各种制品。
(1)注塑成型:注塑成型是 LCP 主要的成型方法。LCP 不仅具有的加工流动 性,且固化速度快,适用于采用注塑成型方法加工。相对于聚苯硫醚(PPS)和尼 龙(HT-PA),制件具有无飞边等优势。但由于 LCP 分子链是刚性棒状的,易于沿流动方 向取向,从而导致成型制件在平行于流动方向与垂直于流动方向的性能差异以及熔接痕强
度较差等缺点。近年来通过模具设计等方法在一定程度上改善了熔接痕强度差以及各向异 性等缺陷。
(2)挤出成型:挤出成型方法常用于生产塑料薄膜和管材等。由于 LCP 容易呈各向 异性,采用传统挤出工艺加工成型 LCP 薄膜在熔体流动的横向方向性能较弱。因此,目前 LCP 一般与其它各向同性的材料,如 PET、乙烯-乙烯醇共聚物( EVOH) 等通过共挤出加 工成型成多层薄膜或者管材。
(3)溶液浇注成型:LCP 具有较低的热膨胀系数、优良的尺寸稳定性、低吸湿性、 的高频特性和电绝缘性能,使其在高频电路基板得以的应用。其中挠性印制板和嵌入式电路板需要布局灵活及高密度的布线,因而对成型工艺要求非常高。传统的注塑、 挤出等方法难以满足其工艺要求。住友化学通过分子设计生产 LCP 树脂,然后溶解 在溶剂中通过溶液浇注(solvent-cast)成型后可以得到强度和挠性非常好的薄膜。所采用的溶剂不同于目前所常用的含氟苯酚溶剂,可操作性强。而且通过溶液浇注成型后的制件避免了注塑、挤出成型所造成的各向异性的缺陷。同时可以成型更加复杂的基材, 且可以混入更多的填料。目前该方法加工成型的 LCP 薄膜制件正在电路板中推广使用。
(4)吹塑成型:LCP 具有的耐气体透过性和耐溶剂性能,可通过吹塑成型成阻 隔性能优良的中空成型制品或者薄膜制件,例如汽车部件中的油箱和各种配管。
LCP料模具工艺重点 :
1: LCP制品的模具设计很关键,模具的进胶口应采用普通开放嘴,而不采用热嘴,如果用热嘴制品容易起泡,即温度过高易导致产品过火。
2: 一般模具温度在140℃左右﹐上(前)模温度应高于下(后)模,因上(前)模温度高熔融胶的流动性好不易造成冷胶,下(后)模温度低制品容易结晶成型,上(前)下(后)模温差不超过15 ℃。
3: 在模温选择方面,为缩短成型周期、防止披锋,应选择较低的模温;如果要求制品尺寸稳定性高,减少接缝的产生及充填不足等问题时,则应选择较高的模温。
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