耐高温 · 热稳定 POM 美国塞拉尼斯 CELCON® / Hostaform® M15HP
产品技术说明书(汽车领域应用)
聚甲醛(POM)共聚物 | 高粘度 · 高刚性 · 抗蠕变 · HP 高效生产级 | 通用注塑 / 挤出
一、产品介绍
CELCON® M15HP(同体系亦以 Hostaform® M15HP 销售)是美国塞拉尼斯(Celanese Corporation)旗下 Celcon / Hostaform 系列的一款高性能共聚聚甲醛(POM-C)工程塑料。该牌号为高粘度、高刚性、抗蠕变的整体本色(未填充)改性共聚 POM,兼顾优异力学性能、尺寸稳定性与加工适应性,是汽车、工业机械、电子电器及医疗器械等领域高端结构件与传动部件的核心选材。
M15HP 中的“HP”意为 High Productivity(高效生产),表示其在保持高粘度熔体带来的高刚性、高抗蠕变与厚壁件致密度的对通用注塑工艺具有良好的适配性。其分子链规整度高、结晶性好,并在聚合与配方环节引入热稳定体系,使材料在长期受热及交变载荷工况下仍能保持力学与尺寸的稳定,特别适合发动机舱周边、底盘、燃油系统、门锁执行器、齿轮传动等汽车领域的长期承重与耐热部件。
凭借高抗蠕变性、高强度高刚性、优异耐化学性(耐燃油、润滑油、弱酸碱及多数有机溶剂)以及低摩擦自润滑特性,M15HP 可在 -40℃ 至 100℃ 的长期温度范围内稳定服役,常被用作替代金属实现轻量化、免润滑、低噪声运行的理想工程塑料基材。
二、公司介绍
塞拉尼斯(Celanese Corporation,原 Ticona/泰科纳 POM 业务现统一归入 Celanese 工程材料品牌)是的乙酰基产品及高性能工程材料供应商,也是全球聚甲醛(POM)共聚物的主流生产商之一。其 Hostaform® / Celcon® POM 以高结晶度、优异的耐磨滑动性、长期抗疲劳与抗蠕变、出色耐湿耐化学性著称,广泛应用于汽车与交通、建筑、消费电子、医疗、电动工具、家电及运动器材等行业。
Celanese 在美国德克萨斯州与德国法兰克福(Hostaform 传统生产基地)等地布局 POM 生产线,产品遵循 ISO/TS 16949 等汽车级质量管理体系要求,批次附带熔体流动速率(MVR)追踪与色谱分析报告,确保从树脂合成到终端零件的性能可追溯。Hostaform® M15HP 作为“面向严苛工况的高性能牌号”,官方资料明确其定位为更高强度、更高韧性与更长时程机械应力耐受的共聚 POM,适合长期承载结构件与高性能齿轮传动件。
三、产品性能
1. 耐高温与热稳定性突出:M15HP 热变形温度(HDT)在 0.45 MPa 下达 158℃、1.8 MPa 下达 101℃,熔融温度约 173℃,维卡软化温度约 166–167℃。配合配方热稳定体系,材料在长期受热及交变热负荷下力学性能保持率高,适合汽车发动机附件、暖风/空调执行机构、燃油系统阀体等需长期耐热的老化工况。
2. 高抗蠕变、长期承载优异:作为高粘度共聚 POM,M15HP 分子链更长、结晶致密,长时间承受载荷下形变极低。在 80℃ 持续负载条件下弯曲模量保持率较标准级 POM 高出约 23%,可用于需承受交变应力、持续压紧或周期性载荷的金属替代结构件。
3. 高强度高刚性:拉伸屈服强度约 68 MPa、拉伸模量约 2800 MPa、弯曲模量约 2750 MPa、洛氏硬度 M84,刚强比高,周期性载荷下不易变形,适合精密齿轮、弹簧/夹子/卡扣、轴承座、铰链等对尺寸精度与刚性要求高的零件。
4. 良好冲击韧性(尤其低温):简支梁缺口冲击强度 23℃ 约 11 kJ/m²、-30℃ 仍约 8.5 kJ/m²;无缺口冲击 23℃ 高达约 280 kJ/m²,低温韧性衰减平缓,适配汽车门锁、安全带卡扣等需耐突发冲击的安保件。
5. 耐磨自润滑、低摩擦:POM 本身摩擦系数低、耐磨性好,M15HP 适合滑动/转动零件(齿轮、轴承、滑轮、滚轮、链条),可实现免外部润滑、低噪声运行,并减少磨粒磨损。
6. 尺寸稳定、低吸水:平衡吸水率仅约 0.20%(23℃/50% RH)、饱和吸水约 0.75%,潮湿环境下仍能保持严格公差;线膨胀系数约 1.1–1.2×10⁻⁴/℃,配合低收缩(流动方向约 2.3%、横向约 1.9%),利于精密注塑尺寸控制。
7. 耐化学性出色:耐受燃油(含含酒精汽油等氧化性燃油)、润滑油、溶剂及强碱,接触工业介质不易腐蚀、发白,是燃油系统、泵阀、输送系统等涉油涉液工况的优选材料。
性能边界提示:M15HP 为高粘度、中低流动牌号(MVR 约 1.3 cm³/10min),更适合中等及以上壁厚件与高致密度结构件,薄壁(<1.5 mm)精密充模建议适当提高模温(93–121℃)以改善表面与流动性;其耐强酸(尤其氧化性强酸)与耐水解(高温高压水/蒸汽)能力有限,相关工况需谨慎评估。
四、产品用途
M15HP 凭借“耐高温 + 热稳定 + 抗蠕变 + 耐燃油”的组合优势,在汽车领域应用尤为广泛,典型用途包括:
燃油系统部件:燃油泵壳体/阀体、燃油管路接头、喷油器周边零件、加油口盖组件(耐燃油、耐酒精性燃油及氧化燃油)。
发动机及舱内附件:发动机周边支架/连接件、暖风机执行器齿轮、节气门体零件、冷却/加热系统泵阀件(长期耐热、抗蠕变)。
底盘与传动:齿轮、轴承座、滑轮、链条、铰链、底盘连接件(高刚性、耐磨自润滑、耐疲劳)。
汽车锁具与安全件:门锁执行器齿轮/棘轮、安全带卡扣、儿童座椅锁止机构(高冲击韧性、尺寸稳定、耐突发载荷)。
汽车内饰功能件:空调出风口拨钮/齿轮组、座椅调节传动件、车窗升降机构零件(低摩擦、低噪声、耐长期机械应力)。
M15HP 亦广泛用于工业机械(精密齿轮、弹簧、夹子、手动工具部件)、电子电器(连接器、开关按钮、绝缘部件、家电元件)、医疗器械(干粉吸入器、胰岛素笔、医疗导管接头)及日用品(水龙头底部、淋浴头、泵、阀门、输送带滚轮、玩具元件)等领域。
五、产品物性表
下表为 Celanese 官方 CAMPUS / MatWeb / 多份数据表(承扬、找塑网、盖德化工等)一致引用的典型值,测试条件以 ISO 方法为主。实际选材请以塞拉尼斯新 TDS、UL 黄卡及对应批次 COA 为准。
表1 物理性能
项目 | 测试方法 | 典型值 | 单位 |
密度 | ISO 1183 / ASTM D792 | 1.41 | g/cm³ |
熔体体积流动速率 MVR(190℃/2.16 kg) | ISO 1133 | 1.3 | cm³/10min |
熔体流动速率 MFR | ASTM D1238 | 1.5 | g/10min |
模塑收缩率(流动方向) | ISO 294-4 | 2.3 | % |
模塑收缩率(横向/垂直流动) | ISO 294-4 | 1.9 | % |
吸水率(饱和,23℃) | ISO 62 | 0.75 | % |
吸湿率(平衡,23℃/50% RH) | ISO 62 | 0.20 | % |
熔体密度 | Internal method | 1.17 | g/cm³ |
表2 机械性能
项目 | 测试条件 | 测试方法 | 典型值 |
拉伸屈服强度 | 50 mm/min | ISO 527-2/1A | 68 MPa |
拉伸屈服伸长率 | 50 mm/min | ISO 527-2/1A | 16 % |
拉伸模量 | 23℃ | ISO 527-2/1A | 2800 MPa |
弯曲模量 | 23℃ | ISO 178 | 2750 MPa |
抗压强度 | 1% 应变 | ISO 604 | 29 MPa |
抗压强度 | 6% 应变 | ISO 604 | 93 MPa |
洛氏硬度 | M 标度 | ISO 2039-2 | M84 |
简支梁缺口冲击强度 | 23℃ | ISO 179/1eA | 11 kJ/m² |
简支梁缺口冲击强度 | -30℃ | ISO 179/1eA | 8.5 kJ/m² |
简支梁无缺口冲击强度 | 23℃ | ISO 179/1eU | 280 kJ/m² |
简支梁无缺口冲击强度 | -30℃ | ISO 179/1eU | 240 kJ/m² |
悬臂梁缺口冲击强度(Izod) | 23℃ | ISO 180/1A | 9.5 kJ/m² |
表3 热性能
项目 | 测试条件 | 测试方法 | 典型值 |
热变形温度 HDT | 0.45 MPa(66 psi),未退火 | ISO 75-2/B | 158 ℃ |
热变形温度 HDT | 1.8 MPa(264 psi),未退火 | ISO 75-2/A | 101 ℃ |
维卡软化温度 Vicat | 50℃/h,10 N | ISO 306 | 167 ℃ |
维卡软化温度 Vicat | 50℃/h,50 N | ISO 306 | 166 ℃ |
熔融温度 Tm | 10℃/min | ISO 11357-3 | 173 ℃ |
线膨胀系数 CLTE | 流动方向 | ISO 11359-2 | 1.1×10⁻⁴ /℃ |
线膨胀系数 CLTE | 横向 | ISO 11359-2 | 1.2×10⁻⁴ /℃ |
附:推荐注塑工艺参数(Celanese 官方加工指引)
工艺环节 | 推荐条件 | 备注 | — |
干燥 | 80–100℃ × 3 h | 成型前预干燥,控制含水 | |
料筒温度 | Zone1 190–200 / Zone2 190–210 / Zone3 190–215 / Zone4 190–220℃ | 分段渐进升温 | |
喷嘴/熔体温度 | 喷嘴 190–220℃;熔体优选 205–220℃(不得超过 230℃) | 避免热降解 | |
模具温度 | 90–120℃(壁厚<1.5mm 取高值;厚壁可降至 82℃ 甚至室温) | 影响表面光泽与结晶 | |
注射/保压压力 | 90–140 MPa | 高粘度需较高注射压力 | |
背压 | ≤ 0.5–4 MPa(建议低背压) | 高背压致剪切过热 | |
注射速率 | 慢速(Slow) | 配合高粘度平稳充模 |
六、注意事项
1. 成型前务必预干燥:POM 吸湿虽低,仍建议在 80–100℃ 干燥约 3 小时,避免因微量水分在加工高温下引发水解降解或产生银纹/气泡。
2. 严格控制熔体温度:熔体优选 205–220℃,任何情况下不得超过 230℃;温度过高或停留时间过长会导致 POM 热降解、释放甲醛并劣化力学性能。
3. 模具温度合理设定:薄壁(<1.5 mm)件建议模温 93–121℃ 以保证表面光泽与充模;厚壁件可适当降低。模温低于约 82℃ 易出现表面雾斑、流痕、麻点等缺陷。
4. 螺杆与背压:优先选用高压缩比螺杆(≥3:1,宜 4:1)并配合低背压(约 0.35 MPa/50 PSI);低压缩比螺杆易残留未熔颗粒,以高背压补偿则会引起过度剪切生热与材料劣化。
5. 耐化学/耐环境边界:M15HP 耐燃油、油、溶剂与强碱,但不耐氧化性强酸及高温高压水蒸气/热水长期浸泡;涉酸、高温水煮或蒸汽灭菌工况需另行评估或选用专用耐水解牌号。
6. 汽车耐候与低散发:M15HP 为通用耐热抗蠕变牌号,若用于汽车内饰件且有低甲醛/VOC 散发要求,建议同步评估 Celanese Hostaform POM XAP3(专为汽车内饰优化的低甲醛散发第三代牌号)或 XAP2 低散发系列,并以 PV3900/VDA275 等实测为准。
7. 安全、环保与合规:加工现场应保持通风,避免吸入热加工烟气;废料/浇口可按规定回收,但回收料比例需经验证以免影响性能。材料符合 RoHS/REACH 等通用环保要求(以新 TDS/合规声明为准)。
8. 数据声明:本文物性典型值整理自 Celanese 官方 CAMPUS 数据表及多份数据表(MatWeb、承扬新材料、找塑网、盖德化工网等),仅供选材参考;终设计、量产与合规性判定,请以塞拉尼斯(Celanese)发布的新 TDS、UL 黄卡及对应批次 COA 数据为准。
