生(shēng)物(wù)基注塑仿玻璃PC材料介紹:高透明、高硬度、低彩虹紋
來源 : 艾邦高分(fēn)子 上傳更新 : 2020-05-19
5G時代對手機背蓋的信号傳輸提出了更高的要求,非金屬手機後蓋如玻璃、複合闆材、陶瓷以及注塑仿玻璃PC等因對信号傳輸影響極小(xiǎo)而受到青睐。
其中(zhōng),注塑仿玻璃PC手機後蓋經表面硬化及後段貼膜/噴塗等表面裝飾處理後,呈現效果可媲美3D玻璃。一(yī)方面它具備厚度對标3D玻璃、曲面自由度比3D玻璃大(dà)的優勢,另一(yī)方面它可有助于降低CNC加工(gōng)時間,成本顯著降低,直通率較高,易于起量。
基于以上優點,衆多企業均有布局注塑仿玻璃PC手機背蓋,目前注塑仿玻璃主要加工(gōng)廠是昆山三景、欣旺達、北(běi)京東明、碩貝德、聯懋、通達、伯恩、盈光、東方亮彩等。從終端來說,OPPO、三星、小(xiǎo)米、vivo、華爲以及傳音等都有相關項目。
vivo 印度市場發布的仿玻璃塑膠後蓋手機Y95(來源中(zhōng)關村(cūn)在線)
而說到PC材料(聚碳酸酯),相信大(dà)家都不陌生(shēng)了,它性能優異,透明度較高,沖擊韌性好,耐蠕變,使用溫度範圍寬。它不僅僅在手機背蓋上得以應用,在手機前屏、手機保護套等方面也有應用。
圖 PC在手機配件上應用,源于網絡
說到PC樹(shù)脂,它目前有兩種工(gōng)業合成方法:光氣界面縮聚法和非光氣熔融酯交換法。其中(zhōng)光氣界面縮聚法所用到單體(tǐ)原料是雙酚A和光氣,非光氣熔融酯交換法所用到單體(tǐ)原料是雙酚A和碳酸二苯酯。
這些單體(tǐ)原料基本都是由石油提煉路線得來,而全球石化能源日益枯竭,石油提煉路線顯然不符合可持續發展的全球發展戰略。在這樣的背景下(xià),生(shēng)物(wù)基塑料就相應被開(kāi)發出來,譬如國外(wài)阿科瑪的生(shēng)物(wù)基PA11,國内凱賽生(shēng)物(wù)的PA5X。
而在PC(聚碳酸酯)方面,日本三菱化學早在2015年就推出了生(shēng)物(wù)基PC樹(shù)脂——DURABIO,其開(kāi)發的這種透明生(shēng)物(wù)工(gōng)程塑料DURABIO的共聚單體(tǐ)爲異山梨醇,而非傳統的雙酚A。
圖 葡萄糖到 DURABIO 的合成路線
一(yī)、結構與性能
圖 DURABIO 結構式
DURABIO 在透明性等特性方面超越了現有的以雙酚A爲原料的聚碳酸酯樹(shù)脂(PC樹(shù)脂),更因爲使用了與PC樹(shù)脂不同的具有獨特的脂環式氧結構(非芳香族結構)的植物(wù)萃取原料,不僅光學特點優異(雙折射低透明度高亮度高),還具有耐熱性、耐光性良好、表面硬度高(鉛筆硬度)、剛性強、生(shēng)物(wù)塑膠度等特點。
DURABIO不能生(shēng)物(wù)降解,适用于一(yī)系列工(gōng)程應用。與傳統的PC樹(shù)脂相比,DURABIO的主要優點爲高透明性、優異的光學性能及高耐磨性。
1. 高透光率
透明PC的光透過率一(yī)般在90%,十分(fēn)接近玻璃的透光效果。而DURABIO這隻料的透光率可以做到92%,在仿玻璃工(gōng)藝上,比一(yī)般的PC效果更佳。
DURABIO與普通PC的光透過性能測試數據(三菱化學數據)
2. 高表面硬度
PC其實綜合性能都十分(fēn)好,但其表面硬度過低是限制其在手機外(wài)殼上應用的一(yī)大(dà)因素。一(yī)般PC的表面硬度在3B左右,通過加硬才能做到1-2H。而DURABIO本身便具有F的硬度,通過特殊加硬液可做到6H,能很好的防止手機後蓋在使用過程中(zhōng)被刮花。
DURABIO與普通PC表面鉛筆硬度比對測試結果(三菱化學數據)
3. 低成型應力
PC成型應力的殘留,會到緻制品性能下(xià)降,形成殘次産品。而DURABIO與普通PC相比,具備更低的成型應力。配合注塑壓縮成型,能最大(dà)限度的減少制品的應力彩虹紋。
DURABIO與普通PC的應力彩虹紋對比(彩虹紋觀察原理:PC的雙折射現象)(三菱化學數據)
4. 良好的耐化學品性能
聚碳酸酯(PC)由于結構上的極性,導緻其對很多有機溶劑都較爲敏感。DURABIO 能過防曬霜測試,并對部分(fēn)強溶劑有着較好的抵抗。
DURABIO與普通PC、PMMA的耐化學品性能測試對比(三菱化學數據)
5. 與其他材料比較
圖 DURABIO 材料與其他透明樹(shù)脂比較(三菱化學數據)
圖 DURABIO 仿玻璃工(gōng)藝
圖 DURABIO 材料與複合闆材性能對比(三菱化學數據)
圖 DURABIO 材料與PMMA 對比(三菱化學數據)
二、應用
自2012年秋季開(kāi)始,三菱化學就在其位于黑崎(日本北(běi)九州)的工(gōng)廠生(shēng)産DURABIO,年産能爲5,000噸。DURABIO 雖然是植物(wù)萃取的聚合物(wù),卻具有以往生(shēng)物(wù)分(fēn)解聚合物(wù)所沒有的優異耐久性。三菱化學計劃充分(fēn)發揮這些特點,将其廣泛應用于最尖端的光學與能源相關部材,高性能玻璃換代品材料,電(diàn)子儀器、汽車(chē)箱體(tǐ)、内外(wài)裝材料等領域中(zhōng)去(qù)。
1. 手機
早在2015年,日本電(diàn)子制造商(shāng)夏普公司已經将全球首個生(shēng)物(wù)基塑料制成的智能手機前面闆商(shāng)業化,正是采用了三菱化學的生(shēng)物(wù)基聚碳酸酯DURABIO。
DURABIO在夏普 Cristal Ⅱ的前屏上應用,源于中(zhōng)塑在線
視頻(pín):三菱化學-DURABIO在手機後蓋的應用
2. 汽車(chē)
馬自達汽車(chē)公司和三菱化學公司聯合開(kāi)發了生(shēng)物(wù)基聚碳酸酯DURABIO,并用于馬自達CX-5等多款車(chē)型。
DURABIO材料是以提取自植物(wù)的異山梨醇作爲原料開(kāi)發的生(shēng)物(wù)基塑料,與傳統石油基塑料相比,該材料具有優越的耐化學性和可持續性。與其他生(shēng)物(wù)塑料相比,該材料在耐沖擊、耐熱性和耐候性等方面具有優越性。此外(wài),DURABIO擁有堅硬表面和抗劃傷性,不再需要進行任何塗層工(gōng)藝,在生(shēng)産階段還減少了揮發性有機化合物(wù)的排放(fàng)。
圖 馬自達MX-5 Miata
據稱,馬自達的大(dà)部分(fēn)車(chē)型已經開(kāi)始使用這種材料:2016年馬自達MX-5 Miata的内飾件,馬自達CX-9中(zhōng)型跨界車(chē)型的外(wài)飾件,2017年CX-5緊湊型跨界車(chē)的前格栅等。此外(wài),DURABIO還被用于各種各樣的内飾件,從變速箱蓋和車(chē)内杯架,到控制台側裝飾面闆,以及其他的外(wài)飾件,如C柱裝飾等。
除了馬自達,2016年雷諾公司在其Clio車(chē)型的速度計-轉速表外(wài)罩中(zhōng)使用了DURABIO材料;2013年鈴木汽車(chē)公司也與三菱合作在該公司的鈴木Hustler車(chē)型的内飾顔色面闆使用了這種生(shēng)物(wù)塑料,後來鈴木2015年Alto Lapin車(chē)型的内飾顔色面闆也使用了DURABIO材料。
3. 瓶裝容器
在2018年2月三菱還推出了面向瓶裝容器領域的DURABIO新牌号。
圖 DURABIO新牌号在化妝品瓶子上的應用
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