BMC模塑料及其成型技術-常用低收縮添加劑
以不飽和聚酯樹脂為基體的BMC模塑料,其常用的熱塑性樹脂低收縮率添加劑有:PE粉、PS及其共聚物、PVC及其共聚物、乙酸纖維素和丁酸纖維素、熱塑性聚酯、聚已內酯、PVAC,PMMA等。目前常用的地收縮添加劑及其特征列于表2-15中。

根據控制收縮機理的不同,其加入量也有所不同。大概可以分為兩類,一類時與不飽和聚酯樹脂不相容的添加劑,如PE和PVC,其加入量為樹脂的5%-10%;另一類時在樹脂固化前能彼此相容,而固化后低收縮添加劑又以小球狀顆粒從樹脂中析出而形成第二相,如PVC,PS等,如圖2-16所示。

由于熱塑性樹脂在不飽和聚酯中的分散性差,一般應先將其溶于苯乙烯中。同時,由于苯乙烯會引起BMC表面發黏,因而限制了低收縮添加劑的用量。據介紹,國外己開發出一種叫羧基化熱塑性低收縮添加劑,此添加劑其自身參與增稠反應,能很好地解決上述問題。
在上述的添加劑中,PS和HDPE粉時用于BMC低收縮體系中的主要添加劑,這種添加劑的收縮效果還不是十分理想,因此還不能作為“地輪廓”的體系。但其著色性好,幾乎在所有的顏料體系中都能獲得良好的著色深度。PS也常用作低收縮著色體系的添加劑,但由于PS在體系中沒有化學鍵合,因此在物料貯存時會分離,這問題可通過改進其配方解決,如通過在混料時多加填料或加入不同的填料,提高樹脂糊的黏度來實現。
PVAC和PMMA常用于成型收縮率很低的制品的物料配置。在某些場合甚至可實現零收縮,其收縮率可達0~0.05%加入量為樹脂的10%-20%。這些材料可作為真正的“低輪廓”添加劑,可以配制出具有良好流動性的物料,并獲得零收縮及表面質量良好的制品,但這種體系的著色性差。
另外,低收縮添加劑除對制品收縮率有影響外,對增稠也有作用。此外,熱塑性樹脂的存在使BMC物料的固化時間延長,放熱峰溫度降低,對熱固性熟知的交聯網絡起著增塑作用,從而降低了樹脂體系的強度。因此,有人認為熱塑性樹脂的添加量應控制在5%左右,其粒徑應小于3μm是比較合適的。
2.1.8.2低收縮添加劑的作用機理
低收縮添加劑的作用機理的解釋尚在研究中,可能的解釋有下列幾種。
(1)在樹脂配方中,低收縮添加劑有與聚酯相容的組分,有溶于樹脂單體中面分散開來的組分,還有以原固分散開來的組分,當模塑料在模具中加熱固化時,隨著體系溫度的升高,熱塑性樹脂與聚酯樹脂發生熱膨脹,隨即聚酯與苯乙烯開始交聯聚合。因此聚酯時在熱塑性樹脂聚合物施加的內壓下固化的,因而就在還未能引起整體收縮時就被固定下來。這相當于熱塑性樹脂產生的熱膨脹力阻止了聚酯固化時的收縮。
體系中部分熱塑性樹脂相充當了部分聚酯和交聯單體的貯存器,它們的固化反應稍為延遲。當熱塑性樹脂中的聚酯開始固化時,雖然也發生聚合收縮,但由于周圍物料已經固化,故與外部物料間形成微孔,這些微孔起到消除應變的作用。而且此處的收縮只發生在局部,不至引起整體收縮。
溶解或溶脹人熱塑性樹脂中的苯乙烯單體受熱會沸騰,從而使熱塑性樹脂的膨脹壓力增高,進一步增強了其抵制聚酯收縮的能力。
(3)Ross等人發現,采用大量的苯乙烯和高活性樹脂作為低收縮添加劑更為有效。苯乙烯含量之所以很重要是因為它在熱塑性相中的膨脹部分彌補了聚合收縮。高的樹脂活性保證了在低固化度下連續相的膠凝,它加速了熱塑性相中的熱膨脹和微孔形成。
(4)使用液態丙乙酸單體作低收縮添加劑時,丙乙酸單體與聚酯不起反應,但時當聚酯反應放熱時,丙乙烯單體會發生均聚反應,并留下類似泡沫狀的吸附物,這些泡沫狀的吸附物在生成時所產生的壓力阻止了聚酯的聚合收縮。
一般含有防收縮劑的聚酯配方都要求反應性高,(即使用含順丁烯二酸酐比例大的),有的就是采用順丁烯二酸和丙二醇反應的產物,再加上防收縮添加劑,,一種典型的無收縮的以聚酯為基體的BMC配方實例見表2-21.在該配方中,收縮率增為0.35%,表而出現明顯波紋,光澤差,在厚壁部分顯露有長度的空隙。配方中聚氯乙烯由聚乙酸丙二醇酯塑化。










































