SUMIKAEXCEL PES粉末的特点

SUMIKAEXCEL PES的粉末等级适用于以下用途。

• 溶解在溶剂中作为粘合剂、涂料、涂层剂使用
• 溶于溶剂加工成中空纤维膜和流延膜 (平膜)
• SUMIKAEXCEL基于PES的各种化合物应用和环氧增强应用

作为粉末等级，备齐了以下等级。

表 7-1 SUMIKAEXCEL PES 粉末等级

粉末级	RV（降低粘度）*	主要用途
3600P	0.36	化合物
4100P	0.41	涂料、涂层剂、粘合剂
4800P	0.48	中空纤维膜、粘合剂
5003PS	0.50	涂料/涂层剂，粘合剂，环氧增强剂
5200P	0.52	中空纤维膜
5900P	0.59	中空纤维膜
7600P	0.76	中空纤维膜

* 還元粘度在1%二甲基甲酰胺 (DMF) 溶液中测量。

表 7-2 SUMIKAEXCEL PES 等级阵容

還元粘度		0.36	0.41	0.48		0.52	0.59	0.76
粉末		3600P	4100P	4800P		5200P	5900P	7600P
					5003PS *
颗粒	未强化	3600G	4100G	4800G
	玻璃纤维强化	3601GL20	4101GL20
		3601GL30	4101GL30

* 末端含OH级

SUMIKAEXCEL粉末级的物理特性

SUMIKAEXCEL 3600P、4100P、4800P 的特性

粉末类型3600P、4100P和4800P的物理性质值相当于颗粒类型3600G、4100G和4800G的物理性质值。

表7-3 3600G、4100G、4800G的物性值

		测试方法	单位	3600G/4100G/4800G
一般物性	密度	ISO 1183	g/cm3	1.37
	成形收缩率 (MD)	住友化学的方法	%	0.60
	成形收缩率 (TD)	住友化学的方法	%	0.60
	吸水率(23°C, 24小时)	ISO 62	%	1.0
机械性质	抗拉强度	ISO 527-1,2	MPa	85
	拉伸屈服应变	ISO 527-1,2	%	6.5
	弯曲强度	ISO 178	MPa	130
	弯曲模量	ISO 178	MPa	2,600
	艾氏冲击强度 (无凹槽)	ISO 180/1U	kJ/m2	未断裂
	艾氏冲击强度 (带凹槽)	ISO 180/1A	kJ/m2	8
	洛氏硬度 (M级)	ISO 2039-2	-	95
热性质	载荷挠度温度 (0.45MPa)	ISO 75	℃	214
	载荷挠度温度 (1.80MPa)	ISO 75	℃	205
	线性膨胀系数 (MD)	ISO 11359-1,2	10-5 /K	5.5
	线性膨胀系数 (TD)	ISO 11359-1,2	10-5 /K	5.5
电性质	相对介电常数 (绝干:100Hz)	IEC 62631-2-1	-	3.5
	相对介电常数 (绝干:1MHz)	IEC 62631-2-1	-	3.4
	相对介电常数 (绝干:1GHz)	IEC 60250	-	3.4
	介电相切 (绝干:100Hz)	IEC 62631-2-1	-	0.002
	介电相切 (绝干:1MHz)	IEC 62631-2-1	-	0.004
	介电相切 (绝干:1GHz)	IEC 60250	-	0.004
	体积电阻率	IEC 62631-3-1	Ω・m	>1013
	介质击穿强度 (1毫米)	IEC 60243-1	kV/mm	43
	抗跟踪能力	IEC 60112	V	150
燃烧性	阻燃分类	IEC 60695-11-10	-	V-O
	临界氧气指数 (1.6mm)	ASTM D2863	%	38

SUMIKAEXCEL 5003P、5003PS 的特性

• 一种玻璃转移点为230°C的非晶性树脂。
• 每100个重复聚合单位具有0.6~1.4个末端羟基，因此具有良好的粘附性。
• 其他性能与SUMIKAEXCEL PES其他等级相同。

涂料/涂料领域

SUMIKAEXCEL 4100P和5003PS用于油漆和涂料领域。特别是，5003PS 是一种具有增强的热硬度、耐化学性和金属附着力的牌号。
我想谈谈使用SUMIKAEXCEL 5003PS 的油漆和涂料。

SUMIKAEXCEL 5003PS所用油漆和涂层剂的特性

• 即使在空气中长期使用250°C,或者在冷热循环 (0°C⇔250°C) 中也很稳定。
• 粘着性、密着性=对玻璃、陶瓷、铁、不锈钢、铝或铝合金等发挥出色的粘着性。
• 耐溶剂性=在非晶性树脂中表现出优异的耐溶剂性。
• 耐水分解性=聚醚砜树脂本身是耐水分解性优异的树脂，5003PS表现出更优异的耐水分解性。
• 良成膜性=成膜性优异，充分保护基材。
• 阻燃性=无添加阻燃剂，具有较高的阻燃性。
• 透明度=具有极高的透明度，即使在涂层后也能保持基材的外观。
• 卫生性=不含增塑剂等添加剂卫生。

SUMIKAEXCEL 5003PS的使用方法（解决方法示例）

• 对基材进行脱脂，根据需要进行喷砂或蚀刻。
• 将SUMIKAEXCEL 5003PS 溶解在溶剂中。
• 将该溶液用浸渍、涂刷、喷雾法等涂在基材上，风干20分钟。
• 在350~400°C、空气中进行30分钟的煅烧处理。

防止凝胶化

SUMIKAEXCEL PES 溶液可能会胶凝，但这被解释为涉及 PES 分子和溶剂的结晶。

(特征)

• 溶液可能浑浊并且整体凝固。
• 当形成凝胶时，即使加入溶剂也难以再溶解。
• 凝胶是使未凝胶化溶液凝胶化的核。
• 通过加热使其熔化并返回原始溶液。

(防止凝胶化)

• 不施加过大的剪应力。避免使用匀浆器。
• 不要在高浓度状态下长时间放置。不要将膨胀的PES放置在未搅拌的溶剂中。
• 推荐使用混合溶剂。

浓度-粘度相关性

SUMIKAEXCEL 4100P 和 5003PS NMP 溶液的浓度-粘度关系如下。

图 7-1 SUMIKAEXCEL 4100P 和 5003PS 的 NMP 溶液的浓度-粘度相关性

铝板上SUMIKAEXCEL 5003PS 涂层的耐热性（示例）

表7-4连续使用耐热性 (250°C空气中)

评估项目	时间 (hr)
	0	115	235
外观变化	-	无变化	无变化
网格测试*1	100/100	100/100	100/100
耐腐蚀性测试*2	无腐蚀	无腐蚀	无腐蚀

表7-5冷热循环测试 (在0°C冰水中2分钟和在250°C空气中2分钟的循环)

评估项目	循环次数 (次)
	0	25	50
外观变化	-	几乎没有变化	边缘部分有少许发泡
网格测试*1	100/100	100/100	100/100
耐腐蚀性测试*2	无腐蚀	无腐蚀	无腐蚀

*1 使用安全剃刀将SUMIKAEXCEL 5003PS 涂层在 100 mm ²的面积上以 1 mm x 1 mm 的交叉方式切割至基材，然后按压玻璃纸胶带并将其剥离。基材上剩余的SUMIKAEXCEL PES 部分的数量。
*2 将15体积％的硫酸溶液滴到SUMIKAEXCEL 5003PS涂层表面后，在其上放置玻璃板，放置24小时后立即通过观察表面的变化来判断。

环氧系强化系统用途

SUMIKAEXCEL 5003PS 传统上用于环氧树脂增强系统。使用5003PS的优点如下。

• 提高环氧抗破坏强度。
• 有非常高的Tg。
• 具有优良的机械性能。

环氧树脂的韧性增强

SUMIKAEXCEL 5003PS 本身就很坚韧，并且具有高 Tg 和模量，可以在不降低整体系统性能的情况下增加环氧树脂的韧性。从下表可以看出，断裂强度（G_IC）显着增加，而Tg没有显着下降。

表7-6 TGDDM/4,4-DDS系统的效果

环氧树脂/As4CF类、聚合物浓度30wt%下的比较研究结果

表 7-7 SUMIKAEXCEL PES 和 PEI 比较

SUMIKAEXCEL PES在飞机和体育用品领域的应用

CFRP（碳纤维与树脂复合材料）的基体树脂采用热固性环氧树脂。
环氧树脂具有优异的机械性能和热性能，但与热塑性树脂相比，它具有脆性的缺点。当用于飞机和体育用品领域时，必须提高断裂韧性（冲击后压缩强度：CAI = Compressive After Impact strength）。通过添加 5003P，它与环氧树脂发生反应，提供高韧性，以抵抗可能导致基体树脂分层的冲击断裂。

如何使用SUMIKAEXCEL PES

将5003P溶解在环氧基剂中形成均质体系。当添加固化剂并固化时，它与5003P的羟基发生反应，形成特殊的海岛结构形貌，提高抗冲击性。为了将5003P溶解在环氧基剂中获得均匀的体系，可将5003P精细研磨并在N₂气氛中在150℃左右直接溶解在环氧基剂中，或者将环氧基剂和5003P均匀地溶解在环氧基剂中。有一种方法是通过蒸馏除去溶剂来获得均相体系。

SUMIKAEXCEL每单位复合材料的 PES 使用量（示例）

• 每单位基质树脂
  环氧基剂（100份）：固化剂（30-40份）：5003P（30份）
• 每单位预浸料
  ～10wt%

作为飞机用结构材料的使用方法

当实际用作飞机等的结构材料时，将采用上述使用SUMIKAEXCEL 5003P的方法制备的CF预浸料的表面撒上调节粒径的5003P颗粒(坚韧球)，然后将几十片片材层压成型后，界面处的 PES 球进一步提高了抗冲击性。
已经设计出多种层压方法。
（示例：波音公司的飞机结构材料标准）

• CAI(Compressive After Impact strength) 值为310MPa或更高
• CS (Compressive Strength.Hot/Wet Condition) 值为1100MPa (82°C) 或更高

粘合剂用途

SUMIKAEXCEL PES可用作耐热粘合剂。特别是在金属粘接时具有优异的粘接强度。

特征

• 粘结层具有高拉伸剪切粘合强度和T形剥离粘合强度，具有刚度和柔韧性的平衡特性。
• 它具有市售热塑性树脂粘合剂中最高的耐热性，即使在 200°C 下，实际断裂拉伸强度也可达 20 MPa。
  此外，它还可以在高达250℃的温度下短时间重复使用。
• 耐化学品性、耐热性优异。
• 不含溶剂或挥发性成分，无需底漆即可与铝、不锈钢、钢和黄铜等多种材料完美结合。

粘接方法

使用SUMIKAEXCEL PES薄膜的热熔型粘合方法

• 将胶片切割成被粘物的大小。
• 根据需要，用砂纸、盘式磨光机等对被粘体表面进行粗面化处理，然后用丙酮、甲苯等进行清洁。
• 将薄膜夹在被粘物之间，用夹具轻轻压紧，然后在300~360°C下加热10至30分钟。压合的程度是熔化的树脂从被粘体之间稍微露出毛刺就足够了。
• 如果放冷，就能得到坚固的粘结体。

使用粘结溶液的粘结方法

SUMIKAEXCEL 5003PS溶剂系统
5003PS在单一溶剂中溶解不稳定，会导致PES沉淀，因此通常使用混合溶剂体系。 （使用单一溶剂时，溶液稳定性低，会发生凝胶化。）

表 7-8 SUMIKAEXCEL 5003PS 混合溶剂体系示例

溶剂	溶剂	混合比 (体积比)
A	二甲基甲酰胺 环己酮 甲乙酮	20 80 25
B	N-甲基-2-吡咯烷酮 甲苯或二甲苯	2 1
C	N-甲基-2-吡咯烷酮 甲苯或二甲苯 硅流量调节器 甲乙酮	60 30 0.5～1 35
D	硫磺素 γ-丁内酯	1 1
E	硫磺素 丙酮或甲乙酮	1 1

粘合方式
PES粘合剂的粘合强度根据热处理条件而变化，因此必须根据使用方法设定条件。
(条件例1)130℃干燥2小时
(条件例2)100℃，1小时，然后在350℃干燥15分钟

SUMIKAEXCEL 5003PS 粘合剂系统的特性

高温下具有优异的粘合强度。以SUMIKAEXCEL 5003PS胶粘剂体系将18-8不锈钢粘合在一起时，温度升至220℃时的粘合强度变化和150℃老化时的粘合强度保留率结果如下所示。表 7-9 和表 7-10。

PES膜滤器制造的滤芯过滤器 (提供:东洋滤纸株式会社)