本文介紹了三種用于SMC/BMC的環(huán)氧乙烯基酯樹脂：彈性體增韌的環(huán)氧乙烯基酯樹脂、雙酚A型環(huán)氧乙烯基酯樹脂和酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂，簡述了樹脂的基本指標(biāo)、力學(xué)性能和增稠特性，推薦了相關(guān)的應(yīng)用配方。

1、前言

       SMC/BMC作為一種高效率機(jī)械化生產(chǎn)的復(fù)合材料制造工藝，從誕生到現(xiàn)在一直備受復(fù)合材料工業(yè)界的關(guān)注。

       SMC/BMC工藝的優(yōu)點(diǎn)很明顯：產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，制造不容易受到操作者和外界條件的影響，加工制品操作處理方便，不粘手，產(chǎn)品表面光潔度好，無須二次涂裝，片材質(zhì)量均勻，適宜壓制薄壁制品，樹脂和玻璃纖維可以在一定條件下流動，可成型帶肋或凸部的制品，成型的制品表面光潔度高，生產(chǎn)效率高，成本低，作業(yè)環(huán)境清潔，大大改善了勞動環(huán)境。 

       SMC/BMC是用不飽和聚酯樹脂、固化劑、增稠劑、填料和低收縮/低輪廓添加劑等混合而成的樹脂糊浸潤短切纖維氈或粗紗得到的模壓料，可以按照客戶的需求最終實(shí)現(xiàn)制品的阻燃、零收縮和A級表面等特性。

       SMC/BMC要求樹脂具有以下特點(diǎn)：粘度適中，便于浸漬增強(qiáng)材料；易同增稠劑反應(yīng)，滿足增稠的要求；可降低收縮性；固化迅速，提高生產(chǎn)效率；具有較高的耐熱強(qiáng)度和一定的韌性；在制品脫模時(shí)，不易損壞或開裂。

       SMC/BMC一般采用鄰、間苯型不飽和聚酯樹脂，隨著制品性能要求提高，尤其是SMC/BMC自從實(shí)現(xiàn)商業(yè)化以來，一直追求耐蝕、耐熱和高效，不斷滿足現(xiàn)代工業(yè)不同領(lǐng)域的要求。華昌公司開發(fā)了三款環(huán)氧乙烯基酯樹脂以滿足市場高端需求。

       本文介紹的MFE系列環(huán)氧乙烯基酯樹脂，具有中等或高反應(yīng)活性，滿足了SMC/BMC對樹脂易同增稠劑反應(yīng)的要求。同時(shí)具有很高的機(jī)械性能和耐熱性，當(dāng)與不同低收縮劑及功能助劑搭配使用時(shí)，可以得到高光澤、零收縮和A級表面等特性。

2、 MFE 751高韌性可增稠環(huán)氧乙烯基酯樹脂 

       MFE 751是橡膠彈性體增韌的環(huán)氧乙烯基酯樹脂，具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因而增稠效果明顯，而且重復(fù)性非常好，能適合各種模壓條件，在纖維含量較高的模壓制品中，具有良好的浸漬性能，并且其反應(yīng)性明顯高于其它增稠乙烯基酯樹脂，生產(chǎn)周期也能有所縮短。

       MFE 751在原有的耐熱、耐腐蝕樹脂的基礎(chǔ)上，更表現(xiàn)出良好的機(jī)械性能，韌性突出，耐溫性能和耐化學(xué)性能，均可與環(huán)氧乙烯基酯樹脂相媲美。 

                                                      MFE 751液體樹脂指標(biāo)和澆鑄體力學(xué)性能見表1和表2。

       橡膠彈性體通過其活性端基，與環(huán)氧樹脂中活性基團(tuán)(如環(huán)氧基、羥基等)或不飽和有機(jī)一元羧酸反應(yīng)形成嵌段。正確控制反應(yīng)性橡膠在環(huán)氧乙烯基酯樹脂體系中的相分離過程是增韌成功的關(guān)鍵。橡膠能使環(huán)氧乙烯基酯樹脂顯著提高斷裂韌性，人們在這一領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究。通過調(diào)節(jié)橡膠和環(huán)氧乙烯基酯樹脂的溶解度參數(shù)，控制凝膠化過程中相分離形成的海島結(jié)構(gòu)，以分散相存在的橡膠粒子中止裂紋、分枝裂紋、誘導(dǎo)剪切變形，從而提高環(huán)氧乙烯基酯樹脂的斷裂韌性。 

       用橡膠彈性體來改性環(huán)氧乙烯基酯樹脂，在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)方面都取得了較大成果。隨著橡膠嵌段含量增加，環(huán)氧乙烯基酯樹脂的沖擊強(qiáng)度、斷裂延伸率得到顯著提高。

       MFE751增稠效果明顯，而且重復(fù)性好。在片材復(fù)合的初期，要求樹脂糊的粘度相對較小，以利于玻纖浸漬，待玻纖浸漬完全后，又要求樹脂糊粘度迅速增大，不致于使膠液流失，？并盡快的適合于模壓操作。通常情況下，在初始15min內(nèi)，樹脂糊粘度不超過6×104cp為宜。所以，要制備高品質(zhì)SMC/BMC，首先要根據(jù)成品的性能要求確定玻璃纖維含量，根據(jù)玻璃纖維含量和增稠特性，正確選擇原材料及配方和工藝，選擇正確恰當(dāng)?shù)恼扯确秶驮龀硭俣龋瑫r(shí)通過對樹脂糊粘度影響因素中外因的合理控制，使樹脂糊達(dá)到理想的增稠速率，良好地浸漬玻纖。

上述諸多獨(dú)特的優(yōu)良性能確保MFE 751在以下領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用：

①汽車零件：車內(nèi)飾的儀表盤、保險(xiǎn)杠、車燈罩等；
②日常生活：餐飲用具、沐浴用品、廚衛(wèi)設(shè)備等；
③運(yùn)動器材、高爾夫球頭等；
④電子及電器行業(yè)：開關(guān)盒、電機(jī)網(wǎng)罩等。

3、SMC/BMC用MFE 752環(huán)氧乙烯基酯樹脂 

       MFE752是一種可增稠型環(huán)氧乙烯基酯樹脂，適用于SMC/BMC及高強(qiáng)度片狀模塑料HSMC，具有優(yōu)良耐化學(xué)腐蝕性及力學(xué)性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于運(yùn)動器材、汽車零件及耐腐蝕模壓制品中。 

                                                        MFE 752液體樹脂指標(biāo)和澆鑄體力學(xué)性能見表3和表4。

                               還有一點(diǎn)有必要說明，MFE752樹脂含水率很低，小于0.02%。樹脂中水分對增稠效果影響很大。

       樹脂中羧基和堿金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)生成中性鹽和水，使樹脂糊粘度大幅度上升，失去粘性，變成非粘性，這一過程叫增稠過程。在增稠反應(yīng)中，堿金屬氧化物只與樹脂中羧基發(fā)生反應(yīng)，不干擾聚酯鏈和苯乙烯雙鍵，所以增稠后的樹脂不影響在制成品時(shí)的聚合反應(yīng)。影響樹脂增稠的因素很多，主要包括增稠劑用量、增稠劑本身的活性、樹脂酸值、水分含量以及環(huán)境溫度等。

       據(jù)有關(guān)研究表明，樹脂增稠分三個(gè)階段進(jìn)行。首先是增稠劑的擴(kuò)散，使增稠劑分散于樹脂糊中；其次是增稠劑和樹脂中羧基反應(yīng)生成堿式鹽；最后堿式鹽和羧基繼續(xù)反應(yīng)生成中性鹽和水。

       根據(jù)增稠機(jī)理和增稠過程可知：增稠反應(yīng)是一個(gè)動態(tài)平衡過程，增稠劑用量增大，增稠速度也增加，而且，如果樹脂的酸值越大，表明樹脂中羧基濃度就越大，增稠速度也越快。樹脂糊中微量水分對增稠粘度有極大影響，在增稠初期，微量水分的存在起到了增稠反應(yīng)的催化作用，使增稠反應(yīng)速度加劇，樹脂糊粘度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高；同時(shí)，增稠反應(yīng)中有水生成，如果樹脂糊中含水量較大，就會抑制增稠反應(yīng)，使樹脂殘留粘性，影響增稠反應(yīng)的正常進(jìn)行。實(shí)踐表明，樹脂糊中水分含量一般控制在0.15%之內(nèi)為好，在粘度控制當(dāng)中，還有一個(gè)十分重要的因素，那就是溫度，溫度升高，使分子間的布朗運(yùn)動加劇，利于增稠劑的擴(kuò)散，同時(shí)提高了反應(yīng)物的活性，使增稠速度加快；樹脂糊的增稠粘度增大。在實(shí)際生產(chǎn)中，樹脂糊的溫度控制在30~35℃之間，粘度上升比較均勻，利于SMC/BMC的制備。

         通過大量試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用案例，我們總結(jié)出MFE752環(huán)氧乙烯基酯樹脂用于SMC/BMC的典型配方，詳見表5。

4、MFE 757可增稠酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂 

       MFE757是一種含有低收縮（輪廓）添加劑的高性能酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂，適用于SMC/BMC及高強(qiáng)度片狀模塑料HSMC等。樹脂本身具有良好的相容性、耐化學(xué)腐蝕性、低收縮性及力學(xué)性能，并且在高溫條件下尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度保留率高。由于MFE757優(yōu)異的特性，它可以廣泛應(yīng)用于運(yùn)動器材、化學(xué)防腐、汽車制品（發(fā)動機(jī)閥蓋）及空間應(yīng)用等領(lǐng)域。 

                                                              MFE 757液體樹脂指標(biāo)和澆鑄體力學(xué)性能見表6和表7。

      以MFE 757樹脂用量為100份計(jì)算，當(dāng)MgO粉末加入量為1.0份時(shí)，測試其增稠特性，具體如下：

       MFE 757是采用高環(huán)氧值、多官能團(tuán)酚醛環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸反應(yīng)而成，主要用于存在溶劑和氧化性介質(zhì)等特殊耐腐蝕性環(huán)境，在高溫條件下樹脂具有較高的強(qiáng)度保留率。特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了該樹脂獨(dú)特的理化性能。

       表8為采用MFE757樹脂制作的4mm SMC 片材測試力學(xué)數(shù)據(jù)，片材配方如下： 

       MFE757樹脂：TBPB：硬脂酸鋅：MgO：1寸玻璃纖維=59：0.8：2.5：1.7：36（均為質(zhì)量比），壓制溫度和壓力分別為150℃和83MPa，保溫時(shí)間180秒。

MFE 757具有以下優(yōu)點(diǎn)： 

     （1）增稠效果明顯，72小時(shí)粘度可達(dá)到107mPa•s以上；

     （2）低收縮性，樹脂澆鑄體線收縮率<0.15%，可保證制品成型收縮率：0.00025–0.0015英寸；

     （3）優(yōu)良耐化學(xué)腐蝕性，樹脂的高交聯(lián)密度使其具有良好的耐溶劑性，并且能耐各種氧化性介質(zhì)，如雙氧水、濕氯氣、二氧化氯等；制品使用壽命長（>7年）；

     （4）耐高溫，在高溫條件下尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度保留率高；溫度范圍：-40℃至150℃，甚至更高； 

     （5） 力學(xué)性能高，韌性好，制品玻纖含量達(dá)到36%時(shí)，拉伸強(qiáng)度91MPa，斷裂伸長率高達(dá)3~5%，彎曲強(qiáng)度165MPa，彎曲模量8.5GPa，沖擊強(qiáng)度30-35KJ/m2，熱變形溫度235℃ ，熱老化：150℃±2℃下1000 h， 拉伸、彎曲、沖擊性能下降控制在10%，拉伸蠕變：最高值<400微英寸（150mm樣品，150℃下1000h，固定負(fù)載115磅），可燃性(ISO 3795/SAE J369)：不燃。

5、總結(jié) 

        MFE751，752,757系列環(huán)氧乙烯基酯樹脂粘度適中，便于浸漬增強(qiáng)材料；易同增稠劑反應(yīng)，滿足增稠的要求；可降低收縮性；固化迅速，提高生產(chǎn)效率；具有較高的耐熱強(qiáng)度和一定的韌性；在制品脫模時(shí)，不易損壞或開裂。實(shí)踐證明該系列環(huán)氧乙烯基酯樹脂完全能滿足各類SMC/BMC制品需求，適應(yīng)不同條件的模壓成型工藝。