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BMC模塑料配方設計原理

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-04-10  來源:www.223343.com  作者:匡伯銘  瀏覽次數:326
核心提示:本稿是筆者多年在BMC制備和BMC成型工廠主持技術工作期間,對員工進行技術輔導的講稿之一,完全是從實踐中來,再回到實踐中去,對BMC的生產具有非常現實的指導意義。
    BMC是Bulk Molding Compound的簡稱,按化學物質名稱敘述,它的全名應是玻纖增強不飽和聚酯團狀模塑料。也有簡稱DMC(Dough Molding Compound)的,實際上兩者的組份是一致的,現今已經通稱,只是行業不同而叫法不一,簡稱為團狀模塑料。
BMC的基本組份
      LSA—LSA低收縮劑的加入量,本稿省略了LPA,不分別列出了
LSA一般都采取定向采購,也可以自配,在配方設計時一定要先摸清LSA中熱塑性樹脂的濃度,濃度的高低直接影響LSA的粘度,粘度過高會影響隨后加入粉料時的浸潤,有些初入門者往往覺得粘度高時,就認為加些單體苯乙烯St來降粘,用來改善混料時對粉體的濕潤,但這不是一個好辦法,過量的苯乙烯的加入,在固化時用不完,殘留的St會引起許多弊病,諸如強度下降、耐熱性變差,甚至在成型中拔高放熱峰溫度,致使部品表面微裂。一般在配方設計時要校核苯乙烯的含量,控制在45~50phr。
St在BMC中的含量用下式計算:
St=LSA*(1-B)+UP*(1-C)                              [2]
   式中:C—UP樹脂中不飽和聚酯的固含量%
            一般為65~68%   見供應商的品質保證書
  一般的標準配方,UP的固含量是65%,LSA的固含量是40%,當按照UP:LSA=60phr:40phr時:
A=40*0.4/(60+40)=16 phr
St=40*(1-0.4)+60*(1-0.65)=45 phr
BMC模塑料配方設計原理


工藝助劑,兼有脫模劑的作用,即BYK-P9050。

3.2增稠劑
    BMC的增稠機理與SMC的增稠機理是完全一致的,只是增稠行為沒有像SMC那樣嚴格。但是絕不是有人提議的,BMC不必增稠也可以成型出好的制品。BMC配料中添加增稠劑,同樣是希望經捏合機充分混和已經均相的粘彈體能基本保持其均質、均相的狀態,不發生相分離,更不希望有液態樹脂析出,而且希望在成型流動其間予混料還能帶著玻纖一起流動,充滿型腔的各個部位。故增稠不良、或達不到相當高的粘度都是造成制品多種表觀缺陷的重要原因。
    BMC選用的增稠劑大多是氫氧化鈣Ca(OH)2 ,只是到了冬天,氣溫較低時,有選用氧化鎂MgO,以達到快速稠化的目的。這些增稠劑大多選用粉體與填料同時加入捏合機,故推薦的增稠劑的用量是:1.0~1.2phr 。只是到了黃梅季節,環境濕度居高不下,不僅填料粉體吸濕,玻纖表面也吸濕,Ca(OH)2 粉更易吸濕,水的存在,會嚴重影響增稠行為,產生不穩定因素,宜應注意防控。

3.3引發劑
    常用的引發劑是TBPB  ,添加量取1.0phr,這時侯的成型品之固化速率通常取1min/1mm。目前,為了提高成型速率,已較多地采用復合型引發劑,尋找固化速率和模塑料存放壽命之間的相對合理,一般選擇TBPB和TBPO混用,總添加量還保持在1.0phr左右,兩者的分配可按:TBPB 0.70phr,TBPO 0.30phr。這時侯的固化速率可達到1min/2.5mm。

3.4顏料
    也稱著色劑,對客戶來講目前對BMC制品外表顏色的追求愈發顯得重要了,因為這對他們而言,即最終推到市場上的產品被顧客的吸引力如何,制品的色彩鮮艷,色澤明亮是極為重要的因素。BMC的著色最直接的就是使用色粉,如黑色,則直接選用炭黑投入,一般控制在3.0phr左右即可,如白色則直接選用鈦白粉,用量在4.5phr左右。選擇與樣品較接近的色粉,但要保證其分解溫度高于成型溫度,遮蓋力強,易于分散均可選用,但其用量都只能在試驗捏合機中小量試驗后確定。有的樣品的顏色無市場可采購的色粉,則必需外購顏料糊,或自己用三輥研磨機配混顏料糊,這時侯的顏料糊的添加量更要通過試驗捏合機混練后來確定。

4.玻璃纖維的加入量
    以上討論時都使用phr為單位,而論及玻纖的加入量時就使用BMC組份的質量百分數 % 為計算單位。周知,玻纖含量直接與制品的強度有關,我們曾經使用過美國歐文斯,康寧的短切紗101C牌號,6毫米長度 ,OCF提供了玻纖加入量與BMC抗彎強度的參考曲線,見圖二。
 
BMC配方

配方表計算步驟:
A. 確定在哪一種捏合機中拌料,一般取捏合機理論容積的一半,即正常的出料量Kg;
B. 依椐上述4小節的建議確定配合量一列的全部數值;
C. 首先計算出玻纖的加入量,本例為:150*0.18=27.0Kg;
D. 除玻纖之外,各組份的配合量之總和,本例為:309phr;
E. 計算每一個phr在投料時的份量,本例為:(150-27)/309=0.398Kg/phr;
F. 計算每一個組份的投料量,本例的UP為:60*0.398=23.9Kg,其余類推,數值園整。
    后記:本稿對阻聚劑、降粘濕潤劑及其它工藝助劑都未提及,希望在另外的篇幅中繼續討論;即使已經提到的各個組份,如何細分,如填料中的CaCO3與ATH如何細分,粒徑如何細分等等均未討論,也希望在以后的文稿中給予補充。本稿供有興趣者作為參考,不妥之處,敬請指正。
 
關鍵詞: 匡伯銘 模壓 BMC成型
 
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