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SMC模塑料知识
1. 通用模塑料所用聚酯组分 通用模塑料所用不饱和聚酯也是二元酸和二元酵缩聚而成。 其典型配方如下: 顺酐 3mol 苯酐 1mol 丙二醇 4.5mol 树脂配方随应用不同而异。配方中二元醇主要是丙二醇, 乙二醇也可以使用。如树脂要求有较好的耐热性和耐化性时,可使用双酚A和新戊二醇。不饱和酸主要是顺酐,如使用反酐可具有较高的热变形温度。饱和酸常用邻苯,使用间苯可提高热变形温度和力学性能。使用己二酸可以取得挠曲性能。要求阻燃时,一般选用含氯、含溴之酸酐。 SMC/BMC所用树脂,要求中等或者高反应活性。SMC/BMC所用UP在合成过程中常采用二步法。SMC/BMC所用树脂要求分子链终端为羧基,不能为羟基。这是因为,端羧基结构才能与碱土金属氧化物或氢氧化物发生增稠反应。2. SMC与BMC的组分 SMC与BMC的组分包括UP树脂、玻璃纤维、填料及各种添加剂如引发剂、阻聚剂、增碉剂、内脱摸剂等。玻璃纤维承担机械强度的工要部分,填抖降低成本并改善树脂基料的黏度等性能,防止纤维在压型时发生分离或被滤出。 SMC和BMC在玻璃纤维和填料的用量上有区别。SMC用玻璃纤维多,填料少,用化学增稠,制成片状,压制薄型产品。BMC用玻璃纤维少,填料多,不用或少用化学增稠,适合制造立体型模压制品。 3. SMC、BMC的典型配方 SMC:树脂 30,碳酸钙40,过氧化苯甲酸叔丁酯 0.3,硬酯酸锌 2,氢氧化镁 1,LPA10,玻璃纤维 30 BMC:树脂 30,碳酸钙60,过氧化苯甲酸叔丁酯 0.3,硬酯酸锌 2,LPA10,玻璃纤维 20 4. 对树脂的具体要求 前面已经讲过,SMC/BMC用树脂一般按两步法合成,需要中等或高反应活性,需要端羧基结构以利于稠化。除此以外,SMC/BMC用UP树脂还需要满足其它一些要求。 UP树脂中的含水量对树脂稠化过程中粘度的上升有很大的影响,并直接影响最终粘度。因此,一般要求树脂的水含量精确控制在0.1-0.15%之间。如过含水量高于0.2%则会严重影响树脂的稠化过程。 UP树脂的分子量对稠化性能的影响也很重要。一般通过测定酸值和羟基数来计算数均分子量。 UP树脂的交联剂多为苯乙烯,大多数树脂中含苯乙烯30-35%。一般通用树脂要求苯乙烯和聚酯中双键比为1-2:1,通用树脂一般为1.8左右。有时候加入更多的苯乙烯是为了降低粘度,使玻璃纤维更容易浸透,更利于脱泡。提高苯乙烯含量可获得更高的放热峰温度。作为SMC/BMC用高反应活性树脂,如果按通用树脂计算,其理论苯乙烯含量可达45-60%,但一般用量最高只有50%。这是由于苯乙烯含量过高会降低树脂的力学性能。高反应活性的UP树脂,在添加较多含量的苯乙烯后,一般放热峰都较高,容易使较厚的制品开裂。这时,可以添加一些AMS,以控制放热峰。 5. 韧性方面的要求 SMC/BMC固化后应该具有较高的耐冲击强度。为了提高耐冲击强度,就要求树脂有一定的韧性。为此可采用延伸性较大的配方。通常,采用一部分一缩二丙二醇和新戊二醇替代丙二醇,使用一部分己二酸替代酸酐。 提高树脂的韧性,还可以防止树脂固化后产生微裂纹。同时,为了增加树脂的韧性,还可以添加丁烯橡胶、丁腈橡胶等做为增韧剂。 6. 内脱模剂 UP树脂是极性的,对于金属模具有一定的亲和力。因此,SMC/BMC在使用过程中有粘模倾向。除了在模具上涂抹传统的外脱模剂,一般还需要在树脂配方中添加一定量的内脱模剂。 大部分的内脱模剂是长碳链脂肪酸及其盐类。在受热时,内脱模剂熔融并转移到制品表面,隔离模具与制品,而起到脱模效果。一般,在选用内脱模剂时,需要其熔点刚好稍稍低于树脂的固化温度。常用内脱模剂的熔点如下: 硬脂酸:70 硬脂酸锌:122 硬脂酸镁:130 硬脂酸钙:1557. 常用引发剂与阻聚剂 SMC/BMC中的引发剂应满足贮存、操作安全,室温下不分解,制得的SMC/BMC贮存期长,达到一定温度后,分解速度快交联效率高。引发剂的正确使用对树脂糊适用期、流动性和模制周期有决定意义。引发剂用量过多,会生成分子质量较低,力学性能差的产物。同时,会导致反应速度快,树脂因急剧固化收缩而使制品产生裂纹。引发剂用量过少,会使制品固化不足。常用引发剂适用用量及分解温度为: BPO 2% 73 TBPO 1% 73℃ DCP 1% 120℃ CHP 1% 100℃ UP树脂在室温下会交联聚合,阻聚剂就是为了防止过早聚合,延长贮存期而加入的。阻聚剂必须在引发剂和所用树脂的临界温度内不失效,又不能极大影响交联固化和成型周期。 常用阻聚剂有PBQ HQ CL-PBQ TBC TRA MBP BHT等。 8. 稠化 树脂在稠化前粘度低,与填料混合成的降料容易浸渍玻璃纤维。但是,在浸渍玻璃纤维以后,转变为模塑料时,其粘度应为
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