BMC模塑料的壓制成型:工藝條件

6.3  壓制成型工藝條件
    與一般的熱固性模塑料一樣,BMC模塑料的壓制成型條件包括:成型壓力、成型溫度、固化時間等參數。
6.3.1  成型壓力
    BMC模塑料由于具有良好的流動性,因此在模壓時不需要很高的壓力就可以使其充滿整個模腔。實際上它所需要的壓力只是一般熱Iffi性塑料壓制成型壓力的1/4-1/2。
    對于同一種組分的BMC模塑料來說,其成型壓力主要是根據制品的復雜程度、制品的性質和其他成型工藝條件來選定的。例如,在壓制一些形狀簡單的制品時,使用0.7MPa的壓力就足夠了;對于設有凸臺或有盲孔的形狀較為復雜的制品,則可能要用高一些的壓力。模具的類型對壓力的選擇也有影響,溢式壓模比半溢式的壓模使用的壓力小些,而不溢式壓模(很少用于BMC的壓制)所使用的壓力則要大些,甚至高幾倍。另外,對壓制成型表面質量要求高的制品,也要使用比較高的成型壓力。
    對于大多數的BMC模壓制品來說,3.5-7.OMPa壓力已經足夠了。但對于不溢式壓模和表面要求比較高的制品,有時可能要用到14MPa的成型壓力。
    使用高一些的成型壓力,可以提高壓制時的充填精度和加快充模速度,縮短成型時間,提高制品的致密性和質量。但使用過高的壓力時,也可能會引起溢料和產生過多的飛邊,甚至造成粘模而使脫模困難等問題。
6.3.2  成型溫度
    BMC模塑料的壓制成型溫度是十分重要的工藝參數。成型溫度的高低與物料的類型、  配方〔組分)、所使用的成型壓力、制品的復雜程度及壁厚、收縮的控制、流動條件以及有無預熱等都有關。
    溫度高,固化速度快,生產效率高;而要想獲得好的表面質量,則要用較低的溫度,特別是對有些要求用慢速閉模的成型制品。但溫度低,物料流動時間長,會使壓制成型過程放慢。為防止制品表面出現開裂,對一些深型腔、形狀復雜而壁薄的制品,則需要采用低溫的成型條件。
    一般來說,上下壓模通常是采用相同的溫度[如都約為(145±5)℃]。但有時為了方便脫出制品,或是為了脫模的需要而選擇性地使其出現粘模(即開模時,使制品能留在所需的半模上),則應使兩半模的溫度有所差別。一般來說,希望制品能留在其上的該半模的溫度應低約5-15℃。[-page-]
6.3.3  固化時間
    所有級別的BMC模塑料在壓制成型時其固化速度都是很快的,但也會有一些不同,如用黑顏色的BMC模塑料成型時明顯要比一般顏色的產品固化得慢,如圖6-3所示。圖中(a)表示素色的制品在不同的厚度下的固化時間;而(b)則是表示加了炭黑〔黑色)而不同厚度的制品的固化時間。從圖中所示進行比較可以看出,對于厚度、成型溫度相同的制品,黑顏色所需的固化時間要多一些。


    一般來說,要精確的找出BMC模壓制品的固化時間是很難的,因為實際制品的材料配方、形狀、厚度以及模具的加熱位置等都會影響到其所需要的固化時間。然而,這個問題并不難于解決,因為在壓制成型時,“過固化”(即超過制品所需要的固化時間)和“欠固化”(即末達到制品所需要的固化時間)都是不可取的,都不能獲得符合質量要求的制品。與一般的熱固性塑料不同,BMC模塑料在壓制時,其從欠固化狀態過渡到完全固化的狀態是很迅速地一個過程,在一個很短的時間范圍內,BMC可能很快就固化了,但制品可能會出現氣泡或表面沒有任何光澤的現象。當經過調整固化時間而將此現象(缺陷)消除,而且制品已經符合質量要求時,則可以將其固化時間確定下來。當然,用現場觀察的辦法來判斷制品的固化度(即確定其固化時間),其準確度是相對來說的,但就是在過去也不能用更高級的固化實驗,如采用丙酮萃取等試驗的方法來判斷和確定固化時間,因此法只適用于酚醛制品
固化度的測試。關于固化度和固化時間的測試、模擬方法,可參看本書的4.2.1.3節和4.2.1.4節。
    如果是根據制品的厚度來選定固化時間的話,一般來說,制品的壁厚為3mm時,固化時間約為3min;厚度為6mm時約4 - 6min;12mm厚時約為6-l0min。[-page-]
6.3.4 合模速度
    由于BMC模塑料具有快速固化的特性,因此,在向模腔投放物料后可以馬上進行快速合模成型。一般來說,整個合模過程應在50s內完成。閉模速度過慢,模腔中的物料有可能會發生局部的提早膠凝固化,這種現象在制品截面較薄處會較為明顯的出現;若閉模速度過快,除了會使物料出現組分分離的趨向外,有時也會出現排氣不暢、夾氣甚至有“焦痕”等缺陷。有資料報道認為,一般可采用由快到慢的合模步驟,開始時用快速合?!踩缬?500mm/min的合模速度),在距模具完全閉合還有6.4mm的距間時,則用慢速合?!踩缬?50-375mm/min的合模速度)。對于玻璃纖維含量為25%,壁厚小于4.8mm的模壓制品,為保持良好的纖維分布,則可使用高達17 500mm/min的合模速度。
    過高的成型溫度和過慢的合模速度都會引起BMC模塑料的組分分離。因為在高溫下樹脂的黏度過低,在合模加壓時,樹脂會離析出來,并跑在〔流向)填料和玻璃纖維的前面。當玻璃纖維的含量少于25%時,則要用較低的合模速度,才會獲得較好的制品質量。對于壁厚大于4.8mm的制品,采用較低的合模速度才能獲得質地致密均勻的制品,對于較厚的制品,為獲得更為均勻的固化速度,可以降低成型溫度口以不飽和聚酯樹脂為基體的BMC模塑料的壓制成型工藝條件如表6-1所示,為作一比較,表中將同樣用其配制成的SMC也列入其中。