中温成型片状模塑料及其加工方法
专利汇可以提供中温成型片状模塑料及其加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种中温低压成型的 片状模塑料 (SMC)及其加工方法，其塑料(SMC)组份及含量为：(按重量计/用量 质量 份)不饱合聚酯 树脂 60～80份，低收缩添加剂20～40份，低温引发剂TBCP 0.8～1.2份，中温内 脱模剂 2.5～4份，填料80～150份，其中，不饱合聚酯树脂与低收缩添加剂的总份数为100，其可在低达35Kgf/cm2单位压 力 、80℃模具 温度 条件下同样能够良好成型，同时获得可与高温成型的常规模压制品相比的性能和A级表面外观，并可进行规模性生产，克服了现有片状模塑料SMC成型温度和成型压力高造成的前期投资大、生产能耗高的不足，综合生产成本总体降低15％以上。，下面是中温成型片状模塑料及其加工方法专利的具体信息内容。
1.一种中温低压成型的片状模塑料(SMC)，特征在于，其包括以下组 份及含量为：(按重量计/用量质量份)
不饱合聚酯树脂 60～80份
低收缩添加剂 20～40份
低温引发剂TBCP 0.8～1.2份
中温内脱模剂 2.5～4份
填料 80～150份
增强材料(玻璃纤维) 24％～28％(占SMC总量的质量份数)
其中，不饱合聚酯树脂与低收缩添加剂的总份数为100。
2.根据权利要求1所述的中温低压成型的片状模塑料(SMC)，其 特征在于，优选的组分及含量为：
不饱合聚酯树脂 70～80份
低收缩添加剂 20～30份
低温引发剂TBCP 0.5份Perkadox16+0.7份Trigonox C份
硬脂酸 3.0份
碳酸钙 130份碳酸钙+20份瓷土
玻璃纤维含量： 25％～27％(占SMC总量的质量百分数)
其中，不饱合聚脂树脂与低收缩添加剂的总份数为100。
3.按照权利要求1所述的中温低压成型的片状模塑料(SMC)，其特 征在于，该纤维增强的不饱和聚酯模塑料可在小于35Kgf/cm2单位压 力，80℃模具温度条件下良好成型，同时可获得与高温成型的常规模 压制品相比的性能和A级表面外观。
4.按照权利要求1所述的中温低压成型的片状模塑料(SMC)，其特 征在于，该片材可实现常温下可控的增稠效果，片材适用期大于25日。
5.一种中温低压成型的片状模塑料(SMC)的生产方法，包括以下 步骤：
1.)树脂糊的制备和上糊操作；
其中包括：按上述配比，分别对各组分进行计量；在混合前先 将引发剂分散于液体苯乙烯单体中；将树脂，引发剂，填料，脱模 剂等材料在剪切搅拌作用下混成均匀的树脂糊；色浆，增稠剂连同 树脂糊按设计配比经计量泵计量输送然后同树脂糊二次混合，混合 均匀后连续的输送到制片设备；
2.)粗纱的切割与沉降；
其中包括：向制品设备输送连续的玻璃纤维无捻粗纱；并在切 割器上切割成短切纤维分散在树脂糊上；
3.)粗纱的浸渍与片状模塑料SMC的收卷；
其中包括：将完成上述步骤后的材料对玻纤进行浸渍，之后进 行收卷；
4.)熟化(增稠)与存放；
对收卷后的片状模塑料SMC进行增稠并存放。
6.按照权利要求3所述的中温低压成型的片状模塑料(SMC)的生 产工艺，其特征在于，增稠过程中，将收卷的片材在25℃～28℃下增 稠12-16小时，然后转入10℃～18℃的环境里，再经约60小时可达模 压状态。
技术领域
本发明属于塑料加工领域，特别是涉及一种中温低压成型的片状模塑 料(SMC)及其加工方法。
背景技术
内容
本发明的目的是为了改进现有技术的不足，提供一种中温低压成型的 片状模塑料SMC及其加工方法，使其在低达35Kgf/cm2单位压力、80℃模 具温度条件下同样能够良好成型，同时获得可与高温成型的常规模压制品 相比的性能和A级表面外观。降低生产综合成本。
本发明的实现是按照以下的技术方案：
本发明提供的一种中温低压成型的片状模塑料(SMC)，其包括以下 组份及含量为：(按重量计/用量质量份计)
不饱合聚酯树脂 60～80份
低收缩添加剂 20～40份
低温引发剂TBCP 0.8～1.2份
中温内脱模剂 2.5～4份
填料 80～150份
玻璃纤维含量： 24％～28％(占SMC总量的质量百分 数)
其中，不饱合聚酯树脂与低收缩添加剂的总份数为100。
本发明还提供了中温低压成型的片状模塑料(SMC)优选的组分及含 量为：
不饱合聚酯树脂 70～80份
低收缩添加剂 20～30份
低温引发剂TBCP 0.5份Perkadox16+0.7份Trigonox C份
硬脂酸 3.0份
碳酸钙 130份碳酸钙+20份瓷土
玻璃纤维含量： 25％～27％(占SMC总量的质量百分数)
其中，不饱合聚酯树脂与低收缩添加剂的总份数为100。
限制片状模塑料SMC成型温度的主要因素为引发剂体系，传统 SMC/BMC引发剂多采用有机型过氧化物，本发明中选择了一种低温引发 的高效稳定的引发剂-过氧重碳酸二-(4-叔丁基)环己酯(简称TBCP，分 子式如下)，这种引发剂主要用于不饱和聚酯和甲基丙烯酸甲酯的固化，此 前比较适合的应用场合是在室温下需要较长的凝胶时间(或生产周期)，而 在升温时(如90～140℃)时需快速固化的情况，应用领域有：拉挤、纤 维缠绕、人造大理石，在SMC/BMC中的应用还没有见到报道。这种引发 剂物理外观是一种白色或近似白色的粉末体，但在不饱和聚酯树脂中有良 好的溶解性，熔点70℃(分解)，具有40℃的自加速分解温度，不用添加 促进剂即可获得非常快的中温成型速度。为了配合这种引发剂，本发明配 方中一改传统内脱模剂硬脂酸盐的使用，而是配合使用特殊的低温内脱模 剂、针对引发剂选用流动性好且能够部分的吸收自由基的填料。
本发明还提供了一种中温低压成型的片状模塑料(SMC)的生产方法， 包括以下步骤：
1.)树脂糊的制备和上糊操作；
其中包括：按上述配比，分别对各组分进行计量；在混合前先 将引发剂分散于液体苯乙烯单体中；将树脂，引发剂，填料，脱模 剂等材料在剪切搅拌作用下混成均匀的树脂糊；色浆，增稠剂连同 树脂糊按设计配比混合后输送到制片设备；
2.)粗纱的切割与沉降；
其中包括：向制品设备输送连续的玻璃纤维无捻粗纱；并在切割 器上切割成短切纤维分散在树脂糊上；
3.)粗纱的浸渍与片状模塑料SMC的收卷；
其中包括：将完成上述步骤后的材料对玻纤进行浸渍，之后进行 收卷；
4.)熟化(增稠)与存放；
对收卷后的片状模塑料SMC进行增稠并存放。其中增稠过程中， 将收卷的片材在25℃～28℃下增稠12-16小时，然后转入10℃ ～18℃的环境里，再经约60小时可达可模压状态。
本发明具有如下优点：
1.本发明提供的中温低压成型的片状模塑料(SMC)，它在低达 35Kgf/cm2单位压力、80℃模具温度条件下同样能够良好成型，同时获得 可与高温成型的常规模压制品相比的性能和A级表面外观。达到了汽车零 部件制品的标准，并可进行规模性生产；
2.由于对温度及压力条件的改善，本发明片材大大降低了对成型压机 和模具的要求，克服了现有片状模塑料SMC成型温度和成型压力高造成 的前期投资大、生产能耗高的不足，使压机的成本降低15％左右，模具费 用降低60％左右(比如使用环氧树脂浇注体加工成的模具)，生产能耗降 低40％左右。考虑材料成本要略高8％，综合生产成本总体降低15％以上。
附图说明
图1为本发明片状模塑料(SMC)生产的生产流程示意图
图2为本发明片状模塑料(SMC)生产上糊区域立面图
具体实施方式
按上述优选配方组分称取不饱合聚酯树脂P17 70公斤，低收缩添加 剂H814 30公斤，引发剂Perkadox 16 0.7公斤和Trigonox C 0.5公斤， 硬脂酸3.0公斤，碳酸钙130公斤和瓷土20公斤，色浆0.2公斤，MgO糊3.5公斤(30％的苯乙烯糊)；玻璃纤维在机组上按SMC片材总量的25 ％即(70+30+0.7+0.5+3+130+20+0.2)/(1-25％)＝84.8公斤的切割并均 匀分散在片材中。
参考图1，图2，按照下列步骤进行生产：
1.、树脂糊的制备与上糊操作：
1)在组分进行混合前先将引发剂Perkadox 16分散于液体苯乙烯单 体中；
2)将树脂P17加到主混合槽中并开动搅拌器；
3)加入单体苯乙烯并搅拌和树脂混溶为止，历时3～5min；
4)加入引发剂并搅拌到分散为止，历时5～10min；
5)加入硬脂酸搅拌到分散均匀为止，历时5～10min；
6)加入填料并充分混合指定均匀分散为止，历时约20min，需注 意不使温度超过28℃；
7)混好的树脂糊、增稠剂(MgO糊)、色浆在计量泵的输送下按 照配方设计比例高速混合并输送到机组。
2、粗纱的切割与沉降；
1)粗纱切割在三辊式切割器上进行，切割速度80～130mm/min， 保持粗纱的良好分散性，粗纱切割长度25mm(约1英寸)，切割速度以纱 含量25％调整；
2)严格控制切割区的温度与湿度，温度小于35℃，相对湿度小于 65％。
3、浸渍与收卷
浸渍区有筛网、及各种辊，利用已制片材自身的延伸进行揉捏，实现 对玻纤的浸渍，同时脱泡、压实。上述过程完成之后，片材在纸管芯上收 卷。
4、熟化(增稠)与存放。
片材收卷之后先在26℃的环境温度下增稠13h(由于MgO与不饱和 聚酯树脂分子的络合作用会使树脂糊粘度按一定规律增大)，然后转入12 ℃的环境里，再经约60h，该片材即可达到可模压状态(粘度约1×107～6 ×107cps)，在此环境下可以保持三周以上。
同常规的SMC配方相比，本专利配方有如下特点，见表I配方及模 压参数对比：
表I 配方及模压参数对比表 配方及模压参数对比 标准SMC配方 本专利SMC配方 配方具体实施例1 组份 用量/质量 份 组份 通用用量/质量 份 优选用量/质量份 质量份 不饱和聚酯树脂 80 不饱和聚酯树 脂① 60～80 70～80 P17/70 低收缩添加剂 20 低收缩添加剂 20～40 20～30 30 引发剂(TBPB) 1.0 引发剂( TBCP) 0.8～1.2 0.5份Perkadox16+ 0.7份TrigonoxC② 0.5份Perkadox16+ 0.7份Trigonox C② 内脱模剂(硬脂酸 锌) 4.0 硬脂酸 1.5～4.0 3.0 3.0 填料(碳酸钙) 130 碳酸钙 80～150 130份碳酸钙+20 份瓷土③ 130份碳酸钙+20 份瓷土③ 增强材料及其它 ---- 其它 ---- 色浆2.0份 色浆2.0份 MgO糊(30％) 3.0份 增强材料 25％～30％玻 纤 25％～28％玻纤 25％短切玻纤 (短切长度1英吋) 适合在130～170℃左右的模具温 度和50～100Kgf/cm2左右的单位 压力下成型 适合在80～120℃左右的模具温 度和30～70Kgf/cm2左右的单位 压力下成型 可在80℃的模具温度、35Kgf/cm2的单位 压力下良好成型
不饱合聚酯树脂与低收缩添加剂的总份数为100，具体实施例中P17 为市售的邻苯型不饱和聚酯树脂，H814为市售的PS型低收缩添加剂，其 它各组份份数均参照不饱和聚酯树脂份数确定。
本发明选择的低温引发的高效稳定的引发剂-过氧重碳酸二-(4-叔 丁基)环己酯(简称TBCP，分子式如下)：
Perkadox16是市场现售的一种有机过氧化物商品，其有效成份为 TBCP；Trigonox C是另外一种有机过氧化物商品，有效成份为TBPB。
瓷土即高岭土，主要成份水合硅酸铝：Al2O3·2SiO2·2H2O，这里 采用的是填料目数为800目，另：实施例中的碳酸钙目数为325目。
本发明配方中内脱模剂为硬脂酸，凝固点约52℃，保证了材料在80 ℃下模压的脱模效果，另有试验证明使用其他牌号的低熔点的脱模剂，也 可起到脱模作用，例如我们曾使用过AXEL公司的MOLD WIZ INT-326PWD产品，但脱模效果稍次于硬脂酸。
填料体系中加入了20份的瓷土，可以适当的延长片材的适用期(这里 没有使用阻聚剂PBQ，可以在一定程度上降低片材成本，同时瓷土的使用 有利于片材流动性的改善，有益于产品在低模压压力状态下良好的成型， 见下表II瓷土对片材适用期的影响：
表II 瓷土对片材适用期的影响 配方 组成 组份 用量/质量份 优选用量/质量份 不饱和聚酯树脂 80 80 低收缩添加剂 20 20 引发剂(TB CP) 1.0 1.0份Perkadox 16 硬脂酸 3.0 3.0 碳酸钙 150 130份碳酸钙+20份瓷土 增强材料及其它 ---- ---- 30℃状态 样品于28h后即固化变硬 样品于72h后有变硬现象 25℃状态 样品保存3～5天不变硬 样品保存5～7天不变硬 18℃状态 样品保存15天不变硬 样品保存30天不变硬
为了调节材料的流动性和固化特性以及收缩特性，可以适当调整碳酸 钙和瓷土的份数及比例。
实施例2.
按上述优选配方组分称取不饱合聚酯树脂P17 80公斤，低收缩添加 剂BLP-03 20公斤，引发剂Perkadox 16 0.8公斤和Trigonox C 0.5公 斤，硬脂酸3公斤，碳酸钙130公斤和瓷土25公斤，色浆0.2公 斤，MgO糊4.0公斤(30％的苯乙烯糊)，玻璃纤维在机组上按SMC片 材总量的25％即87.83公斤切割均匀并分散在片材中。
BLP-03是北京汽车玻璃钢制品总公司的低收缩添加剂，为SBS型的 苯乙烯溶液。
其生产过程同实施例1。其中，片材收卷之后先在27℃的环境温度下 增稠14h(由于MgO与不饱和聚酯树脂分子的络合作用会使树脂糊粘度按 一定规律增大)，然后转入14℃的环境里，再经约60h，该片材即可达到可 模压状态(粘度约1×107～6×107cps)，在此环境下可以保持三周以上。
实施例3.
按上述优选配方组分称取不饱合聚酯树脂P18 65公斤，低收缩添加 剂H814 35公斤，引发剂Perkadox 16 0.6公斤和Trigonox C 0.4公斤， 硬脂酸3.0公斤，碳酸钙120公斤和瓷土25公斤，色浆0.2公 斤，MgO糊4.5(30％的苯乙烯糊)，玻璃纤维在机组上按SMC片材总 量的25％即87.83公斤切均匀割并分散在片材中。其中P18为市场有售的 间苯型不饱和聚酯树脂。
其生产过程同实施例1。其中，片材收卷之后先在26.5℃的环境温度 下增稠15h(由于MgO与不饱和聚酯树脂分子的络合作用会使树脂糊粘度 按一定规律增大)，然后转入16℃的环境里，再经约60h，该片材即可达到 可模压状态(粘度约1×107～6×107cps)，在此环境下可以保持三周以上。
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