BMC模塑料的压制成型:工艺条件

6.3  压制成型工艺条件
    与一般的热固性模塑料一样,BMC模塑料的压制成型条件包括:成型压力、成型温度、固化时间等参数。
6.3.1  成型压力
    BMC模塑料由于具有良好的流动性,因此在模压时不需要很高的压力就可以使其充满整个模腔。实际上它所需要的压力只是一般热Iffi性塑料压制成型压力的1/4-1/2。
    对于同一种组分的BMC模塑料来说,其成型压力主要是根据制品的复杂程度、制品的性质和其他成型工艺条件来选定的。例如,在压制一些形状简单的制品时,使用0.7MPa的压力就足够了;对于设有凸台或有盲孔的形状较为复杂的制品,则可能要用高一些的压力。模具的类型对压力的选择也有影响,溢式压模比半溢式的压模使用的压力小些,而不溢式压模(很少用于BMC的压制)所使用的压力则要大些,甚至高几倍。另外,对压制成型表面质量要求高的制品,也要使用比较高的成型压力。
    对于大多数的BMC模压制品来说,3.5-7.OMPa压力已经足够了。但对于不溢式压模和表面要求比较高的制品,有时可能要用到14MPa的成型压力。
    使用高一些的成型压力,可以提高压制时的充填精度和加快充模速度,缩短成型时间,提高制品的致密性和质量。但使用过高的压力时,也可能会引起溢料和产生过多的飞边,甚至造成粘模而使脱模困难等问题。
6.3.2  成型温度
    BMC模塑料的压制成型温度是十分重要的工艺参数。成型温度的高低与物料的类型、  配方〔组分)、所使用的成型压力、制品的复杂程度及壁厚、收缩的控制、流动条件以及有无预热等都有关。
    温度高,固化速度快,生产效率高;而要想获得好的表面质量,则要用较低的温度,特别是对有些要求用慢速闭模的成型制品。但温度低,物料流动时间长,会使压制成型过程放慢。为防止制品表面出现开裂,对一些深型腔、形状复杂而壁薄的制品,则需要采用低温的成型条件。
    一般来说,上下压模通常是采用相同的温度[如都约为(145±5)℃]。但有时为了方便脱出制品,或是为了脱模的需要而选择性地使其出现粘模(即开模时,使制品能留在所需的半模上),则应使两半模的温度有所差别。一般来说,希望制品能留在其上的该半模的温度应低约5-15℃。[-page-]
6.3.3  固化时间
    所有级别的BMC模塑料在压制成型时其固化速度都是很快的,但也会有一些不同,如用黑颜色的BMC模塑料成型时明显要比一般颜色的产品固化得慢,如图6-3所示。图中(a)表示素色的制品在不同的厚度下的固化时间;而(b)则是表示加了炭黑〔黑色)而不同厚度的制品的固化时间。从图中所示进行比较可以看出,对于厚度、成型温度相同的制品,黑颜色所需的固化时间要多一些。


    一般来说,要精确的找出BMC模压制品的固化时间是很难的,因为实际制品的材料配方、形状、厚度以及模具的加热位置等都会影响到其所需要的固化时间。然而,这个问题并不难于解决,因为在压制成型时,“过固化”(即超过制品所需要的固化时间)和“欠固化”(即末达到制品所需要的固化时间)都是不可取的,都不能获得符合质量要求的制品。与一般的热固性塑料不同,BMC模塑料在压制时,其从欠固化状态过渡到完全固化的状态是很迅速地一个过程,在一个很短的时间范围内,BMC可能很快就固化了,但制品可能会出现气泡或表面没有任何光泽的现象。当经过调整固化时间而将此现象(缺陷)消除,而且制品已经符合质量要求时,则可以将其固化时间确定下来。当然,用现场观察的办法来判断制品的固化度(即确定其固化时间),其准确度是相对来说的,但就是在过去也不能用更高级的固化实验,如采用丙酮萃取等试验的方法来判断和确定固化时间,因此法只适用于酚醛制品
固化度的测试。关于固化度和固化时间的测试、模拟方法,可参看本书的4.2.1.3节和4.2.1.4节。
    如果是根据制品的厚度来选定固化时间的话,一般来说,制品的壁厚为3mm时,固化时间约为3min;厚度为6mm时约4 - 6min;12mm厚时约为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马上进行快速合模成型。一般来说,整个合模过程应在50s内完成。闭模速度过慢,模腔中的物料有可能会发生局部的提早胶凝固化,这种现象在制品截面较薄处会较为明显的出现;若闭模速度过快,除了会使物料出现组分分离的趋向外,有时也会出现排气不畅、夹气甚至有“焦痕”等缺陷。有资料报道认为,一般可采用由快到慢的合模步骤,开始时用快速合模〔如用7500mm/min的合模速度),在距模具完全闭合还有6.4mm的距间时,则用慢速合模〔如用250-375mm/min的合模速度)。对于玻璃纤维含量为25%,壁厚小于4.8mm的模压制品,为保持良好的纤维分布,则可使用高达17 500mm/min的合模速度。
    过高的成型温度和过慢的合模速度都会引起BMC模塑料的组分分离。因为在高温下树脂的黏度过低,在合模加压时,树脂会离析出来,并跑在〔流向)填料和玻璃纤维的前面。当玻璃纤维的含量少于25%时,则要用较低的合模速度,才会获得较好的制品质量。对于壁厚大于4.8mm的制品,采用较低的合模速度才能获得质地致密均匀的制品,对于较厚的制品,为获得更为均匀的固化速度,可以降低成型温度口以不饱和聚酯树脂为基体的BMC模塑料的压制成型工艺条件如表6-1所示,为作一比较,表中将同样用其配制成的SMC也列入其中。