3　增稠作用

　　树脂在稠化前黏度低，与填料混合形成的浆料易于浸渍玻璃纤维，但浸渍后要转变为模塑料时，其黏度应为(7.5～15)×10⁴Pa・s。这种特性可以使树脂制成含有相当高玻璃纤维含量的模塑料，而又能保持玻璃纤维毡的整体性，在制成SMC以后又有足够的硬挺度，便于操作。这在普通制造BMC的工艺中是不可能做到的。
　　稠化速度是SMC生产工艺要求的重要性能。稠化速度要适当，稠化太快，玻璃纤维难于浸透；稠化太慢则贮存困难。一般在混合以后，存放在常温下24～28h，应有足够的硬挺度。稠化速度受许多因素的影响，主要是树脂的分子量、酸值、含水量以及游离二元醇含量。填料、脱模剂及其他少量的添加剂也有影响。因此要求树脂有严格的酸值、分子量，并准确控制水分及游离二元醇含量，才能达到稳定的稠化速度。
　　在短时间内迅速增稠、达到很高黏度的过程中有个诱导期，在诱导期内黏度变化逐渐加速，以致达到迅速增长的速度。稠化速度与诱导时间是稠化过程的两个重要参数。诱导期太短。在机器上制SMC时就困难。理想的增稠曲线为图16-12所示。

　　选择不同的增稠剂类型、浓度和颗粒尺寸可以达到调节稠化速度和诱导时间的目的。
　　可用的增稠剂有氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁。氧化钙对空气潮湿比较敏感，一般不用。氧化镁和氢氧化镁为常用的增稠剂。
　　一般树脂浆料的黏度为15～50Pa・s，接玻璃纤维含量不同而变化。增稠剂浓度为1％～5％，依其类型和树脂反应性不同而变化。
　　氧化镁与氢氧化镁的主要区别在于，两者给予树脂混合料的早期稠化速度不同，因而影响稠化诱导期的长短。氧化镁比氢氧化镁的早期稠化速度快。SMC的早期增稠反应的黏度曲线见图16-13。氧化镁与氢氧化镁的早期增稠反应黏度曲线对比见图16-14。

　　增稠反应速度必须足够快，使实际稠化时间在环境温度下为7～10天，并产生稳定的平顶黏度范围为(0.75～1.5)×10⁵Pa・s。这黏度使SMC在正常模压下充满模具时，不会有玻璃纤维的离析现象。
　　增稠剂可用干态的，也可用一种惰性的不饱和聚酯树脂混合，再用高剪切的混合设备或三辊研磨机使之均匀分散。。一般先将填料混合好，再加增稠剂，经高剪切混合。如仍不能分散良好，可加热到40～50℃，进行分散。在此温度下黏度上升极快，故一定要将增稠剂分散于惰性介质中，如将聚苯乙烯分散于苯乙烯或零酸值的封端聚酯中。也可以把所得混合物加上配方的其余部分，在低得多的剪切速度下分散。其分散程度可用涂料或颜料的分散标准来控制。只有严格地做到分散均匀，才可能达到稳定增稠。如分散不均匀，将会在终产品中保留氧化镁的聚集块，影响制品性能，见图16-15。分散良好的混合物可以保持增塑剂的活性，并可防止贮存中的吸湿和吸收二氧化碳而使高活性的氧化镁降级。

　　SMC经过适当的诱导期并以一定的速度稠化后，应达到必要的可进行模压成型的黏度范围。前已提到，为达到合格的稠化性能要求必须严格控制树脂的酸值、分子量、分子量分布、含水量以及游离二元醇含量。加入羧酸可以提高增稠速度。
　　理想的增稠反应应达到成型区的黏度平顶区，其黏度为(0.75～1.5)×10⁵Pa・s。实际上一般增稠剂达不到这样的要求。采用氧化镁和氢氧化镁的混合物可以改进增稠反应，延长诱导期。又能实现快速稠化，并达到可成型的平顶区，见图16-18。
　　有时可用石灰作增稠剂，并很有效，但石灰易吸潮形成氢氧化钙。氢氧化钙用于诱导期较长的场合。
　　增稠剂的颗粒尺寸以及颗粒度分布都会影响增稠效果，要加以控制。
　　增稠剂浓度对增稠效果的影响见图16-16。由图16-16可见，在增稠剂浓度降到2％以下时，平顶黏度值迅速下降。

　　对于稠化速度的检查方法是，采用定量的增稠剂和填料加入树脂中，检查其黏度，直到黏度达到平坦区为止。在黏度较低阶段，可用旋转黏度计测定，黏度大时可用穿透仪测定。
　　穿透仪是一个带长柄的锥形不锈钢探测头，其尺寸如图16-17所示。锥杆总质量148g。将树脂混合浆料注入一个宽口小罐中，黏度达8×10³Pa・s以上即可测得读数。测定时先调节锥尖接触浆料表面，将刻度盘上的数字调至零。然后释放锥杆，使其由自重下压5s，可得1/10mm精确度的穿透深度值。在浆料表面不同部位连测4次，取其平均值及浆料温度。
　　以上采用金属氧化物或氢氧化物增稠所需稠化时间长，一般需几天时间，对含水量敏感。英国帝国化学公司(ICI)开发了一种新的增稠方法，称为“互相渗透的增稠方法”(ITP法)，增稠特性见图16-18。其特点是：快速稠化，黏度控制稳定；在混合与稠化过程中不需控制温湿度；适合低压成型工艺；存放期可达1年。
　　ITP法是使异氰酸酯(4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯)与带羟基的聚酯反应，生成一种交替分散的高分子网状片段。

　　其稠化速度极快，而且有一定灵活性，见图16-18。
　　ITP法的另一个优点是，所制SMC材料可有很高的玻璃纤维含量，而且在模具中流动均匀，例如在一块试样上取10个小点测定的玻璃纤维含量(％)分别为61.9、62.8、61.6、62.8、61.8、62.9、61.3、62.3、62.0、61.3。
　　二异氰酸酯也用于含有过量酵的低酸值树脂作增稠剂。此时酸值必须小于5mgKOH／g，酸值高时会引起二氧化碳气化。树脂的羟基当量应在200～400之间，以获得佳性能。
　　采用二异氰酸甲苯理论需要量的90％～100％可以产生好的综合性能，可制得坚韧性极好的制品，断裂伸长可达7％，拉伸强度与弹性模量损失很少，见表16-11。