LCP液晶聚合物(特殊工程料)

LCP液晶聚合物(特殊工程料)

典型应用范围

LCP全称LIQUID CRYSTAL POLYMER，中文名称液晶聚合物！其具有高强度、高刚性、耐高温、收缩率低、尺寸稳定性高电绝缘性等十分优良，被用广范于电子零件和各种耐热小型电子零件、电气、光导纤维、汽车及宇航等领域。

注塑模工艺条件

1. 料筒温度

通常料筒温度、喷嘴温度、材料熔融温度如表所示。

如考虑到螺杆的使用寿命，可以缩小后部、中部、前部的温差。为了防止喷嘴流涎，喷嘴温度可以比表中所示的温度低10℃，如果要提高流动性的话，所设温度可以比表中所示的温度高出20℃，但是必须注意下列情况。

降低料筒温度时：滞留时间过长，不会引起粒料在料筒中老化，也不会产生腐蚀性气体，所以滞留时间长一般不会产生什么大的问题。但是，如果长时间中断成型的话，请降低料筒温度，再次成型时，以扔掉几模为好。

各品级成型时的料筒温度（℃）

2. 模具温度

LCP可成型的模具温度在30℃-150℃之间。但是我们一般将模具温度设定在70℃-110℃左右。为了缩短成型周期、防止飞边及变形，应选择低的模具温度；如果要求制品尺寸稳定（特别是用于高温条件下的制品），减少熔接缝的产生及解决充填不足等问题时，则应选择高的模具温度。

3. 可塑化

螺杆的转速一般为100rpm。如果是含玻纤或者含碳玻纤的材料（例：A130、A230等），为了防止玻纤被折断，我们必须选择比较低的转速。此外，背压也尽可能低一点。

料筒温度设定为300℃时，材料在料筒内滞留时间对机械性能、颜色的影响如图4-18--图4-20所示。无充填级A950在料筒内滞留15分钟，其机械性能略有降低。而A130在料筒内滞留60分钟，其机械性能基本保持不变。

无任是A950还是A130在颜色方面都有一点变化（△E）。通过热天平所得到的失重情况如图4-21所示。渐渐地开始分解的温度大约为460℃，比通常的成型温度要高出许多。

4. 注射压力和注射速度

最合适的注射压力必须取决于材料、制品形状、模具设计（特别是直浇口、流道、浇口）及其他的成型条件。但是LCP无任何品级其熔融粘度都是非常低的，所以注射压力比一般的热可塑性树脂要低。成型刚开始时采用低压，然后慢慢地增加压力，这是一种比较好的方法。大抵的成型品在15MPa-45MPa 的注射压力下即可成型。另外，LCP的固化时间比较快，所以注射速度快则易得到好的结果。

5. 成型周期

成型周期取决于成型品的大小、形状、厚薄、模具结构及成型条件。正如上面所说的那样LCP具有良好的流动性，所以它的填充时间比较短，且固化速度也比较快，所以我们可以得到较短的成型周期。代表性得逞型周期为10秒-30秒。

LCP的特性

液晶高分子聚合物树脂一般为米黄色，也有呈白色的不透明的固体粉末。密度为1.4～1.7g/cm3。

LCP与其它有机高分子材料相比，具有较为独特的分子结构和热行为，它的分子由刚性棒状大分子链组成，受热熔融或被溶剂溶解后形成一种兼有固体和液体部分性质的液晶态。LCP的这种特殊相态结构，导致其具有如下特征：具有自增强效果；线膨胀系数小；耐热性优良；具有自阻燃性；熔体粘度低，流动性好；成型收缩率小；耐化学药品性好等。

液晶聚合物具有高强度，高模量的力学性能，由于其结构特点而具有自增强性，因而不增强的液晶塑料即可达到甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平；如果用玻璃纤维、碳纤维等增强，更远远超过其他工程塑料。

液晶聚合物还具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性，对大多数塑料存在的蠕变缺点，液晶材料可忽略不计，而且耐磨、减磨性均优异。

LCP的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的阻燃性，能熄灭火焰而不再继续进行燃烧。其燃烧等级达到UL94V-0级水平。LCP是防火安全性最好的特种塑料之一。

LCP具有优良的电绝缘性能。其介电强度比一般工程塑料高，耐电弧性良好。作为电器应用制件，在连续使用温度200～300℃时，其电性能不受影响。而间断使用温度可达316℃左右。

LCP具有突出的耐腐蚀性能，LCP制品在浓度为90%的酸及浓度为50%的碱存在下不会受到侵蚀，对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水，接触后不会被溶解，也不会引起应力开裂。

LCP产品因化学结构和改性方法不同，性能差异甚大，但仍有许多如下共同的优异特性。

1.高强度、高模量及其它优良机械性能：由于LCP具有自增强特性，未经增强即可到达甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻纤增强后的机械强度和弹性模量水平，而玻纤或碳纤维增强后更超过后者，到达异常高的水平。LCP还有优良的摩擦、磨耗性能，蠕变性可忽略不计。

2.突出的耐热性：Xydar的熔点421℃，在空气中560℃、在氮气中567℃才开始分解，其热变形温度高达355℃，Ekonol热变形温度为293℃。Xydar可在-50～240℃连续使用，仍有优良的冲击韧性和尺寸稳定性，Xydar不受锡焊合金熔化的影响，Ekonol耐320℃焊锡浸渍5分钟，玻纤增强级Vectra 也可耐260～280℃焊锡完全浸渍10秒。根据其耐热性的高低，LCP可以分成三类，见下表。

三种类型LCP的性能比较

3.极佳的阻燃性：在不添加阻燃剂的情况下，LCP材料对火焰具有自熄性，可达UL94V-0级的阻燃性，在火焰中不滴落，不产生有毒烟雾。Xydar按烟法NBS-D4测定的烟密度达3～5。这些在塑料中都是少见的，它们是防安全性最好的塑料之一。

4.极小的线膨胀系数，很高尺寸稳定性和尺寸精度：LCP流动方向的线膨胀系数可与金属匹敌，比一般塑料小一个数量级。由于LCP在熔融状态下已有结晶性，不象普通结晶性塑料那样加工成制品后冷却时发生体积收缩，故制品尺寸精度高。

5.耐气候老化性和耐辐射性好，对微波透明：LCP的耐气候优于多数塑料，Xydar加速气候老化4000小时仍保持优良性能。Vectra气候老化照射2000小时，性能指标保持90～100%，高温（200℃）老化180天，拉伸强度和伸长率仍保持50%以上。LCP经碳弧加速紫外线照射6700小时，或Co60核辐射10兆拉德，性能不显著下降。对微波辐射透明，不易发热。

6.优良的电性能：LCP有较高的电性能指标，厚度小时的介电强度比一般工程塑料高得多。

7.突出的耐化学腐蚀性：LCP在很宽的温度范围内不受所有工业溶剂、燃料油、洗涤剂、漂泊剂、热水和浓度90%的酸、50%的碱液腐蚀或影响，在溶剂作用下也不发生应力开裂，如Xydar浸于50℃的20%硫酸中11天，拉伸强度保持98%，在82℃热水中浸4000小时，性能不变。

8.优良的成型加工性能：LCP熔体粘度低，流动性好，故成型压力低，周期短，可加工成壁薄、细长和形状复杂的制品；加工LCP时也不需脱模剂和后处理，且由于LCP材料的分子在与金属模具相接触的表面形成了坚固的定向层，因此加工工件的表面非常平整光滑。

但与以上长处相应的，LCP材料也存在以下一些不足之处：

1.由于LCP材料取向在流向上强而在垂直方向上弱，因此工件的表面强烈地表现出各向异性；

2.在模腔内二股物料汇聚处，由于结晶的形成是依焊线曲向，故其强度降低，因此设计模具是对此点因加以充分考虑；

3.薄型成型品存在脆性；

4.由于LCP材料本身不透明，所以对其进行着色加工的可能性有限；

5.售价较昂贵，因此使用它会增加成本

LCP注射成型工艺指导书

1. 料筒温度

通常料筒温度、喷嘴温度、材料熔融温度如表所示。

如考虑到螺杆的使用寿命，可以缩小后部、中部、前部的温差。为了防止喷嘴流涎，喷嘴温度可以比表中所示的温度低10℃，如果要提高流动性的话，所设温度可以比表中所示的温度高出20℃，但是必须注意下列情况。

降低料筒温度时：滞留时间过长，不会引起粒料在料筒中老化，也不会产生腐蚀性气体，所以滞留时间长一般不会产生什么大的问题。但是，如果长时间中断成型的话，请降低料筒温度，再次成型时，以扔掉几模为好。