日本住友的 LCP E5008 是一款以 高耐热性、低线性膨胀系数(低 CTE)和玻纤增强 为核心优势的液晶聚合物(LCP),专为高温环境下对尺寸精度要求严苛的场景设计。以下从性能、应用、对比及加工要点展开解析:
一、核心性能解析1. 玻纤增强的高强度与刚性增强比例:含 40% 玻璃纤维(GF40),力学性能显著提升。
拉伸强度:约 150 MPa,弯曲模量高达 13,000 MPa(接近金属铝合金的刚性),适合承受高负载的结构件。
抗蠕变性:在 150℃、80 MPa 负荷下蠕变应变仅 0.5%,长期使用不易变形(优于普通 POM 材料)。
2. 突出的耐热性与尺寸稳定性长期使用温度:可在 280℃ 环境下持续工作,短期耐受 300℃ 高温(如工业炉内机械部件)。
热变形温度(HDT):290℃(1.8MPa 负荷),高温下刚性保持率超 90%,远超尼龙(PA)和聚酯(PBT)。
低线性膨胀系数(CTE):2.5×10⁻⁵/℃(沿玻纤取向方向),接近金属铜(1.7×10⁻⁵/℃),与金属、陶瓷等热膨胀系数差异小,适合金属 - 塑料复合部件(如电子封装中的嵌件成型)。
3. 化学稳定性与表面特性耐化学腐蚀性:对 润滑油、溶剂(如二)、盐雾 耐受性强,可用于海洋环境或化工设备(如阀门密封件)。
表面硬度:洛氏硬度 M120,耐磨性能优异,可直接接触金属导轨(如打印机分页器齿轮)。
4. 成型加工特性熔体流动性:中等粘度,适合 中等壁厚(1.5-3mm) 和复杂结构件,需注意避免过度剪切导致玻纤断裂。
阻燃性:未添加阻燃剂时已通过 UL94 V-0(1.6mm 厚度),天然阻燃特性适合电子电气领域。
二、典型应用领域电子与半导体
IC 封装载具:用于 SMT 回流焊(260℃)的托盘,低 CTE 确保芯片与基板热匹配,减少焊接应力导致的开裂。
连接器端子:如汽车高压连接器(耐电弧 + 耐机油),或 5G 基站用高速信号连接器(低介电损耗 + 尺寸稳定)。
传感器部件:温度传感器外壳(耐长期高温 + 抗振动),用于新能源汽车电池管理系统(BMS)。
汽车工业
发动机核心部件:涡轮增压器隔热罩、排气再循环(EGR)阀部件(耐废气腐蚀 + 高温)。
金属替代件:变速箱齿轮(减重 50%+ 耐磨)、发动机支架(低 CTE 匹配铝合金缸体)。
航空航天与
高温结构件:无人机发动机缸体、卫星姿态调整机构齿轮(耐极端温度循环 - 60℃~+250℃)。
耐辐射部件:核工业用阀门开关组件(耐 γ 射线辐射 + 尺寸稳定)。
精密机械与仪器
光学镜头支架:用于工业相机或激光雷达(LiDAR),低 CTE 抑制温度变化导致的焦距偏移。
半导体晶圆夹具:光刻设备中夹持晶圆的精密部件(表面粗糙度 Ra≤0.8μm,耐化学清洗液)。
三、与住友其他 LCP 型号对比E5008 | GF40 | 低 CTE + 超高刚性 + 高耐热 | 高温下需尺寸匹配的金属替代件 |
E4008 | GF30 | 低粘度 + 耐化学性 + 耐老化 | 复杂化工环境、薄壁精密件 |
E6006 | 无增强 | 纯树脂高流动 + 易成型 | 微型结构件(如光纤连接器) |
E7000 | 碳纤增强 | 导电 + 抗静电 | 电磁屏蔽、半导体设备接地部件 |
温度控制
熔融温度:310-340℃(GF40 填充需更高温度确保流动性,避免滞留降解)。
模具温度:130-160℃(提高结晶度,降低成型后收缩,建议使用油温机jingque控温)。
设备与模具设计
螺杆要求:采用 全硬化螺杆(硬度≥HRC55) 和止逆环,压缩比 2.5:1,长径比(L/D)20-24:1。
浇口设计:优先使用 扇形浇口 或 潜伏式浇口,避免针点浇口导致玻纤取向不均(可能引发翘曲)。
后处理与检测
去应力退火:高精度部件建议在 200℃ 空气循环炉中保温 2 小时,消除内应力(如航空航天紧固件)。
CTE 测试:对金属嵌件成型件,需实测沿玻纤取向和垂直方向的 CTE 值,确保热匹配设计。
环境与安全
加工时产生的玻纤粉尘需配备 高效过滤(HEPA)除尘系统,避免吸入危害。
废料可通过 机械回收 造粒(性能约下降 10-15%),用于非关键结构件(如工业设备外罩)。
LCP E5008 凭借 GF40 增强的超高刚性、280℃级耐热性和低 CTE 特性,成为高温环境下替代金属的理想材料,尤其适合需要与金属部件热膨胀系数匹配的精密场景(如电子封装、汽车发动机精密件)。若需更低粘度或更高导电性,可参考住友其他 LCP 型号,或结合官方提供的 热分析报告(DSC/TGA) 和 成型模拟数据 进行选型优化