CN101270216A

CN101270216A - 一种团状模塑料、其制备方法及其应用

Info

Publication number: CN101270216A
Application number: CNA2007100384020A
Authority: CN
Inventors: 杜强国; 潘宝荣; 葛昌杰; 陈庆涛; 邓昱; 唐渊杰
Original assignee: Shanghai Koito Automotive Lamp Co Ltd
Current assignee: Hasco Vision Technology Co Ltd
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-09-24

Abstract

本发明提供一种团状模塑料(BMC)及其制备方法。该材料在注塑模具中以一定速度固化，不致出现波纹、针孔、麻点、焦烧等表面缺陷，也不会因固化时间过长而造成生产能力低下，由此得到的BMC材料可以适应各种类型的注塑模具。本发明还提供用这种团状模塑料加工而得的车灯反射镜基体及加工方法。所得到的反射镜基体除了具有优良的耐热性和机械强度以外，通过铝蒸镀可以在表面形成平整、光洁、没有波纹等表面缺陷的反射镜面。即使模温低达150～160℃，仍可获得满意的效果。

Description

一种团状模塑料、其制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及材料技术领域，更具体地，本发明涉及一种车灯注射成型用的团状模塑料材料(BMC)、制备方法及其用途。

背景技术

车辆用前照灯(头灯)、雾灯的反射镜早期是用金属板冲压加工制作的，这需要多道工序，而且不能加工出复杂的反射曲面。随着汽车技术的不断发展，现代的车灯反射镜是用高分子材料通过模具一次成型加工，由此，可以得到精确的反射曲面。但是，由于车灯光源的发热利害，因此要求反射镜基体材料有很好的耐热性，受热不致变形。通常的热塑性高分子材料，例如聚碳酸酯等工程塑料，达不到车灯反射镜的耐热要求，而耐热性好的特种工程塑料，例如聚酰亚胺等，则因成本过高，缺乏市场竞争力。

现今的车灯反射镜基体大多由玻璃纤维增强的热固性塑料为原料制作的。其中，由不饱和聚酯、玻璃纤维和无机填料混合制得的团状模塑料(简称BMC，或称DMC)由于尺寸稳定性好，耐热性高，刚性大，成本低，容易加工成型等优点，已成为制作车灯反射镜基体的主要原材料。车灯反射镜需要通过铝蒸镀的方法在表面形成镜面，因此用于车灯反射镜基体加工的BMC材料不同于普通电气和卫浴制品用BMC材料，除了耐热和强度的要求以外，还必须能加工出精确和平滑的表面，在制品表面不能出现针孔和麻点，也不能形成波纹，否则会影响到反射光束的方向和强度。

为了稳定产品质量并提高劳动生产率，现代的车灯反射镜基体是用注射成型的方法制作的，摒弃了旧式的压制成型方法。BMC材料的注射成型过程同时发生了高分子材料的流动、固化、以及玻璃纤维的局部取向，制品表面极易产生波纹、针眼、局部毛糙和焦烧，特别当使用蒸汽加热的模具时，由于模温偏低，更易造成表面的毛糙和波纹。因此需要对BMC材料的配方和混合技术有更高的要求，以获得合适的固化动力学和流变学特性。

然而此前有关BMC材料的专利很少涉及车灯反射镜注射成型用的BMC材料，因此需要提供一种使车灯反射镜注射件表面状况得到改进的BMC材料的制备技术。本发明者通过一系列努力，不断改进配方，摸索获得一种新型团状模塑料，该团状模塑料可以适用于车灯反射镜注射成型之用，并获得了符合要求的车灯反射镜，从而完成了本发明。

因此，本发明的第一个目的在于提供一种团状模塑料。

本发明的第二个目的在于提供一种团状模塑料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种团状模塑料在车灯反射镜基体制备上的应用。

发明内容

本发明提供一种团状模塑料，包含12.5～16.0重量份的不饱和聚酯，8.5～11.5重量份的抗收缩剂，57～65重量份的无机填充料，13～14.9重量份的玻璃纤维，0.2～0.45重量份的有机过氧化物引发剂，0～0.8份的苯乙烯单体；其中无机填充料选用两种不同细度的碳酸钙混合物，包括细粒径碳酸钙和粒径相对较粗的碳酸钙，细粒径碳酸钙中位粒径为0.5～6μm，相对较粗的碳酸钙中位粒径为7.5～12μm，两者的重量比为(95～67)∶(5～33)；其中有机过氧化物引发剂选用高活性和中等活性的有机过氧化物引发剂复配，两者比例为(50～20)∶(50～80)。

本发明所用的细粒径碳酸钙中位粒径优选0.5-1.5μm或2.5-4μm，相对较粗的碳酸钙中位粒径优选8.5-11μm。

本发明所用的高活性有机过氧化物引发剂选用1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷，中等活性有机过氧化物引发剂选用过氧化苯甲酸叔丁酯。

本发明所用的不饱和聚酯选用邻苯型的或间苯型的不饱和聚酯。

本发明所用的抗收缩剂选用苯乙烯型、丙烯酸酯型或醋酸乙烯酯型的聚合物树脂抗收缩剂。

本发明所用的玻璃纤维选用经过偶联剂处理的长度为4～12mm的短切玻璃纤维。

本发明提供的团状模塑料还包括助剂包括0.5～1.2重量份的内脱模剂、0.01～0.1重量份的增稠剂。其中，内脱模剂可以选用硬脂酸钙或硬脂酸锌，增稠剂可以选用氧化镁、氧化钙或氢氧化镁。

本发明还提供一种团状模塑料的制备方法，即将上述团状模塑料所包含的各个组分在捏合机中捏合配制而成，获得团状模塑料。更具体的是：将不饱和聚酯、抗收缩剂、有机过氧化物引发剂、苯乙烯单体等液体原料用高速分散机混合均匀，得到树脂糊，另将无机填充料、内脱模剂等固体原料在捏合机内混合均匀，徐徐加入树脂糊，捏合均匀后加入玻璃纤维继续捏合，最终得到团状BMC配合料。

本发明还提供一种团状模塑料在车灯反射镜基体制备上的应用。即将上述BMC材料通过注射成型及铝蒸镀的方法进行加工，在注塑机上注塑车灯反射镜基体，模具的表面温度为150℃～170℃，固化时间为30～60秒。

本发明所用的注射成型步骤使用电加热或蒸汽加热的模具。

采用上述制备方法的优点是：

1.使用了较高比例的无机填充料，而且无机填料的主体使用的是细粒径的碳酸钙，因此注射成型得到的反射镜基体表面在蒸镀铝后形成的镜面平滑光亮，不出现波纹；

2.无机填充料由两种不同细度的碳酸钙掺混而成，因此制品致密，机械强度高，而且在使用高比例的无机填充料时不易造成缺胶等表面缺陷；

3.使用了高活性的有机过氧化物引发剂和中等活性的有机过氧化物引发剂复配，可以确保BMC材料在注塑模具中以一定的速度固化，不致出现波纹、针孔、麻点、焦烧等表面缺陷，也不会因固化时间过长而造成生产能力低下，由此得到的BMC材料可以适应各种类型的注塑模具，即使是蒸汽加热的注塑模，就算模温低达150～160℃，也不会造成表面缺陷，仍可获得满意的效果；

4.用这种BMC材料制备车灯反射镜基体可以采用注射成型的方法加工。得到的反射镜基体除了具有优良的耐热性和机械强度以外，通过铝蒸镀可以在表面形成平整、光洁、没有波纹等表面缺陷的反射镜面。

具体实施方式

下面用实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在权利要求书的范围内。

实施例1

将13.5份金陵帝斯曼树脂有限公司生产的邻苯型不饱和聚酯(P17)、9.1份金陵帝斯曼树脂有限公司生产的抗收缩剂(H892)、0.3份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.18份1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、0.04份氧化镁在高速混合机中混合均匀，得到树脂糊。另将57份中位粒径1.5μm的碳酸钙、6.3份中位直径10μm的碳酸钙、0.25份硬脂酸钙、0.45份硬脂酸锌在捏合机中混合均匀，加入此前配好的树脂糊，混匀后加入14.1份长度为6mm的短切玻璃纤维，捏合8分钟得到BMC团状模塑料。用这样制得的BMC材料在注塑机上注塑车灯反射镜基体，模具使用蒸汽加热，模具的表面温度为155℃，固化时间45秒。此反射镜基体表面没有针孔和麻点，蒸镀铝后，镜面光滑，没有波纹。将团状模塑料用压制的办法加工成平板，再切割成标准试条测试性能，结果为：热变形温度大于210℃，弯曲强度76Mpa，冲击强度12KJ/m²。

实施例2

将两种碳酸钙的中位粒径改为3μm和9μm，其余皆与实施例1相同。结果，热变形温度大于210℃，弯曲强度74Mpa，冲击强度14KJ/m²。

实施例3

将12.6份金陵帝斯曼树脂有限公司生产的邻苯型不饱和聚酯(P17)、9.3份金陵帝斯曼树脂有限公司生产的抗收缩剂(H892)、0.2份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.20份1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、0.08份氧化镁、0.6份苯乙烯在高速混合机中混合均匀，得到树脂糊。另将43份中位粒径2.5μm的碳酸钙、21份中位直径11μm的碳酸钙、0.25份硬脂酸钙、0.6份硬脂酸锌在捏合机中混合均匀，加入此前配好的树脂糊，混匀后加入13.5份长度为6mm的短切玻璃纤维，捏合8分钟得到BMC团状模塑料。用这样制得的BMC材料在注塑机上注塑车灯反射镜基体，模具使用蒸汽加热，模具的表面温度为158℃，固化时间45秒。此反射镜基体表面没有针孔和麻点，蒸镀铝后，镜面光滑，没有波纹。性能测试结果为：热变形温度大于210℃，弯曲强度71Mpa，冲击强度14KJ/m²。

实施例4

将两种碳酸钙的中位粒径改为4μm和8μm，其余皆与实施例3相同。结果，热变形温度大于210℃，弯曲强度76Mpa，冲击强度15KJ/m²。

实施例5

将不饱和聚酯P17的用量改为13.5份，抗收缩剂H892的用量改为9.3份，两种碳酸钙的用量改为48.1份和16.0份，其余皆与实施例3相同。用蒸汽加热的模具注塑反射镜基体，模具表面温度152℃，蒸镀铝后，镜面光滑，没有波纹。性能测试结果为热变形温度大于210℃，弯曲强度72Mpa，冲击强度14KJ/m²。

实施例6

将两种碳酸钙的中位粒径改为1μm和11μm，其余皆与实施例5相同。结果，热变形温度大于210℃，弯曲强度70Mpa，冲击强度13.5KJ/m²。

实施例7

将15.8份金陵帝斯曼树脂有限公司生产的间苯型不饱和聚酯(P18)、8.6份金陵帝斯曼树脂有限公司生产的抗收缩剂(H851)、0.20份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.20份1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、0.8份苯乙烯在高速混合机中混合均匀，得到树脂糊。另将40.8份中位粒径1.5μm的碳酸钙、20.4份中位直径8.5μm的碳酸钙、0.25份硬脂酸钙、0.45份硬脂酸锌在捏合机中混合均匀，加入此前配好的树脂糊，混匀后加入13.8份长度为6mm的短切玻璃纤维，捏合8分钟得到BMC团状模塑料。用这样制得的BMC材料在注塑机上注塑车灯反射镜基体，模具使用热油加热，模具的表面温度为165℃，固化时间45秒。此反射镜基体表面没有针孔和麻点，蒸镀铝后，镜面光滑，没有波纹。模塑料的性能为：热变形温度大于210℃，弯曲强度80Mpa，冲击强度14KJ/m²。

实施例8

将实施例7中的抗收缩剂改为金陵帝斯曼树脂有限公司生产的抗收缩剂(H892)，用量为11.5份，两种碳酸钙的用量分别为43份和14.3份，短切玻纤的用量改为14.9份，其余同实施例6。使用热油加热的模具注塑反射镜基体，蒸镀铝后，镜面光滑，无波纹。模塑料的性能为：热变形温度大于210℃，弯曲强度78Mpa，冲击强度12KJ/m²。

实施例9

将两种碳酸钙的中位粒径改为0.5μm和12μm，其余皆与实施例7相同。结果，热变形温度大于210℃，弯曲强度79Mpa，冲击强度14.5KJ/m²。

比较例1

将实施例1中所用的碳酸钙用量改为31.6份中位粒径1.5μm的碳酸钙和31.6份中位直径10μm的碳酸钙混合，其余同实施例1，模塑料的性能虽然变化不大(热变形温度大于210℃，弯曲强度78Mpa，冲击强度13KJ/m²)，但是注塑得到的反射镜基体蒸镀铝后的镜面不够光滑，并且出现波纹。

比较例2

将实施例2所用的有机过氧化物的量改为0.08份过氧化苯甲酸叔丁酯和0.20份1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷复配，其余同实施例2，结果发现，注射成型时需要60秒时间才能固化，而且得到的反射镜基体表面出现针孔，蒸镀铝后镜面上出现波纹。

Claims

1. 一种团状模塑料，其特征在于，所述团状模塑料包含12.5～16.0重量份的不饱和聚酯，8.5～11.5重量份的抗收缩剂，57～65重量份的无机填充料，13～14.9重量份的玻璃纤维，0.2～0.45重量份的有机过氧化物引发剂，0～0.8份的苯乙烯单体；其中无机填充料选用两种不同细度的碳酸钙混合物，包括细粒径碳酸钙和粒径相对较粗的碳酸钙，细粒径碳酸钙中位粒径为0.5～6μm，相对较粗的碳酸钙中位粒径为7.5～12μm，两者的重量比为(95～67)∶(5～33)；其中有机过氧化物引发剂选用高活性和中等活性的有机过氧化物引发剂复配，两者比例为(50～20)∶(50～80)。

2. 如权利要求1所述的团状模塑料，其特征在于，其中所述细粒径碳酸钙中位粒径优选0.5μm～1.5μm或2.5μm～4μm，其中所述相对较粗的碳酸钙中位粒径优选8.5μm～11μm。

3. 如权利要求1所述的团状模塑料，其特征在于，其中所述的高活性有机过氧化物引发剂选用1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷，中等活性有机过氧化物引发剂选用过氧化苯甲酸叔丁酯。

4. 如权利要求1所述的团状模塑料，其特征在于，其中所述的不饱和聚酯选用邻苯型的或间苯型的不饱和聚酯。

5. 如权利要求1所述的团状模塑料，其特征在于，其中所述的抗收缩剂选用苯乙烯型、丙烯酸酯型或醋酸乙烯酯型的聚合物树脂抗收缩剂。

6. 如权利要求1所述的团状模塑料，其特征在于，其中所述的玻璃纤维选用经过偶联剂处理的长度为4mm～12mm的短切玻璃纤维。

7. 如权利要求1所述的团状模塑料，其特征在于还包括助剂，所述助剂包括0.5～1.2重量份的内脱模剂、0.01～0.1重量份的增稠剂。

8. 一种团状模塑料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将12.5～16.0重量份的不饱和聚酯、8.5～11.5重量份的抗收缩剂、0.2～0.45重量份的有机过氧化物引发剂和0～0.8份的苯乙烯单体混合均匀，其中所述的有机过氧化物引发剂选用高活性和中等活性的有机过氧化物引发剂复配，两者比例为(50～20)∶(50～80)；

2)另将57～65重量份的无机填充料、0.5～1.2重量份的内脱模剂混合均匀，其中所述的无机填充料选用两种不同细度的碳酸钙混合物，包括细粒径碳酸钙和粒径相对较粗的碳酸钙，细粒径碳酸钙中位粒径为0.5～6μm，相对较粗的碳酸钙中位粒径为7.5～12μm，两者的重量比为(95～67)∶(5～33)；

3)将步骤2)所得混合液加入步骤1)所得的混合液中，混合均匀；

4)将13～14.9重量份的玻璃纤维加入步骤3)所得混合液，混合均匀。

9. 团状模塑料用于车灯反射镜基体制备的应用方法，其特征在于，包括将一种团状模塑料通过注射成型及铝蒸镀的方法进行加工，在注塑机上注塑车灯反射镜基体，模具的表面温度为150℃～170℃，固化时间为30～60秒；其中，所述团状模塑料包含12.5～16.0重量份的不饱和聚酯，8.5～11.5重量份的抗收缩剂，57～65重量份的无机填充料，13～14.9重量份的玻璃纤维，0.2～0.45重量份的有机过氧化物引发剂，0～0.8份的苯乙烯单体，其中无机填充料选用两种不同细度的碳酸钙混合物，包括细粒径碳酸钙和粒径相对较粗的碳酸钙，细粒径碳酸钙中位粒径为0.5～6μm，相对较粗的碳酸钙中位粒径为7.5～12μm，两者的重量比为(95～67)∶(5～33)，其中有机过氧化物引发剂选用高活性和中等活性的有机过氧化物引发剂复配，两者比例为(50～20)∶(50～80)。

10. 如权利要求10所述的应用方法，其特征在于，其中所述注射成型步骤使用电加热模具或蒸汽加热模具。