不飽和樹脂(三)模塑料(1)片狀1

    三、聚酯模塑料
    模塑料是不飽和聚酯復合材料制品的一種中間性材料,該材料包含有熱壓成型所必需的樹脂、填料、玻璃纖維、引發劑、增稠劑、內脫模劑等全部組分,并制成片狀或團狀。片狀模塑料(SMC)是短切玻璃纖維浸漬液態樹脂漿料,經化學稠化而成干片狀的預浸料;團狀模塑料(BMC或DMC)是不飽和聚酯樹脂、短切玻璃纖維、填料以及各種添加劑經充分混合而成的料團狀預浸料。1950年,聚酯模塑料在上還沒有被采用,而到了1978年,歐洲經濟共同體的年消耗量已達5800t,而美國的年消耗量增長到16.8萬噸;據德國增強塑料協會統計資料,1998年歐洲SMC/BMC產量達28.1萬噸;在日本,1998年和1999年的SMC/BMC產量均約為17萬噸;美國擁有全規模大的復合材料市場,在1999年,其復合材料的總產量達170萬噸,到2000年產量增長4%,其中聚酯熱固性復合材料約占65%,約110多萬噸,SMC/BMC的年產量為30多萬噸。

    1、片狀模塑料
    (1)片狀模塑料的組分。片狀模塑料主要由不飽和聚酯樹脂、填料和玻璃纖維三大部分組成。應該指出的是組成中的其他組分如化學增稠劑、內脫模劑、固化劑、低收縮添加劑、著色劑和各種助劑等,雖然其用量在總組成中所占比例不大,但在系統中的作用卻極為特殊,對SMC/BMC的制備過程、制品成型及其終性能都會產生重要的影響。
    通用模塑料所用不飽和聚酯也是二元酸和二元醇縮聚而成,在二元酸中有飽和二元酸和不飽和二元酸。其典型配方如下。
順丁烯二酸酐3mol丙二醇4.5mol
苯二甲酸酐1mol
    在配方中熱壓成型用樹脂一般應采用中等反應性或高反應性的配方,鄰苯二甲酸酐與順丁烯二酸酐的摩爾比通常為(1:2)~(1:3),樹脂的反應性可用固化過程中溫度的增長速率來測定。
    配方中二元醇主要是丙二醇、乙二醇,如要求樹脂有較好的耐化學性與耐熱性時,可用改性雙酚A和新戊二醇等;不飽和酸主要是順丁烯二酸酐,如要求熱變形溫度高時,可用反丁烯二酸;飽和二元酸常用鄰苯二甲酸酐或間苯二甲酸,間苯二甲酸可提高樹脂的熱變形溫度和彎曲彈性模量。如要求彎曲性能好時,用己二酸;要求阻燃時,可用四氯鄰苯二甲酸酐、四溴鄰苯二甲酸酐或菌氯酸。

    (2)填料。填料主要作用是降低成本、改善外觀、調節流動性、減少或避免收縮與開裂。大多數模塑料用碳酸鈣作填料,碳酸鈣綜合性能好價格也低,SMC中經常還加入各種配合填料以滿足特定性能要求。填料顆粒一般以5um粒徑左右為宜,不應超過20um,顆粒過大,會影響制品表面性能。填料的加入量為樹脂量的100%~300%。不同的填料吸油量不同,增稠效果不同,加入量差別很大時,SMC性能也有很大的不同,填料一般應進行表面處理后再使用。