以下是选择PC原料时需要注意的关键要点,您可以从这几个维度进行考量:
一、 核心性能需求 (Application Requirements)
这是选择的出发点和最终目的。
1. 机械性能:
◦ 冲击强度:PC以其优异的抗冲击性著称,但不同牌号的冲击强度仍有差异。如果您的产品需要承受频繁的撞击或跌落(如手机外壳、安全帽、电动工具外壳),应选择高冲击强度的牌号。
◦ 强度和刚度:考虑产品在使用中需要承受的载荷。需要高结构强度的应用(如薄壁件、结构件)应选择高模量和高强度的牌号。
2. 热性能:
◦ 热变形温度(HDT):这是最重要的指标之一。您需要明确产品在使用环境中可能遇到的最高温度。
▪ 普通PC的HDT大约在125-135℃。
▪ 对于需要经受更高温度的应用(如LED灯罩、汽车灯罩、微波炉容器、热水桶),必须选择高耐热牌号(HDT可达140℃以上),或者选择玻纤增强型号。
◦ 长期使用温度:PC的长期使用温度通常在-40℃到120℃之间,确保您的应用环境在此范围内。
3. 光学性能:
◦ 透明度:如果您需要透明件(如镜片、防护罩、透明面壳),必须选择高透明级PC,其透光率可达88%-90%。
◦ 抗UV性:对于户外使用或长期暴露在光照下的产品(如汽车部件、户外灯具、温室板材),普通PC会黄变、老化变脆。必须选择抗UV型号,这些牌号中添加了UV稳定剂。
4. 阻燃性能:
◦ PC本身具有一定的阻燃性(可达UL94 V-2级)。
◦ 对于电子电器产品(如充电器外壳、插座、开关),通常有严格的阻燃要求(如V-0, V-1级)。需要选择阻燃级PC。注意不同厚度下的阻燃等级是不同的。
5. 电气性能:
◦ 对于电子电气部件,需要关注其绝缘强度、介电常数等指标。PC是优良的绝缘材料。
二、 加工工艺 (Processing Method)
不同的加工方式对原料的流动性(熔指)有不同的要求。
1. 注塑成型 (Injection Molding):最常用的工艺。需要关注熔融指数(MFR)。
◦ 高流动牌号(MFR 20+ g/10min):适用于薄壁制品、大型复杂结构件,能快速充模,减少内应力。
◦ 中流动牌号(MFR 10-20 g/10min):通用级,平衡了流动性和机械性能。
◦ 低流动牌号(MFR <10 g/10min):适用于厚壁制品,机械强度更高,但需要更高的注塑压力和温度。
2. 挤出成型 (Extrusion):适用于板材、片材、薄膜、管材。
◦ 需要选择低熔指牌号,以保证熔体有足够的强度,不会在挤出时断裂。
3. 吹塑成型 (Blow Molding):适用于中空容器。
◦ 需要选择中高熔指且具有良好熔体强度的牌号。
三、 添加剂和改性 (Additives & Modifications)
纯PC树脂(Virgin PC)可能无法满足所有需求,因此衍生出多种改性材料。
1. 玻纤增强 (Glass Fiber Reinforced):
◦ 添加玻璃纤维可显著提高PC的强度、刚性、耐热性(HDT大幅提升),但会降低冲击韧性,产品表面光泽度下降,并变为不透明。常见有10%、20%、30%等添加比例。
2. 阻燃剂 (Flame Retardant):
◦ 如上所述,根据阻燃等级要求选择。注意无卤阻燃是环保趋势。
3. 抗UV剂 (UV Stabilizer):
◦ 用于户外产品,防止黄化和降解。
4. 耐磨剂 (Abrasion Resistance):
◦ 如用于眼镜片、手机屏幕,需要表面涂覆或添加耐磨助剂。
5. PC合金 (PC Alloys):
◦ PC/ABS:改善了PC的加工流动性、耐应力开裂性,降低了成本,但耐热和强度也有所下降。广泛用于汽车内饰和电子外壳。
◦ PC/PBT:优异的化学耐药性和耐刮擦性,常用于汽车外饰件。
四、 法规与认证 (Regulations & Certifications)
确保材料符合产品销售地的法规和行业标准。
1. 食品接触:如果用于水杯、食品容器等,必须选择符合FDA(美国)或EU 10/2011(欧盟)等食品接触级标准的牌号。
2. 医疗认证:用于医疗器材,需要符合USP Class VI 或 ISO 10993等生物相容性要求。
3. RoHS, REACH:电子电器产品出口到欧盟,必须满足这些环保指令,确保不含有害物质。
五、 成本与供应商 (Cost & Supplier)
1. 成本权衡:在满足基本要求的前提下,选择性价比最高的牌号。不必过度追求高性能,但也不能为了省钱选择无法满足要求的材料。
2. 品牌与供应商:选择科思创(Covestro, 原拜耳)、SABIC、出光(Idemitsu)、三菱(Mitsubishi) 等知名大厂的原料,质量稳定可靠。同时,选择一个有技术实力、能提供售后支持的可靠供应商至关重要。
3. 是否使用回料:根据产品档次和要求,决定是否使用纯新料还是允许添加一定比例的水口料(回收料)。添加回料会影响性能和颜色一致性。
总结与建议
选择PC原料时,可以遵循以下流程:
1. 明确需求:列出产品的使用环境(温度、湿度、光照、化学品接触)、力学要求、安全标准(阻燃、食品级)和外观要求(颜色、透明度)。
2. 确定工艺:决定采用注塑、挤出还是吹塑,以此初步确定所需的熔指范围。
3. 寻找牌号:根据以上两点,向供应商索要物性表(TDS) 和安全数据表(SDS),筛选出几个候选牌号。重点关注:熔指(MFR)、热变形温度(HDT)、缺口冲击强度、阻燃等级、是否有认证。
4. 打样测试:这一步非常重要! 向供应商索取少量原料样品,进行打样测试。测试应包括加工可行性(是否好打)、尺寸稳定性、以及最关键的实际性能测试(如跌落、耐温、强度等)。
5. 最终确认:根据测试结果,最终确定牌号,并进行小批量试产,确保批量稳定性。
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