LCP ™ 液晶聚合物


Celanese ® 塞拉尼斯   SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 

液晶聚合物 LCP

液晶聚合物(LCP)是提供在具有异常精确和稳定的尺寸生态友好的薄壁应用的高温性能无卤素的,高性能的聚合物家族。

Vectra / Zenite LCP
产品特性
 
  • 工作温度最高可达240°C,短期最高可达340°C
  • 可能的公差非常接近(达到公差等级T6)
  • 熔化热极低(可能缩短循环时间)
  • 无飞边注塑
  • 极高的抗张强度(至200 MPa)和抗张模量(至30,000 MPa)
  • 极低的热膨胀系数,可与钢和陶瓷媲美
  • 具有固有的阻燃性(UL 94 V-0,某些等级为5 VA)
  • 无卤无添加剂
  • 很好的耐化学性和抗氧化性

这些高度结晶的,热致(熔融取向)热塑性塑料与半结晶塑料的区别在于其特殊的分子结构,该结构由刚性的棒状大分子组成,这些大分子在熔融相中有序排列以形成液晶结构。

年级

  • 玻璃纤维增​​强
  • 碳纤维增强
  • 纤维/填料改性
  • 医疗技术(MT®)
  • 电镀
  • 导电性 

处理中

  • 注塑成型
  • 挤压
  • 共挤
  • 热成型

在医疗应用中,LCP替代了不锈钢,其等级达到USP VI级指南和ISO 10993的几个等级。它们具有耐伽马辐射,蒸汽高压灭菌和大多数化学灭菌方法的能力。
 

住友LCP特征:
 
SUMIKASUPER LCP是工程塑料中有最高耐热性的熔融液晶性全芳香性聚酯(Thermotropic Liquid Crystalline Polyester),具有下列的基本构造。是常为所知的液晶聚合物的一种。
液晶聚合物如名字表示的那样具有在熔融状态变成液晶状态的特征。因此在偏光显微镜下可观察到液晶聚合物加热熔融时透光性大幅增加的现象。通常的聚合物是观测不到这种特殊现象。
图1 熔融液晶观察装置
图2

图3 偏光显微镜照片
 
图4液晶聚合物的构造
基于液晶性的特性→分子取向的效果
基于全芳香族性的特性
长处
短处
■高耐热性(高DTUL,耐热老化性)
■耐焊锡性
■难燃性
■低吸水性
■耐化学药品性
■高强度,高刚性
■低粘度,高流动性
■低收缩率,低线膨胀系数(流动方向)
■快速固化,低毛边性
■各向异性(强度,收缩)
■低熔接强度

 

住友LCP的等级构成
 

等级和特征
SUMIKASUPER LCP按照耐热性的高低顺序可分为E5000系列,E4000系列,E6000系列,E7000系列4类。
表1列出了各个系列的代表等级及其特征,图1显示了各个系列之间的相互关系。
单击表中的各系列名,可看到该系列的物性一览表。
表1 特征和等级构成
 
  代表等级 充填剂 特征 DTUL 标准成型温度
E5000系列 E5006L 玻璃纤维 超高耐热,低线膨胀率 355
E5008L 玻璃纤维,低收缩率 超高耐热,低收缩率 339
E5008 玻璃纤维 超高耐热,低线膨胀率 335
E5204L 玻璃纤维等 超高耐热,低热传导率,低介电常数 351
E4000系列 E4008 玻璃纤维 高耐热,高强度 313
E4006L 玻璃纤维 高耐热,低收缩率 310
E6000系列 E6006L 玻璃纤维 高强度 284
E6008 玻璃纤维 高强度,高流动 279
E6000HF系列 E6007LHF 玻璃纤维,无机填充物 高流动,低翘曲 269
E6807LHF 玻璃纤维,无机填充物 高流动,低翘曲 270
E6808LHF 玻璃纤维,无机填充物 高流动,低翘曲 270
E6808UHF 玻璃纤维,无机填充物 高流动,低翘曲 240
E6810LHF 玻璃纤维,无机填充物 高流动,低翘曲 266
E7000系列 E7006L 玻璃纤维 高流动性,低收缩率 242
E7008 玻璃纤维 高流动性 242
注:部分等级接受订货生产

住友LCP应用:

SUMIKASUPER LCP的等级选定指南
下表表示SUMIKASUPER LCP的主要等级构成。选择液晶树脂的等级时,请首先从所需的耐热性来考虑选择哪个系列的产品。
标准等级的E6000·E6000HF系列,同时具有电子零件表面安装(SMT)时所需的耐热性和可类比于通用工程塑料的成型加工性,用途广泛。
E5000和E4000系列,不仅耐热性高,而且所需成型温度也高,故需把成型机调到高温以及对成型机频繁维护。因此只限于高温浸焊(>350℃)等高耐热要求时使用。另外,当准备采用这些等级时,请咨询弊公司后选择产品系列。
E7000系列适用于线圈封口等低粘度,高流动性的应用。
  组成物的选择方法
薄壁小型零件可采用粉碎GF(粉碎玻璃纤维)产品,例如E6008或E6006等系列。
对强度要求高的成型品可采用使用切断玻璃纤维(长纤维)的产品,例如E6006L和E6006LHF等包含L的系列产品。
要求低翘曲、低各向异性时请选用使用了无机填充物和玻璃纤维的E6810、E6807LHF等系列产品。
要求超高强度的情况,请选择使用了碳纤维以及须晶强化的E6406和E6606系列。
 

针对其他的特定用途,我们准备了其他的等级选择指南。请参照以下链接:

 
连接器等级选定指南
 
光学读存头线圈等级选定指南
 
线圈等级选定指南 
 
表1 SUMIKASUPER LCP的主要等级构成
 
  E5000系列 E4000系列 E6000系列 E6000HF系列 E7000系列
耐热要求

特征
特殊超高耐热
耐浸焊
耐高温回流
200℃以上热时刚性
超高耐热
耐高温回流
200℃以上热时刚性
高耐热
耐回流
通用等级
高耐热
耐回流
高流动等级
连接器用
耐热
耐回流
高流动等级
封口成型用
标准成型温度(℃)
400
380
350
350
320
薄壁·小型


粉碎GF
E5008
E52008
E4006
E4008
E4009
E6006
E6008
E6008MR
(易脱模 型)
 
E7008
高强度

切断GF
E5002L
E5006L
E5008L
E4006L
E4008L
E6006L
 
E7006L
低翘曲
各向异性小
同时使用GF和无机填充物
   
E6810MR

E6807LHF
E6808LHF

 
超高强度
碳纤维
须晶
   
E6406
E6606
   

连接器应用等级选定指南
 
所需材料特性
LSI印刷电路板及连接电路板和电缆、电路板、电路板连接器等随着近年来电器产品的轻型化高性能化同时也向小型化多极化发展。并且,电路板的安装方法正在向采用240~260℃高温环境中熔接的“表面安装方式”(SMT:Surface Mount Technology)转换。因此,具有精密成型性能和出色耐热性的LCP被大量采用。
但是,LCP具有各向异性大的缺点。使用LCP的连接器在射出成型制造时,由于树脂在流动方向(MD:Machine Direction)和垂直流体流动方向(TD:Transverse Direction)收缩率不同而造成成型品“翘曲”,这在SMT的工序中,会导致焊接不良。(图1)
图1 由于连接器的翘曲而产生的焊接不良
LCP是有各向异性的树脂,在没有使用填充材的状态下很难直接使用。为了缓解各向异性,可加入玻璃纤维和无机填充物等填充材。通常的树脂加入玻璃纤维等填充物后各向异性变大,但LCP树脂却恰恰相反,加入填充物后各向异性可以被缓解
连接器应用等级选择指南
这里推荐的LCP都含有玻璃纤维和无机填充物等填充材。在选择这些等级时需要注意的是,根据连接器的形状不同(特别是成型品的壁厚)所适合的等级也不同。
选定例子如图2所示。
●比较厚长的DIMM插槽:E6006LHF、E6006LMR
●平板状多极的PGA插槽:E6807LHF、E6808LHF
●平板状无孔的PCMCIA,memory card等卡式连接器:E6810MR
●低背薄壁的Board to Board连接器:E6008、E6808THF、E6808GHF
 
图2 SUMIKASUPER LCP在连接器领域的应用
 



■普通物性
表2表示本公司标准等级的物性。表中的翘曲量是用本公司设计的金属模具所做的评估,与实际的翘曲量有差异(可和我公司原系列产品比较)。
表2 SUMIKASUPER LCP连接器用等级的标准物性
 
项目
测量方法
单位
填充材 ASTM   玻璃纤维
切断
30wt%
玻璃纤维
粉碎
40wt%
玻璃纤维 玻璃纤维切断
/无机填充物
35wt%
玻璃纤维
/无机填料
切碎
40wt%
玻璃纤维
/无机填充物
玻璃纤维
/无机填充物
标准成型温度  
350
350
350
340
340
350
350
比重 D792  
1.61
1.7
1.65
1.67
1.7
1.72
1.82
吸水率 D570
%
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
成型收缩率MD
TD
住化法
%
0.19
0.18
0.20
0.11
0.17
0.22
0.13
%
0.74
1.16
0.60
0.63
0.4
1.02
0.38
拉伸   强度
伸长率
D638
MPa
164
147
157
134
130
100
105
 
%
5
5.2
5.1
4.5
4.5
5.0
4.0
弯曲   强度
弹性率
D790
MPa
153
143
158
145
140
120
133
 
GPa
11.3
12.3
11.8
12.1
12.5
9.4
12.6
Azoid冲击强度
无V槽
D256
J/m
 
363
 
412
 
-
343
 
270
 
-
-
251
350
200
DTUL D648
284
279
269
270
270
240
266
焊接耐热温度 住化法
300
300
300
295
280
290
280
难燃烧性(厚度) UL94  
V-0
V-0
V-0
V-0
V-0
V-0
V-0
0.3mmt
0.3mmt
0.3mmt
0.3mmt
0.3mmt
0.3mmt
0.3mmt
翘曲量   长尺连接器
圆盘
住化法
mm
0.068
0.049
0.08
0.061
0.053
0.031
0.041
 
mm
2.1
2.8
0.5
1.7
1.3
2.3
0.5
E6000系列,属于日本的出口限制物品。
E6000HF系列,不属于日本的出口限制物品。
 
各等级的翘曲特性
●长尺连接器的翘曲量的测量方法
用图3所示的成型品测量了翘曲量。结果如图5
图3 长尺连接器的翘曲量的测量方法
 


图4 长尺连接器的翘曲量
 


●圆盘的翘曲量的测量方法
用图3所示的成型品测量了翘曲量。结果如图6
图5 圆盘翘曲量的测量方法
 


图6 圆盘翘曲量
 


●IR回流前后长尺连接器和圆盘翘曲量
IR回流曲线如图7所示。
IR回流前后的长尺连接器以及圆盘翘曲量分别如图9图10所示。各成型品的翘曲量,如上所述。
图7 IR回流的曲线
 


图8 IR回流前后长尺连接器的翘曲量
 


图9 IR回流前后圆盘的翘曲量
 


成型条件
表3表示标准成型条件。
表3 标准成型条件
 
  E6000系列 E6000HF系列
干燥条件 约130℃/4-24小时
料管温度(℃) 后部
中央部
前部
射嘴
300~320
320~350
340~370
340~370
280~320
320~340
340~360
340~360
树脂温度(℃) 350
模具温度(℃) 40~120
射出速度 中~高速
射出压力(MPa) 80~140
保压(MPa) 20~40
螺杆背压(MPa) 1~5
螺杆转速(rpm) 50~100

光学读存头线圈用途的等级选定指南
 
所谓光学读存头线圈
光学读存头线圈,是CD机和个人电脑用CD-ROM,DVD-ROM等光盘的读取装置,音乐用MD,CD-R/RW,记录用DVD等的光盘的读取/写入装置(光驱·刻录机)的主要零部件。SUMIKASUPER LCP在该部件的生产中被大量使用。
材料所需特性
光驱通过激光照射刻在光盘上以μm(1/1000mm)为单位的小沟读取/写入信息。当读存信息时,聚焦棱镜必须在磁力作用下高速转动,以保证将激光束聚焦到高速转动光盘上的合适位置。为使之产生磁力,使用了线圈。如上所述,光学读存头线圈具有下图所示的在线圈上安装了透镜的构造,别名为“透镜支架”。
光学读存头线圈所需特性如下表所示。SUMIKASUPER LCP满足以下特性,是制造光学读存头线圈合适的材料。

要求 根据左边所述要求的理由 SUMIKASUPER LCP的特性
小型·轻量 通过微少电力即可移动线圈,实现省电力和高感度 ●比重轻
●具有能精密成型的成型性
能正确读取信号 当动作频率在20kHz以下时,由于产生共振无法读取信号。使用比重轻并且刚性高的材料能提高共振频率。
高刚性(在0.5mm厚的翘曲弹性率=约30GPa)
比重轻
廉价 用射出成型能大量生产。
由于在组装工序中能够采用浸焊(350-400℃/数秒)工艺,无需金属端子插入的操作。
●具有能精密成型的成型性
●耐浸焊

SUMIKASUPER LCP光学读存头线圈用等级
SUMIKASUPER LCP系列产品中,满足上述要求特性的等级如下所示

标准等级的E5006L是最适合读存头线圈的产品。E5002L系列虽然具有比重低高性能的特点适合读存头线圈应用,不过
●LCP具有各向异性大的缺点,导致成型品的尺寸精度不容易保证。
●由于填料少(仅填充切断玻璃纤维10%),成型机内容易产生滞留碳化物。
(成型机的解体保养频率比E5006L高,生产性低)
●成型条件苛刻,管理困难
因为上述问题,请尽可能选择E5006L系列。仅在E5006L系列无法满足性能时采用E5002L系列。对CD-DA(音响用)及低转速CD-ROM等低造价产品推荐使用E5008L系列。

等级 比重 耐浸焊性 翘曲弹性率 成型性 使用例
E5002L 1.45 OK 约30GPa
0.5mmt MD

×40~60 CD-ROM
×16~ DVD-ROM
CD-R/RW

E5006L
(standard)
1.60 ~×40 CD-ROM
~×16 DVD-ROM
DVD-Video
CD-R/RW
MD
E5008L
E5008
1.69 CD-DA
Low price CD-ROM
MD

线圈应用等级选定指南
 
线圈的构造和对材料的要求特性
线圈是用电线卷绕的圆形或多角形的筒状物。主要材料是绝缘树脂。端子部分主要使用金属,金属和树脂并用造成制造成本上升。因此,开发了树脂一体型的树脂端子线圈。
 
 
为了让导线通电,需要剥除端子部分缠绕导线的终端覆材(氨基钾酸脂等)。覆材剥除通常采用高温(300~400℃)浸焊的方式。
当采用金属端子,浸焊时不会传热到线圈部分,因此可以采用耐热性较差的树脂材料。而采用树脂端子时,为了防止端子熔化或变形,就需要采用耐热性高的树脂。不过,随着近年来电器用品的轻型化小型化,线圈也朝小型化方向发展。即使采用金属端子,由于端子变短,容易传热到树脂部分,也要求树脂具有更高的耐热性。
因此,用于线圈的树脂不仅需要具有高耐热性((300℃~400℃×数秒),而且随着轻型小型化的发展精密成型的重要性也越来越高。另外从环境保护角度出发,热可塑性树脂受到更多的关注,因此LCP作为适合线圈的材料受到广泛应用。
线圈应用等级选定指南
对树脂端子线圈的应用,需要选择超耐热等级的E5000系列。对金属端子,虽然也可选用E5000系列,但易发生耐热性过高的可能。E5000系列虽然在短时间内的耐热性很好,但是需要400℃的高温成型温度,并容易发生树脂在射出成型机内滞留老化等问题。和E4000、E6000系列相比,使用E5000时成型机和模具的维护频率更高。
因此,请确认线圈所需耐热温度,如果可能请选择E4000,最好使用E6000系列。

线圈种类 推荐等级
脂端子线圈 E5000系列(E5008L,E5008等)
金属端子线圈(小型) E5000系列(E5008L,E5008等)
E4000系列(E4008L,E4006L,E4008等)
金属端子线圈(中大型) E5000系列(E5008L,E5008等)
E4000系列(E4008L,E4006L,E4008等)
E6000系列(E6006L,E6008等)

住友LCP成型工业:

一般成型条件
  E5000系列 E4000系列 E6000系列 E6000HF系列 E7000系列
树脂干燥 温度 130℃左右
时间 请在4小时以上24小时以内
料管温度(℃) 后部 350~370 330~350 280~320 280~320 280~300
中央部 370~390 350~370 320~350 320~340 300~320
前部 390~410 370~390 340~370 340~360 320~340
射嘴 390~410 370~390 340~370 340~360 320~340
适宜树脂温度(℃) 400 380 350 350 320
金属模具温度(℃) 40~160
射出压力(MPa) 120~160 80~160
保持压力(MPa) 40~60 20~40
螺杠背压(MPa) 1~5
射出速度 中到高速
螺杠转数(rpm) 50~100
如果加热套的设定温度和树脂实际温度有差别时,成型时需以实际的树脂温度为准。

LCP ™ 液晶聚合物

Celanese ® Vectra

等级 厂家 型号 特性 用途 产品资讯[PDF]
Celanese ® Vectra Celanese ® 塞拉尼斯  A430 本色跟黑色纯树脂,LCP / PTFE共混物,不易燃的 良好的电性能 耐磨,FDA认证 注塑,速接器、线圈、开关、插座 汽车燃料外围零件 电子炉用容器
Celanese ® Vectra Celanese ® 塞拉尼斯  A130 本色跟黑色可选,30%玻璃纤维增​​强,耐化学性,阻燃性, 良好的电性能 良好的热稳定性,经光稳处理的/耐光的 电气/电子应用
Celanese ® Vectra Celanese ® 塞拉尼斯  A115 本色跟黑色,15%玻璃纤维增​​强,符合FDA, 阻燃, ,流动性好, 韧性好经光稳处理的/耐光的, 经耐紫外线处理的/耐气候的 注塑
Celanese ® Vectra Celanese ® 塞拉尼斯  E473i 天然和黑色,不易燃的, 流动性好, 高耐热性, 低翘曲, 体育用品、刹车片、光导纤维几显示材料等,还可制成薄膜
Celanese ® Vectra Celanese ® 塞拉尼斯  E463i 本色黑色可选,40%玻璃/矿物,,不易燃的 流动性好 高耐热性 低翘曲 速接器、线圈、开关、插座, 泵零件、阀零件, 汽车燃料外围零件, 电子炉用容器,
Celanese ® Vectra Celanese ® 塞拉尼斯  E150i 本色跟黑色可选,FDA符合,50%玻璃纤维增​​强,不易燃的 流动性好 耐热性好 电子、电气、光导纤维、圈骨架,汽车及宇航等领域。,
Celanese ® Vectra Celanese ® 塞拉尼斯  E130i 本色跟黑色两种可选,30%玻璃纤维,易燃的 尺寸稳定性好 流动性好 高耐热性 适用于需要非常薄的壁的零件。用于广泛的SMT应用,尺寸变化最小。
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Celanese ® Zenite

等级 厂家 型号 特性 用途 产品资讯[PDF]
Celanese ® Zenite Celanese ® 塞拉尼斯  7244 7244是一种40%玻璃矿物增强液晶聚合物树脂,具有295°C的高热变形温度,高流动性和良好的平整度。 速接器、线圈、开关、插座 、泵零件、阀零件 、汽车燃料外围零件 、电子炉用容器
Celanese ® Zenite Celanese ® 塞拉尼斯  7130 7130是一种用于注塑的30%玻璃纤维增​​强液晶聚合物。它具有出色的抗冲击性和出色的热变形温度。 电子、电气、光导纤维、汽车及宇航等领域,线圈骨架,光纤电缆接头护套和高强度元件
Celanese ® Zenite Celanese ® 塞拉尼斯  6330L 6330L是一种润滑性强的30%矿物增强LCP树脂 航空航天应用 汽车应用 电气/电子应用 电信
Celanese ® Zenite Celanese ® 塞拉尼斯  6140L 40%玻璃纤维增​​强和润滑的液晶聚合物,抗冲击性和出色的热变形温度。 适合用于汽车,电气/电子,电信和航空航天行业。
Celanese ® Zenite Celanese ® 塞拉尼斯  6130L 种润滑的30%玻璃纤维增​​强LCP树脂 适合用于汽车,电气/电子,电信和航空航天行业。
Celanese ® Zenite Celanese ® 塞拉尼斯  5145L 45%玻璃纤维增​​强和增韧液晶聚合物。它具有改善的韧性。 电子、电气、光导纤维、汽车
Celanese ® Zenite Celanese ® 塞拉尼斯  5130L 30%玻璃纤维增​​强,高韧性 子、电气、光导纤维、汽车
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SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER

等级 厂家 型号 特性 用途 产品资讯[PDF]
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E4006L 30%玻璃纤维 高耐热,低收缩率, 耐高温回流 200℃以上热时刚性 注塑,速接器、线圈、开关、插座 汽车燃料外围零件 电子炉用容器
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E4008 40%玻璃纤维 超高耐热 耐高温回流 200℃以上热时刚性 速接器、线圈、开关、插座, 泵零件、阀零件, 汽车燃料外围零件, 电子炉用容器,
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E5006L 30% 玻璃纤维,低线膨胀率,特殊超高耐热 耐浸焊 耐高温回流 200℃以上热时刚性 连接器用途 ,光学读存头,线圈用途
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E5008L 40%玻璃纤维,低收缩率 低收缩率,特殊超高耐热 耐浸焊 耐高温回流 200℃以上热时刚性 连接器用途     光学读存头线圈用途     线圈用途      
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E5008 40%玻璃纤维,特殊超高耐热 耐浸焊 耐高温回流 200℃以上热时刚性 薄壁,树脂端子线圈,金属端子线圈(小型)
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E6006L 30%玻璃纤维 切断,高强度,高耐热 耐回流 高流动等级 连接器用,电子零件,
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E6008 40%玻璃纤维 粉碎,易脱模型 高耐热 耐回流 高流动等级 连接器用,电子零件,薄壁·小型 粉碎GF
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E6807LHF 35t%玻璃纤维切断 /无机填充物,高流动,低翘曲 高耐热 耐回流 电子零件,连接器用,平板状多极的PGA插槽
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E6808LHF 40%玻璃纤维 /无机填料 切碎,高流动,低翘曲 高耐热 耐回流 连接器用,平板状多极的PGA插槽
SUMITOMO CHEMICAL ® SUMIKASUPER SUMITOMO CHEMICAL ® 住友化学 E7008 40%玻璃纤维,高流动性 汽车,电子电器,IT相关行业
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