美国 SABIC(原GE/基础创新塑料)LNP® LUBRICOMP® KL003-BK8115 耐磨POM注塑级产品全面介绍
——含15% PTFE 润滑·高耐磨·共聚甲醛 齿轮/轴承/滑动件专用料
一、公司介绍——SABIC(沙伯基础创新塑料 / 原GE Plastics)
SABIC Innovative Plastics(沙伯基础创新塑料,前身为GE Plastics通用电气塑料集团)是的特种工程塑料与复合材料供应商,隶属于沙特基础工业公司(SABIC)。其旗舰品牌包括 LEXAN®(PC)、NORYL®(PPO)、ULTEM®(PEI)、CYCOLAC®(ABS)及 LNP® COMPOUNDS(改性料)。
其中 LNP® LUBRICOMP® 系列是专为改善摩擦磨损性能开发的改性工程塑料产品线,通过在基体树脂(POM/PA/PBT/PEEK等)中添加PTFE(聚四氟乙烯)、硅油、石墨、碳纤维、芳纶等润滑/耐磨填料,赋予材料自润滑、低摩擦系数、高PV极限及优异耐磨耗寿命。KL003(色号BK8115为黑色定制色)是基于共聚甲醛(POM Copolymer)添加约15% PTFE微粒的内润滑耐磨改性料,是LNP LUBRICOMP家族中经典的"POM+PTFE"高耐磨级,广泛用于各类需无油润滑的精密传动与滑动部件。
二、产品介绍——LNP® LUBRICOMP® KL003-BK8115
KL003-BK8115(对应基础牌号 LNP LUBRICOMP Compound KL003,BK8115为黑色定制色号)是以聚甲醛共聚物(Acetal Copolymer / POM-C)为基体,添加约15 wt% 超细聚四氟乙烯(PTFE)粉末作为内润滑/耐磨填料的注塑级改性聚甲醛。
该牌号属于自润滑耐磨POM(Internally Lubricated Wear Resistant Acetal),典型特征包括:
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超低摩擦·高耐磨:PTFE微粒在注塑过程中均匀分散并于摩擦面上形成转移膜,使动摩擦系数降至≈0.15~0.35(vs POM自身≈0.35~0.4),Taber磨损量较未填充POM降低50%~70%,适合长期干摩擦工况(齿轮-轴、轴套-销轴、滑块-导轨)。
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保持POM本体优良机械性能:拉伸强度≈48MPa、弯曲模量≈2210~2250MPa、HDT@1.8MPa≈97℃,刚性高、抗蠕变好、疲劳强度优异,优于多数热塑性塑料。
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尺寸稳定·低吸湿:平衡吸水率仅0.20%~0.29%(23℃,50%RH),远低于尼龙(PA6/PA66≈1.5%~2.5%),受环境湿度影响极小,适合精密公差传动件。
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良好耐化学品性:POM本征耐燃油、润滑油、制动液、稀酸碱及多数有机溶剂(除强酸如浓硝酸、强碱高温下略敏感),适合汽车/机械油接触环境。
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注塑加工性好:熔体流动适中,适合成型薄壁复杂精密零件,模具污染低(PTFE添加量控制在15%内,喷霜风险低,但需注意螺杆清洗)。
通常以黑色颗粒(Black/BK8115)供应,25kg/袋(防潮复合袋),建议储存于阴凉干燥处(RH<60%,<40℃),保质期一般自生产日起24个月。符合RoHS、REACH环保要求。
⚠️ 说明:PTFE为惰性润滑剂,会降低缺口冲击韧性(相较纯POM略有下降,悬臂梁缺口冲击≈37 J/m或3 kJ/m² ISO),设计时需避免尖角应力集中;POM对强酸(尤其是氧化性酸如浓硝酸、发烟)敏感,不耐酚类/氯代酚;加工时需防甲醛气体逸出(车间通风)。
三、产品性能详述
1. 物理性能
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密度:1.49 g/cm³(ASTM D792 / ISO 1183)——因含PTFE略高于纯POM共聚物(≈1.41)
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吸水率(24h, 23℃, 50%RH):0.20%(ASTM D570)
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平衡吸水率(23℃, 50%RH):0.29%(ISO 62)——极低,尺寸稳定
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成型收缩率(Flow方向,3.2mm厚,24h):1.0%~3.0%(ASTM D955;典型均值约1.8%~2.0%);横向(Transverse):1.0%~3.0%
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线性热膨胀系数(MD/TD, -30~30℃):1.1×10⁻⁴ /K(ASTM D696)
2. 机械性能
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拉伸屈服应力:48.0 MPa(ASTM D638)/ 46.0 MPa(ISO 527-2)
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拉伸断裂应力:≈48.0 MPa(ASTM D638)/ 46.0 MPa(ISO 527-2)
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拉伸屈服应变:10%(ASTM D638)/ 9.0%(ISO 527-2)
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拉伸断裂伸长率:19%(ASTM D638)/ 16%(ISO 527-2)
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拉伸弹性模量:2530 MPa(ASTM D638)/ 2460 MPa(ISO 527-2)——高刚性
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弯曲强度(屈服):75.8 MPa(ASTM D790)
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弯曲模量:2210 MPa(ASTM D790)/ 2250 MPa(ISO 178)
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悬臂梁缺口冲击强度(Izod Notched, 23℃):≈37 J/m(ASTM D256)或 3.0 kJ/m²(ISO 180/1A)——PTFE填充后较纯POM有所下降,设计时避免尖角
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悬臂梁无缺口冲击强度(Izod Unnotched, 23℃):≈710 J/m(ASTM D4812)或 46 kJ/m²(ISO 180/1U)——无缺口仍具POM韧性特征
3. 摩擦磨损性能(核心卖点)
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动摩擦系数(Dynamic COF, vs Steel, Modified ASTM D3702):≈0.35(典型0.30~0.38,依配对面光洁度/载荷微调)
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静摩擦系数(Static COF):≈0.17
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磨损因数(Wear Factor, Washer Test, ASTM D3702 Modified):K=11.0×10⁻¹⁰ in⁵·min/(ft·lb·hr) 或 Ring Test 0.300×10⁻¹⁰ in⁵·min/(ft·lb·hr)——较未填充POM显著降低
4. 热性能
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热变形温度 HDT@1.8MPa(未退火,3.2mm):97℃(ASTM D648)/ 88℃(ISO 75-2/Af)
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热变形温度 HDT@0.45MPa(未退火,3.2mm):158℃(ASTM D648)/ 149℃(ISO 75-2/Bf)
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连续使用温度:建议-40~+90℃(空气中长期),短时可达100~110℃;共聚POM热氧稳定性优于均聚POM
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熔点(DSC):≈163~167℃(POM共聚物特征)
5. 电性能(参考)
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体积电阻率:≈10¹⁴ Ω·cm(优良绝缘,PTFE不导电)
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介电强度:≈18~20 kV/mm
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UL 94阻燃等级:HB(1.5mm/3.0mm)——属缓慢燃烧聚烯烃特征,非V-0阻燃
四、产品用途
★ 核心应用——需自润滑耐磨的精密运动/滑动件
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机械传动件:小模数齿轮(打印机/复印机/扫描仪驱动齿轮、电动窗帘/百叶窗齿轮、玩具电机减速齿轮)、蜗轮、凸轮、棘轮、齿条
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滑动轴承与轴套:打印机/办公设备转轴衬套、纺织机械导轮轴套、仪器仪表滑动轴承(低速中载无油润滑)、门窗五金滑轮衬套
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导向与限位滑块:自动化设备直线导轨滑块、气动/液压缸活塞导向环、复印机/ATM机走纸辊支架滑块
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汽车与摩托车部件:车窗升降器齿轮、门锁执行机构齿轮/滑块、座椅调节机构小齿轮、雨刮连杆衬套(非发动机舱高温区)
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消费电子与家电:榨汁机刀组传动齿轮、电动牙刷减速齿轮、咖啡机泵体滑动件、风扇扇叶定位环
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工业辅助件:计量泵计量环、流量计转子、拉链滑块(高档)、渔线轮传动件
⚠️ KL003-BK8115为含PTFE内润滑POM共聚物,适用于中低PV值(压强×速度)干摩擦或脂润滑工况。若PV值极高(高速重载)或需耐高温>120℃,建议评估LNP LUBRICOMP含碳纤维/石墨/MoS₂复合牌号或改用PA66+MoS₂/PEEK+CF。POM不耐强氧化性酸,忌与浓硝酸/浓长期接触。
五、产品物性表(典型值)
性能项目 | 测试条件 | 测试标准 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
物理性能 | ||||
密度 / 比重 | 23℃ | ASTM D792 / ISO 1183 | 1.49 | g/cm³ |
吸水率(24h, 50%RH) | 23℃ | ASTM D570 | 0.20 | % |
平衡吸水率(50%RH) | 23℃ | ISO 62 | 0.29 | % |
成型收缩率(流动向) | 3.2mm, 24h | ASTM D955 | 1.0~3.0(≈1.8~2.0) | % |
成型收缩率(横向) | 3.2mm, 24h | ASTM D955 | 1.0~3.0 | % |
线性热膨胀系数(MD,-30~30℃) | — | ASTM D696 | 1.1×10⁻⁴ | /K |
力学性能 | ||||
拉伸屈服强度 | 5mm/min | ASTM D638 | 48.0 | MPa |
拉伸屈服应力 | 5mm/min | ISO 527-2 | 46.0 | MPa |
拉伸断裂强度 | 5mm/min | ASTM D638 | 48.0 | MPa |
拉伸断裂应力 | 5mm/min | ISO 527-2 | 46.0 | MPa |
拉伸屈服应变 | 5mm/min | ASTM D638 | 10 | % |
拉伸应变(屈服, ISO) | 5mm/min | ISO 527-2 | 9.0 | % |
断裂伸长率(ASTM) | 5mm/min | ASTM D638 | 19 | % |
拉伸应变(断裂, ISO) | 5mm/min | ISO 527-2 | 16 | % |
拉伸弹性模量 | 50mm/min | ASTM D638 | 2530 | MPa |
拉伸弹性模量(ISO) | 1mm/min | ISO 527-2 | 2460 | MPa |
弯曲强度(屈服) | 50mm跨距 | ASTM D790 | 75.8 | MPa |
弯曲模量 | 50mm跨距 | ASTM D790 | 2210 | MPa |
弯曲模量(ISO) | 2mm/min | ISO 178 | 2250 | MPa |
悬臂梁缺口冲击(Izod) | 23℃, 3.2mm | ASTM D256 | 37 | J/m |
悬臂梁缺口冲击(ISO) | 23℃ | ISO 180/1A | 3.0 | kJ/m² |
悬臂梁无缺口冲击(ASTM) | 23℃ | ASTM D4812 | 710 | J/m |
悬臂梁无缺口冲击(ISO) | 23℃ | ISO 180/1U | 46 | kJ/m² |
摩擦磨损性能 | ||||
动摩擦系数(COF Dynamic) | vs Steel, Modified ASTM D3702 | ASTM D3702 Mod. | 0.35(≈0.30~0.38) | — |
静摩擦系数(COF Static) | vs Steel | ASTM D3702 Mod. | 0.17 | — |
磨损因数(Wear Factor, Washer) | ASTM D3702 Mod. | ASTM D3702 Mod. | 11.0×10⁻¹⁰ | in⁵·min/(ft·lb·hr) |
热性能 | ||||
热变形温度(HDT) | 1.8MPa, 未退火, 3.2mm | ASTM D648 | 97 | ℃ |
热变形温度(HDT) | 1.8MPa, 未退火, 64mm | ISO 75-2/Af | 88 | ℃ |
热变形温度(HDT) | 0.45MPa, 未退火, 3.2mm | ASTM D648 | 158 | ℃ |
热变形温度(HDT) | 0.45MPa, 未退火, 64mm | ISO 75-2/Bf | 149 | ℃ |
燃烧性能 | ||||
UL 94阻燃等级 | 1.5mm/3.0mm | UL 94 | HB | — |
以上数据为SABIC LNP LUBRICOMP KL003(BK8115为黑色定制色)典型值(Typical Values),不可直接作为规格保证值(Spec Limit),批量采购请以原厂COA及正式Data Sheet为准。
六、注塑加工工艺推荐与注意事项
(一)原料干燥——POM吸湿低但仍建议干燥
POM平衡吸水率低(<0.3%),但粒料若暴露于高湿环境或冬春季吸潮,微量水分在高温下会致降解(甲醛逸出、银纹气泡):
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干燥温度:80~90℃(建议82℃)
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干燥时间:新料≥2~3h;受潮料延长至3~4h
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除湿干燥机露点:≤-30℃
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允许含水率:<0.05%
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⚠️ 禁止>100℃长时间烘烤(POM在空气下高温易氧化降解变黄,尤其含PTFE时热历史敏感)
(二)料筒温度设定
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加料段(后段/Zone 1):175~190℃(建议180~185℃)——偏低防早熔架桥
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压缩段(中段/Zone 2):193~210℃(建议200~205℃)
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计量段(前段/Zone 3):210~225℃(建议215~220℃)
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喷嘴温度:210~220℃(略低于或接近前段防流涎)
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熔体实际温度:建议200~220℃;高不超过230℃(POM热敏性强,超温易热降解产生甲醛气体、制品起泡、螺杆腐蚀;含PTFE更忌过热碳化)
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薄壁精密件可适当提高料温改善充模;厚壁件偏低减少内应力
(三)模具温度
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推荐模温:60~80℃(一般取70~80℃)——较高模温促进POM结晶完整,制品表面光滑、尺寸稳定、内应力低、耐磨面质量好
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过低模温(<50℃)→充填阻力略增、熔接痕明显、表面暗淡、内应力增大
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过高模温(>90℃)→冷却时间延长、脱模困难,但结晶度高刚性略升
(四)注射与保压
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注射压力:60~100 MPa(视投影面积与壁厚,精密小件偏中高压充分填充)
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保压压力:为注射压力50%~70%,保压时间依壁厚调整(POM结晶收缩较大,需充分补缩防缩孔,尤在厚筋/凸台处)
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螺杆转速:中低30~60 rpm(避免过高剪切热致局部过热降解)
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背压:0.2~0.3 MPa(低背压助塑化排气,不宜过高增温升)
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多级注射建议:首段低速填流道/浇口防喷射痕(Jetting在POM上易产生表面螺旋纹),次段中高速充型,末段低压缓充防过保压残余应力
(五)PTFE改性料特殊注意
1.
清洗螺杆:停机>30分钟建议用纯POM共聚物(无填充或玻纤低)或PP/PE清洗螺杆;切忌用PA(尼龙)或PC高温清洗后直接打POM(残留高温PA易使POM降解)。换色/换牌号需彻底清机。PTFE低表面能,残料较难洗净,建议延长清洗时间或先用少量HDPE过渡再洗。
2.
模具排气:必须充分排气(槽深0.01~0.02mm),POM降解产物及被困气致烧焦或银纹。
3.
再生料使用:允许掺用本牌号洁净无水口料≤10~15%(耐磨/滑动件建议≤10%),过量会降低冲击、耐磨性及尺寸稳定性;回料须重新充分干燥。
4.
避免尖角:PTFE填充POM缺口敏感性增加,零件设计圆角R≥0.5mm(推荐R=0.8~1.0mm),避免应力集中开裂,尤其受循环载荷件。
5.
耐化学品提示:POM耐燃油、机油、制动液、醇类、稀酸碱一般;避免接触浓硝酸、发烟、酚类(如苯酚、氯酚)、高温强碱(>60℃ NaOH)——会使POM迅速降解/溶胀开裂。
6.
安全与环保:加工时局部可能逸出微量甲醛气味(POM热解特征),车间需通风;符合RoHS、REACH要求,可提供MSDS及符合性声明。
7.
存储:未开封存<40℃、RH<60%仓库,避阳直射,保质期通常自生产日起24个月。
七、小结
SABIC(原GE/基础创新塑料)LNP® LUBRICOMP® KL003-BK8115(POM共聚物+15% PTFE黑色耐磨级)是一款专为需自润滑无油/脂润滑的精密运动与滑动部件优化的注塑级改性聚甲醛,凭借动摩擦系数≈0.35(显著低于纯POM)、磨损因数降低50%+ 、拉伸强度48MPa、弯曲模量2210MPa、HDT@1.8MPa=97℃、极低吸水率(0.29%)带来尺寸稳定性及优良耐油/耐溶剂性,成为打印机/复印机齿轮、办公设备轴承衬套、汽车门锁执行机构传动件、自动化滑块及各类低速中载干摩擦件的主流选材。配合规范干燥(80~90℃/2~3h)、熔温控制(200~220℃勿超230℃)、较高模温(70~80℃)及合理多级注射与低应力设计,可获得高良率、尺寸精密、耐磨寿命长的优质制件。
