BMC模塑料及其成型技术-常用低收缩添加剂
以不饱和聚酯树脂为基体的BMC模塑料,其常用的热塑性树脂低收缩率添加剂有:PE粉、PS及其共聚物、PVC及其共聚物、乙酸纤维素和丁酸纤维素、热塑性聚酯、聚已内酯、PVAC,PMMA等。目前常用的地收缩添加剂及其特征列于表2-15中。

根据控制收缩机理的不同,其加入量也有所不同。大概可以分为两类,一类时与不饱和聚酯树脂不相容的添加剂,如PE和PVC,其加入量为树脂的5%-10%;另一类时在树脂固化前能彼此相容,而固化后低收缩添加剂又以小球状颗粒从树脂中析出而形成第二相,如PVC,PS等,如图2-16所示。

由于热塑性树脂在不饱和聚酯中的分散性差,一般应先将其溶于苯乙烯中。同时,由于苯乙烯会引起BMC表面发黏,因而限制了低收缩添加剂的用量。据介绍,国外己开发出一种叫羧基化热塑性低收缩添加剂,此添加剂其自身参与增稠反应,能很好地解决上述问题。
在上述的添加剂中,PS和HDPE粉时用于BMC低收缩体系中的主要添加剂,这种添加剂的收缩效果还不是十分理想,因此还不能作为“地轮廓”的体系。但其着色性好,几乎在所有的颜料体系中都能获得良好的着色深度。PS也常用作低收缩着色体系的添加剂,但由于PS在体系中没有化学键合,因此在物料贮存时会分离,这问题可通过改进其配方解决,如通过在混料时多加填料或加入不同的填料,提高树脂糊的黏度来实现。
PVAC和PMMA常用于成型收缩率很低的制品的物料配置。在某些场合甚至可实现零收缩,其收缩率可达0~0.05%加入量为树脂的10%-20%。这些材料可作为真正的“低轮廓”添加剂,可以配制出具有良好流动性的物料,并获得零收缩及表面质量良好的制品,但这种体系的着色性差。
另外,低收缩添加剂除对制品收缩率有影响外,对增稠也有作用。此外,热塑性树脂的存在使BMC物料的固化时间延长,放热峰温度降低,对热固性熟知的交联网络起着增塑作用,从而降低了树脂体系的强度。因此,有人认为热塑性树脂的添加量应控制在5%左右,其粒径应小于3μm是比较合适的。
2.1.8.2低收缩添加剂的作用机理
低收缩添加剂的作用机理的解释尚在研究中,可能的解释有下列几种。
(1)在树脂配方中,低收缩添加剂有与聚酯相容的组分,有溶于树脂单体中面分散开来的组分,还有以原固分散开来的组分,当模塑料在模具中加热固化时,随着体系温度的升高,热塑性树脂与聚酯树脂发生热膨胀,随即聚酯与苯乙烯开始交联聚合。因此聚酯时在热塑性树脂聚合物施加的内压下固化的,因而就在还未能引起整体收缩时就被固定下来。这相当于热塑性树脂产生的热膨胀力阻止了聚酯固化时的收缩。
体系中部分热塑性树脂相充当了部分聚酯和交联单体的贮存器,它们的固化反应稍为延迟。当热塑性树脂中的聚酯开始固化时,虽然也发生聚合收缩,但由于周围物料已经固化,故与外部物料间形成微孔,这些微孔起到消除应变的作用。而且此处的收缩只发生在局部,不至引起整体收缩。
溶解或溶胀人热塑性树脂中的苯乙烯单体受热会沸腾,从而使热塑性树脂的膨胀压力增高,进一步增强了其抵制聚酯收缩的能力。
(3)Ross等人发现,采用大量的苯乙烯和高活性树脂作为低收缩添加剂更为有效。苯乙烯含量之所以很重要是因为它在热塑性相中的膨胀部分弥补了聚合收缩。高的树脂活性保证了在低固化度下连续相的胶凝,它加速了热塑性相中的热膨胀和微孔形成。
(4)使用液态丙乙酸单体作低收缩添加剂时,丙乙酸单体与聚酯不起反应,但时当聚酯反应放热时,丙乙烯单体会发生均聚反应,并留下类似泡沫状的吸附物,这些泡沫状的吸附物在生成时所产生的压力阻止了聚酯的聚合收缩。
一般含有防收缩剂的聚酯配方都要求反应性高,(即使用含顺丁烯二酸酐比例大的),有的就是采用顺丁烯二酸和丙二醇反应的产物,再加上防收缩添加剂,,一种典型的无收缩的以聚酯为基体的BMC配方实例见表2-21.在该配方中,收缩率增为0.35%,表而出现明显波纹,光泽差,在厚壁部分显露有长度的空隙。配方中聚氯乙烯由聚乙酸丙二醇酯塑化。








































