專利名稱：中溫成型片狀模塑料及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于塑料加工領(lǐng)域，特別是涉及一種中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)及其加工方法。
背景技術(shù)：
目前片狀模塑料SMC通常在150℃左右的模具溫度和50～100Kgf/cm2左右的單位壓力下成型，若制品結(jié)構(gòu)、模具多孔、多槽，則可能需要更大的壓力。這種高溫高壓成型要求需要高噸位的液壓機(jī)和承受高壓力的金屬模具，并需要較高的能耗。因此片狀模塑料SMC制品開發(fā)的前期設(shè)備和模具的投入往往很高，生產(chǎn)成本相對較高。
內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種中溫低壓成型的片狀模塑料SMC及其加工方法，使其在低達(dá)35Kgf/cm2單位壓力、80℃模具溫度條件下同樣能夠良好成型，同時獲得可與高溫成型的常規(guī)模壓制品相比的性能和A級表面外觀。降低生產(chǎn)綜合成本。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)是按照以下的技術(shù)方案本發(fā)明提供的一種中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)，其包括以下組份及含量為(按重量計(jì)/用量質(zhì)量份計(jì))不飽合聚酯樹脂60～80份低收縮添加劑 20～40份低溫引發(fā)劑TBCP0.8～1.2份中溫內(nèi)脫模劑 2.5～4份填料 80～150份玻璃纖維含量24％～28％(占SMC總量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))其中，不飽合聚酯樹脂與低收縮添加劑的總份數(shù)為100。
本發(fā)明還提供了中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)優(yōu)選的組分及含量為不飽合聚酯樹脂70～80份低收縮添加劑 20～30份低溫引發(fā)劑TBCP0.5份Perkadox16+0.7份Trigonox C份硬脂酸3.0份碳酸鈣130份碳酸鈣+20份瓷土玻璃纖維含量25％～27％(占SMC總量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))其中，不飽合聚酯樹脂與低收縮添加劑的總份數(shù)為100。
限制片狀模塑料SMC成型溫度的主要因素為引發(fā)劑體系，傳統(tǒng)SMC/BMC引發(fā)劑多采用有機(jī)型過氧化物，本發(fā)明中選擇了一種低溫引發(fā)的高效穩(wěn)定的引發(fā)劑-過氧重碳酸二-(4-叔丁基)環(huán)己酯(簡稱TBCP，分子式如下)，這種引發(fā)劑主要用于不飽和聚酯和甲基丙烯酸甲酯的固化，此前比較適合的應(yīng)用場合是在室溫下需要較長的凝膠時間(或生產(chǎn)周期)，而在升溫時(如90～140℃)時需快速固化的情況，應(yīng)用領(lǐng)域有拉擠、纖維纏繞、人造大理石，在SMC/BMC中的應(yīng)用還沒有見到報(bào)道。這種引發(fā)劑物理外觀是一種白色或近似白色的粉末體，但在不飽和聚酯樹脂中有良好的溶解性，熔點(diǎn)70℃(分解)，具有40℃的自加速分解溫度，不用添加促進(jìn)劑即可獲得非?？斓闹袦爻尚退俣?。為了配合這種引發(fā)劑，本發(fā)明配方中一改傳統(tǒng)內(nèi)脫模劑硬脂酸鹽的使用，而是配合使用特殊的低溫內(nèi)脫模劑、針對引發(fā)劑選用流動性好且能夠部分的吸收自由基的填料。
本發(fā)明還提供了一種中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)的生產(chǎn)方法，包括以下步驟1.)樹脂糊的制備和上糊操作；其中包括按上述配比，分別對各組分進(jìn)行計(jì)量；在混合前先將引發(fā)劑分散于液體苯乙烯單體中；將樹脂，引發(fā)劑，填料，脫模劑等材料在剪切攪拌作用下混成均勻的樹脂糊；色漿，增稠劑連同樹脂糊按設(shè)計(jì)配比混合后輸送到制片設(shè)備；2.)粗紗的切割與沉降；其中包括向制品設(shè)備輸送連續(xù)的玻璃纖維無捻粗紗；并在切割器上切割成短切纖維分散在樹脂糊上；3.)粗紗的浸漬與片狀模塑料SMC的收卷；其中包括將完成上述步驟后的材料對玻纖進(jìn)行浸漬，之后進(jìn)行收卷；4.)熟化(增稠)與存放；對收卷后的片狀模塑料SMC進(jìn)行增稠并存放。其中增稠過程中，將收卷的片材在25℃～28℃下增稠12-16小時，然后轉(zhuǎn)入10℃～18℃的環(huán)境里，再經(jīng)約60小時可達(dá)可模壓狀態(tài)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明提供的中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)，它在低達(dá)35Kgf/cm2單位壓力、80℃模具溫度條件下同樣能夠良好成型，同時獲得可與高溫成型的常規(guī)模壓制品相比的性能和A級表面外觀。達(dá)到了汽車零部件制品的標(biāo)準(zhǔn)，并可進(jìn)行規(guī)模性生產(chǎn)；2.由于對溫度及壓力條件的改善，本發(fā)明片材大大降低了對成型壓機(jī)和模具的要求，克服了現(xiàn)有片狀模塑料SMC成型溫度和成型壓力高造成的前期投資大、生產(chǎn)能耗高的不足，使壓機(jī)的成本降低15％左右，模具費(fèi)用降低60％左右(比如使用環(huán)氧樹脂澆注體加工成的模具)，生產(chǎn)能耗降低40％左右?？紤]材料成本要略高8％，綜合生產(chǎn)成本總體降低15％以上。


圖1為本發(fā)明片狀模塑料(SMC)生產(chǎn)的生產(chǎn)流程示意2為本發(fā)明片狀模塑料(SMC)生產(chǎn)上糊區(qū)域立面圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1按上述優(yōu)選配方組分稱取不飽合聚酯樹脂P17 70公斤，低收縮添加劑H814 30公斤，引發(fā)劑Perkadox 16 0.7公斤和Trigonox C 0.5公斤，硬脂酸3.0公斤，碳酸鈣130公斤和瓷土20公斤，色漿0.2公斤，MgO糊3.5公斤(30％的苯乙烯糊)；玻璃纖維在機(jī)組上按SMC片材總量的25％即(70+30+0.7+0.5+3+130+20+0.2)/(1-25％)＝84.8公斤的切割并均勻分散在片材中。
參考圖1，圖2，按照下列步驟進(jìn)行生產(chǎn)1.、樹脂糊的制備與上糊操作1)在組分進(jìn)行混合前先將引發(fā)劑Perkadox 16分散于液體苯乙烯單體中；2)將樹脂P17加到主混合槽中并開動攪拌器；3)加入單體苯乙烯并攪拌和樹脂混溶為止，歷時3～5min；4)加入引發(fā)劑并攪拌到分散為止，歷時5～10min；5)加入硬脂酸攪拌到分散均勻?yàn)橹?，歷時5～10min；6)加入填料并充分混合指定均勻分散為止，歷時約20min，需注意不使溫度超過28℃；7)混好的樹脂糊、增稠劑(MgO糊)、色漿在計(jì)量泵的輸送下按照配方設(shè)計(jì)比例高速混合并輸送到機(jī)組。
2、粗紗的切割與沉降；1)粗紗切割在三輥式切割器上進(jìn)行，切割速度80～130mm/min，保持粗紗的良好分散性，粗紗切割長度25mm(約1英寸)，切割速度以紗含量25％調(diào)整；2)嚴(yán)格控制切割區(qū)的溫度與濕度，溫度小于35℃，相對濕度小于65％。
3、浸漬與收卷浸漬區(qū)有篩網(wǎng)、及各種輥，利用已制片材自身的延伸進(jìn)行揉捏，實(shí)現(xiàn)對玻纖的浸漬，同時脫泡、壓實(shí)。上述過程完成之后，片材在紙管芯上收卷。
4、熟化(增稠)與存放。
片材收卷之后先在26℃的環(huán)境溫度下增稠13h(由于MgO與不飽和聚酯樹脂分子的絡(luò)合作用會使樹脂糊粘度按一定規(guī)律增大)，然后轉(zhuǎn)入12℃的環(huán)境里，再經(jīng)約60h，該片材即可達(dá)到可模壓狀態(tài)(粘度約1×107～6×107cps)，在此環(huán)境下可以保持三周以上。
同常規(guī)的SMC配方相比，本專利配方有如下特點(diǎn)，見表I配方及模壓參數(shù)對比
表I 配方及模壓參數(shù)對比表

不飽合聚酯樹脂與低收縮添加劑的總份數(shù)為100，具體實(shí)施例中P17為市售的鄰苯型不飽和聚酯樹脂，H814為市售的PS型低收縮添加劑，其它各組份份數(shù)均參照不飽和聚酯樹脂份數(shù)確定。
本發(fā)明選擇的低溫引發(fā)的高效穩(wěn)定的引發(fā)劑-過氧重碳酸二-(4-叔丁基)環(huán)己酯(簡稱TBCP，分子式如下)

Perkadox16是市場現(xiàn)售的一種有機(jī)過氧化物商品，其有效成份為TBCP；Trigonox C是另外一種有機(jī)過氧化物商品，有效成份為TBPB。
瓷土即高嶺土，主要成份水合硅酸鋁Al2O3·2SiO2·2H2O，這里采用的是填料目數(shù)為800目，另實(shí)施例中的碳酸鈣目數(shù)為325目。
本發(fā)明配方中內(nèi)脫模劑為硬脂酸，凝固點(diǎn)約52℃，保證了材料在80℃下模壓的脫模效果，另有試驗(yàn)證明使用其他牌號的低熔點(diǎn)的脫模劑，也可起到脫模作用，例如我們曾使用過AXEL公司的MOLD WIZINT-326PWD產(chǎn)品，但脫模效果稍次于硬脂酸。
填料體系中加入了20份的瓷土，可以適當(dāng)?shù)难娱L片材的適用期(這里沒有使用阻聚劑PBQ，可以在一定程度上降低片材成本，同時瓷土的使用有利于片材流動性的改善，有益于產(chǎn)品在低模壓壓力狀態(tài)下良好的成型，見下表II瓷土對片材適用期的影響表II 瓷土對片材適用期的影響

為了調(diào)節(jié)材料的流動性和固化特性以及收縮特性，可以適當(dāng)調(diào)整碳酸鈣和瓷土的份數(shù)及比例。
實(shí)施例2.
按上述優(yōu)選配方組分稱取不飽合聚酯樹脂P17 80公斤，低收縮添加劑BLP-03 20公斤，引發(fā)劑Perkadox 16 0.8公斤和Trigonox C 0.5公斤，硬脂酸3公斤，碳酸鈣130公斤和瓷土25公斤，色漿0.2公斤，MgO糊4.0公斤(30％的苯乙烯糊)，玻璃纖維在機(jī)組上按SMC片材總量的25％即87.83公斤切割均勻并分散在片材中。
BLP-03是北京汽車玻璃鋼制品總公司的低收縮添加劑，為SBS型的苯乙烯溶液。
其生產(chǎn)過程同實(shí)施例1。其中，片材收卷之后先在27℃的環(huán)境溫度下增稠14h(由于MgO與不飽和聚酯樹脂分子的絡(luò)合作用會使樹脂糊粘度按一定規(guī)律增大)，然后轉(zhuǎn)入14℃的環(huán)境里，再經(jīng)約60h，該片材即可達(dá)到可模壓狀態(tài)(粘度約1×107～6×107cps)，在此環(huán)境下可以保持三周以上。
實(shí)施例3.
按上述優(yōu)選配方組分稱取不飽合聚酯樹脂P18 65公斤，低收縮添加劑H814 35公斤，引發(fā)劑Perkadox 16 0.6公斤和Trigonox C 0.4公斤，硬脂酸3.0公斤，碳酸鈣120公斤和瓷土25公斤，色漿0.2公斤，MgO糊4.5(30％的苯乙烯糊)，玻璃纖維在機(jī)組上按SMC片材總量的25％即87.83公斤切均勻割并分散在片材中。其中P18為市場有售的間苯型不飽和聚酯樹脂。
其生產(chǎn)過程同實(shí)施例1。其中，片材收卷之后先在26.5℃的環(huán)境溫度下增稠15h(由于MgO與不飽和聚酯樹脂分子的絡(luò)合作用會使樹脂糊粘度按一定規(guī)律增大)，然后轉(zhuǎn)入16℃的環(huán)境里，再經(jīng)約60h，該片材即可達(dá)到可模壓狀態(tài)(粘度約1×107～6×107cps)，在此環(huán)境下可以保持三周以上。
權(quán)利要求
1.一種中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)，特征在于，其包括以下組份及含量為(按重量計(jì)/用量質(zhì)量份)不飽合聚酯樹脂 60～80份低收縮添加劑 20～40份低溫引發(fā)劑TBCP 0.8～1.2份中溫內(nèi)脫模劑 2.5～4份填料 80～150份增強(qiáng)材料(玻璃纖維) 24％～28％(占SMC總量的質(zhì)量份數(shù))其中，不飽合聚酯樹脂與低收縮添加劑的總份數(shù)為100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)，其特征在于，優(yōu)選的組分及含量為不飽合聚酯樹脂 70～80份低收縮添加劑 20～30份低溫引發(fā)劑TBCP 0.5份Perkadox16+0.7份Trigonox C份硬脂酸 3.0份碳酸鈣 130份碳酸鈣+20份瓷土玻璃纖維含量 25％～27％(占SMC總量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))其中，不飽合聚脂樹脂與低收縮添加劑的總份數(shù)為100。
3.按照權(quán)利要求1所述的中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)，其特征在于，該纖維增強(qiáng)的不飽和聚酯模塑料可在小于35Kgf/cm2單位壓力，80℃模具溫度條件下良好成型，同時可獲得與高溫成型的常規(guī)模壓制品相比的性能和A級表面外觀。
4.按照權(quán)利要求1所述的中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)，其特征在于，該片材可實(shí)現(xiàn)常溫下可控的增稠效果，片材適用期大于25日。
5.一種中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)的生產(chǎn)方法，包括以下步驟1.)樹脂糊的制備和上糊操作；其中包括按上述配比，分別對各組分進(jìn)行計(jì)量；在混合前先將引發(fā)劑分散于液體苯乙烯單體中；將樹脂，引發(fā)劑，填料，脫模劑等材料在剪切攪拌作用下混成均勻的樹脂糊；色漿，增稠劑連同樹脂糊按設(shè)計(jì)配比經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量輸送然后同樹脂糊二次混合，混合均勻后連續(xù)的輸送到制片設(shè)備；2.)粗紗的切割與沉降；其中包括向制品設(shè)備輸送連續(xù)的玻璃纖維無捻粗紗；并在切割器上切割成短切纖維分散在樹脂糊上；3.)粗紗的浸漬與片狀模塑料SMC的收卷；其中包括將完成上述步驟后的材料對玻纖進(jìn)行浸漬，之后進(jìn)行收卷；4.)熟化(增稠)與存放；對收卷后的片狀模塑料SMC進(jìn)行增稠并存放。
6.按照權(quán)利要求3所述的中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)的生產(chǎn)工藝，其特征在于，增稠過程中，將收卷的片材在25℃～28℃下增稠12-16小時，然后轉(zhuǎn)入10℃～18℃的環(huán)境里，再經(jīng)約60小時可達(dá)模壓狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中溫低壓成型的片狀模塑料(SMC)及其加工方法，其塑料(SMC)組份及含量為(按重量計(jì)/用量質(zhì)量份)不飽合聚酯樹脂60～80份，低收縮添加劑20～40份，低溫引發(fā)劑TBCP 0.8～1.2份，中溫內(nèi)脫模劑2.5～4份，填料80～150份，其中，不飽合聚酯樹脂與低收縮添加劑的總份數(shù)為100，其可在低達(dá)35Kgf/cm
文檔編號B29C70/20GK1603097SQ03134770
公開日2005年4月6日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者孫巍, 鄭學(xué)森, 孔維春 申請人:北京汽車玻璃鋼制品總公司