片狀模塑料(簡(jiǎn)稱SMC)是由不飽和聚酯樹脂、低收縮添加劑、填料、固化劑、增稠劑、脫模劑和玻璃纖維等組成的一種干片狀的預(yù)浸料,它具有收縮率低、強(qiáng)度高、成型方便等特點(diǎn),特別適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。隨著國(guó)內(nèi)SMC生產(chǎn)制造技術(shù)、模壓成型技術(shù)的不斷提高,模具成本的降低、政府對(duì)工作環(huán)境等要求的提高,原來(lái)許多由手糊、噴射等工藝進(jìn)行成型的產(chǎn)品,固化時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)力大、對(duì)環(huán)境有污染, 開始逐步使用SMC模壓成型工藝。國(guó)內(nèi)SMC已廣泛應(yīng)用于電器工業(yè),如開關(guān)柜外殼、滅弧片、隔護(hù)板等;用于汽車、拖拉機(jī)駕駛室外殼,火車車廂窗框、坐禱;建筑用設(shè)施,如浴盆、凈化槽等。
目前國(guó)內(nèi)SMC模塑料的生產(chǎn)廠家很多,但是大部分廠家生產(chǎn)的SMC片材寬度僅為0.6米,生產(chǎn)SMC片材3KG/米,生產(chǎn)能力6噸/8小時(shí),(1米寬SMC片材為5KG/米,生產(chǎn)能力10噸/8H)。并且當(dāng)模壓大面積制品時(shí),由于片材鋪層面積不夠,使片材流程加長(zhǎng),產(chǎn)生纖維取向收縮,造成表面波紋;嚴(yán)重時(shí)會(huì)進(jìn)入空氣,使制品截面出現(xiàn)氣孔和對(duì)結(jié)線。這就需要生產(chǎn)大寬幅的SMC片材。
SMC片材由0.6米寬增加到1米,每米的玻纖含量由0.6公斤就增加到了1公斤。如何浸潤(rùn)好這些增加近一倍的玻璃纖維,做到增稠控制一致性,就成為了該課題的技術(shù)關(guān)鍵。如果片材很硬,常常導(dǎo)致壓制時(shí)的流動(dòng)性不好;太軟,工人在操作時(shí)粘手,外表面的薄膜上也粘滿了樹脂,不僅增加了操作上的不便,而且壓制的成型品易出現(xiàn)氣泡等缺陷,局部位置強(qiáng)度差,制品容易開裂。
1) 初期浸漬階段,樹脂增稠要足夠緩慢,保證玻纖良好的浸漬。一般要求半小時(shí)內(nèi)粘度不超過(guò)6萬(wàn)厘泊。
2) 增稠階段速度要足夠快,能夠盡快進(jìn)入模壓操作。即樹脂糊粘度大于1500萬(wàn)厘泊。
3) 模壓料達(dá)到模壓粘度時(shí),粘度保持平穩(wěn),有較長(zhǎng)的貯存壽命。
做好增稠粘度的控制,可以帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn):
1) SMC片材表面不粘手,易于操作;
2) SMC成型時(shí),玻璃纖維能夠流向成型品的所有部分,保證成型品各部分物理、化學(xué)性能的穩(wěn)定;
3) 使成型品具有好的外觀。
當(dāng)前,國(guó)家非常重視民用電器產(chǎn)品的防火安全問題 所以,研究SMC配方及工藝,制定和控制增稠曲線,生產(chǎn)合格的1.0米寬阻燃SMC片材,是當(dāng)前比較熱門的課題。
實(shí)驗(yàn)部分
1 主要原材料
SMC的組成比較復(fù)雜,使用的原材料多達(dá)十多種,每種原材料的種類、性能、質(zhì)量及其相互配比對(duì)SMC的生產(chǎn)工藝,成型工藝及最終制品的性能、價(jià)格都有很大影響。常用原材料見下表。
2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
SMC生產(chǎn)機(jī)組、高速分散機(jī)、BROOKFEILD粘度計(jì)、電子萬(wàn)能力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)、沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)、200T模壓壓機(jī)及樣條模具、樹脂生產(chǎn)用制氮機(jī)和空壓機(jī)。
3 SMC生產(chǎn)工藝
1) 生產(chǎn)阻燃SMC配方
2) SMC生產(chǎn)設(shè)備
SMC 生產(chǎn)設(shè)備分二部分:一是配制樹脂糊設(shè)備, 一般使用立式高速分散機(jī);二是SMC復(fù)合機(jī),工藝流程如下圖所示。
3)SMC成型過(guò)程示意圖
4 料脂糊制備
1) 樹脂、低收縮劑和引發(fā)劑,在低剪切力下混合攪拌均勻。
2) 脫模劑和填料混合到溫度達(dá)到32-37℃時(shí)為止。
3) 加入增稠劑MgO混合一分鐘后,將樹脂糊送到SMC機(jī)組刮料槽內(nèi)。
5 SMC復(fù)合
將制好的樹脂糊加入上下兩個(gè)樹脂糊槽中,開動(dòng)復(fù)合機(jī),下薄膜放卷,經(jīng)下樹脂刮刀后,薄膜被均勻地涂敷上一定厚度的樹脂糊。當(dāng)其經(jīng)過(guò)纖維沉降區(qū)時(shí),粗紗經(jīng)切割后均勻地沉降其上。短切無(wú)捻粗紗長(zhǎng)度為25mm,玻纖含量23%。承按了短玻璃纖維的薄膜, 在復(fù)合輥處與以同樣方式涂敷樹脂糊的上薄膜復(fù)合,將玻纖夾在中間,形成夾層結(jié)構(gòu)。夾層在浸漬區(qū)受到一系列壓輥的滾壓作用,使樹脂糊浸透纖維。最后由收卷裝置收集成卷。
6 SMC 增稠
送往熟化間增稠,直至不粘手,可剪裁、稱量及模塑為止。通常采用加速增稠。加速增稠一般可在帶有鼓風(fēng)設(shè)備的熟化室內(nèi)進(jìn)行。加速增稠, 溫度為35~40℃ ,時(shí)間約10小時(shí)。但最后還應(yīng)以增稠曲線判定增稠的程度和結(jié)果。
7 樣條模壓
用60T壓機(jī),模溫為155℃,保壓壓力為15Mpa,保壓時(shí)間為120s的條件下壓制:φ100X3的圓形試片15塊,用于顏色、外觀、收縮率、電氣強(qiáng)度的測(cè)試;120X(10±0.2)X(4±0.2)試片用于沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的測(cè)試。樣條冷卻24H后,方可進(jìn)行檢測(cè)。
阻燃SMC技術(shù)指標(biāo)