①固化剂储存,操作的安全性;
②室温下保持稳定不分解,所制BMC的贮存期要长;
③在反应温度下,制品可迅速固化,制品中单体苯乙烯的残留量要低,制品的固化度要高。 按照不同厂家的制品要求,成型温度的不同,需要选择不同的固化体系。国内大部分的厂家一般成型温度控制在140~165℃之间,根据实际情况一般可采用TBPB和TBPO的联合引发体系。(有些情况下可添加延迟剂来控制BMC的固化速度,在这里不做详细叙述)使用联合引发剂的机理是可以在降低成型温度的情况下,高温固化剂自身分解速度下降,但与此同时低温固化剂受热后本身快速分解并放出能量,从而激活体系中的高温固化剂,使整个固化过程可以在较低温度下即可加快进行。这样的话在注射成型中成型温度可以下降10~20℃,但固化时间却可缩短10~30秒,同时可获得较高的制品表面。使用联合引发剂在保持一定的生产效率的同时,能够延长模具的使用寿命缩短升温时间,同时也有利于保持物料中填料、玻纤的性能。
5.低收缩剂LPA的选择
由于UP树脂固化后有较大的收缩率,因而在BMC配方中需要添加低收缩剂来保证制品的尺寸稳定性、表面光洁和平整度等。常用的LPA有PE 、PMMA、PVAc、 PS及其共聚物、PVC及其共聚物等。大部分LPA的收缩控制机理是在升温时通过LPA的膨胀来抵消UP树脂的部分固化收缩,而在降温时UP相的收缩率(指UP达到玻璃化温度之后的收缩)比LPA的收缩小得多,LPA的收缩在时间上滞后于UP树脂的固化定型速度,因而只能在热塑相附近产生收缩而不至于使整个树脂连续相收缩,冷却后从而在系统中留下微孔[5]。
PE 、PVC类共聚物分子链的柔顺性较好,但与UP的相容性较差;PMMA、PVAc、 PS及其共聚物与UP的相容性较好,其中PVAc的玻璃化温度较之PMMA、PS等为低,低收缩效果也更好一些。从着色性能上来看,PS、PE的着色性良好,PVAc的着色性略差,PMMA则最差。需要说明的是,PE 、PVC类低收缩剂等由于和UP的相容性较差,会造成制品性能的下降。
车灯用BMC低收缩剂的选择,也要结合LPA与树脂固化体系的相容性、LPA的热膨胀性能、与BMC中其他组分的相互作用以及制品的成型温度等因素来综合考虑,而且LPA的使用应不至于影响制品的力学、机械、耐热及表面涂装性能等,通常来说PVAc、 PS及其改性共聚物的使用较为多一些。
6.其他离型剂、增稠剂、增韧剂的选择
① 离型剂常用的是硬脂酸类的,有硬脂酸钙和硬脂酸锌两种,从脱模和镀铝的效果上来说,两者
的使用并没有很大的差别。值得一提的是离型剂的使用量过多会影响制品表面,将造成车灯表面的缺陷如凸起、难以上漆或镀铝后起泡等,而且会造成制品强度下降。在不影响注射成型时制品离型性的前提下,使用量应尽量减少,控制在1%左右。(压缩成形时离型剂用量需有所增加) 近年来,由于在最终客户处发生“雾镜”现象(指车前灯由于长时间使用产生高热,离型剂逐渐析出呈雾状付着于车灯前透明PC罩上,影响照明效果),欧美车灯企业也开始使用BYK-W9050助剂来全部或部分取代硬脂酸离型剂,但不管从脱模效果、制品表面光洁度及成本上来说,硬脂酸类离型剂仍然有着很广的应用范围。
② 在BMC的制备中,广泛采用MgO作为增稠剂,典型的增稠曲线见下图:
粘度 注射粘度
初始粘度 时间
浸渍阶段 增稠阶段 贮存阶段
影响树脂糊增稠曲线的因素很多,包括微量水分、树脂酸价、碳酸钙的用量、MgO的活性及用量、增稠温度等,单考虑MgO的用量来说,以适中为宜(0.05%~0.1%),太多则增稠速度过快,在浸渍阶段粘度就显著上升严重影响树脂与玻纤填料的混合浸润,成型时物料流动性差,制品表面质量及强度下降;太少则起不到增稠的效果,达到适宜注射成型的粘度所需时间变长。
③ UP树脂可用橡胶进行增韧,常用的增韧剂有端乙烯基丁氰橡胶(VTBN)等,需要注意的是,橡
胶的增韧效果与其种类、用量、分子量、反应活性等有密切关系,在这里就不做讨论了。Pritchard和Gibson曾采用PET纤维和玻璃纤维混杂以改善SMC/BMC的耐冲击性能[6],其结果显示,PET纤维与玻纤混合使用,可以使BMC注射制品的冲击强度明显提高,但使用混杂纤维制品表面质量会有一定程度的下降,而且飞边脱模不易难以去除,关键是PET纤维加入过多,也会导致制品热变
形温度大幅降低。因此,BMC用PET玻纤增韧时应选择合适的添加量。另外,在大理石色BMC制品中加入的尼龙短玻纤也对提高制品的冲击强度有一定效果,但在车灯BMC配合当中,较少进行增韧处理。
三、典型的车灯反光罩用BMC配方
原材料 不饱和聚酯树脂 交联剂 低收缩剂 固化剂 脱模剂 碳酸钙微粉 短切玻璃纤维 其他(增稠剂、颜料等)
根据上表所列配方,对其制得的BMC制品进行一系列性能测试,具体数值见下表:
项目 固化时间 成形品比重 成型收缩率 热变形温度 线膨胀係数 弯曲强度 弯曲弹性率 却贝冲击强度 拉伸强度 压缩强度 单位 sec ―― % ℃ ×10-5/℃ MPa GPa kJ/㎡ MPa MPa 测定方法标准 140℃(平板法) JIS K-6911 JIS K-6911 JIS K-6911 TMA法 JIS K-6911 JIS K-6911 JIS K-6911 JIS K-6911 JIS K-6911 数值 3 1.99 -0.02 220< 2.3 135 13.0 40 55 130 牌号或代号 双酚A型 苯乙烯或DAP PVAc TBPB(0.75)/TBPO(0.15) 硬脂酸锌 CaCO3(平均粒径500目) 6-9毫米玻纤 MgO 炭黑 重量百分比 保密 % 保密% 保密% 保密% 保密% 保密% 保密% ------ 绝缘抵抗(常态) 耐电压(短时间法) 耐电弧性
Ω kV/㎜ sec JIS K-6911 JIS K-6911 JIS K-6911 1014 13 181 运用车灯BMC 配方设计知识,按上面配方所制的BMC材料在日本NIGATA 350吨BMC射出成型机上,生产国内某公司畅销车型的前车灯反光罩,其实际量产时车灯成型及镀铝的合格率均在90%以上,制品表面质量、力学性能优良,完全满足车灯反光罩的生产要求,获得了客户良好的评价,也证实了本文所述BMC选材及配方设计在实际运用中具有一定的参考价值和指导意义
相关推荐: