CN101575444A - 低密度smc聚酯模塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低密度SMC聚酯模塑料及其制备方法。它是用不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、液态颜料、降粘剂、固化剂、增稠剂、脱模剂、碳酸钙粉末、短切玻璃纤维按一定比例混合,并加入一定比例的密度为0.3~0.4g/cm3的纳米二氧化硅或空心玻璃微珠作为轻质填充材料而成。这种塑料保持了聚酯模塑料原有的优良性能,具有更小的密度,能够节省能源,降低企业的生产成本,提高竞争能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程塑料及其制备方法,具体的说是一种低密度SMC聚酯模塑料及其制备方法。
背景技术
汽车工业是我国国民经济的支柱产业,近几年来已取得迅猛的发展。汽车工业的快速发展导致了汽车保有量的急剧增加,同时也给社会带来了三大问题:能源匮乏、环境污染、安全问题。汽车节能、环保、安全既是国际汽车技术的发展方向,也是我国汽车产业政策的要求。实现汽车轻量化,是节省能源的最有效的途径之一,也是国际先进汽车制造商所追求的重要目标。据估计,汽车重量每减轻10%,就会节省6%~8%的燃料,采用高性能轻质材料是实现汽车轻量化的一条重要途径。
汽车领域现在已经成为SMC(Sheet molding compound)的主要目标市场。国内各型卡车也都已经采用并在逐步扩大SMC部件的使用量,而新设计的家用/商用轿车也正在考虑使用SMC部件。这对SMC的发展有着极大的促进作用。但同时,节能已经成为当今世界的主流。汽车作为深入人们生活方方面面的交通工具,不可避免的被纳入到了这个洪流之中。于是,保持部件强度的同时尽可能的降低车身重量的要求被提了出来。GMT的出现则让SMC相对于钢铁部件的比重优势丧失了,但SMC在力学性能上较GMT依然有优势。因此,如何行之有效的降低SMC的密度就成了一个当务之急的任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低密度SMC聚酯模塑料。这种塑料较现使用的SMC聚酯模塑料具有更低的密度且很好的保持了原来的特性。
本发明同时提供了制备这种低密度SMC聚酯模塑料的方法。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现:
本发明的低密度SMC聚酯模塑料,其由以下重量份数的原料组成:
不饱和聚酯树脂50~70份、低收缩添加剂30~50份、液态颜料8~10份、降粘剂3~5份、固化剂1.0~2.0份、增稠剂1~1.5份、脱模剂5~6份、碳酸钙粉末40~60份、轻质填充材料60~80份、短切玻璃纤维60~100份。
其中:所述的不饱和聚酯树脂是邻苯型不饱和聚酯树脂,优选其中的不饱和聚酯占65%~70%重量份,其余为苯乙烯溶液;
所述的低收缩添加剂是用市售聚苯乙烯与浓度为55%~65%的单体苯乙烯溶液溶融而得,优选其中聚苯乙烯占45%~55%重量份,单体苯乙烯溶液占45%~55%重量份;
所述液态颜料是由各种颜色的色粉和无单体不饱和聚酯树脂S10混合碾磨而成的色浆,优选其中色粉占10%重量份、无单体不饱和聚酯树脂S10占90%重量份;
所述的降粘剂是德国BYK公司生产的BYK-W-996型浸润剂;
所述的固化剂是纯度98%以上,10小时半衰期温度为104℃的过氧化苯甲酸叔丁酯;
所述的增稠剂是氢氧化钙粉末,优选粒径为320目的氢氧化钙粉末;
所述的脱模剂是硬脂酸锌粉末,优选粒径为200目的硬脂酸锌粉末;
所述的轻质填充材料是密度0.3~0.4g/cm3的纳米二氧化硅或空心玻璃微珠;
所述短切玻璃纤维优选无碱短切玻璃纤维,其长度优选6mm和12mm。
制备上述低密度SMC聚酯模塑料的方法,依次包括以下步骤:
(1)将不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、液态颜料倒入捏和机里,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(2)加入降粘剂、固化剂、增稠剂、脱模剂、碳酸钙粉末,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(3)再逐次加入轻质填充材料,边搅拌边加入,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(4)最后加入短切玻璃纤维,搅拌均匀后制成本发明的低密度SMC聚酯模塑料。
采用上述技术方案具有以下优点,配方中采用了密度0.3~0.4g/cm3的纳米二氧化硅或空心玻璃微珠作为轻质填充材料,制作过程边搅拌边逐次加入,保证了填料被均匀分散且不会被剪力所破坏,使得最终制成的SMC聚酯模塑料具有更小的密度,能够节省能源,降低企业的生产成本,提高竞争能力。
具体实施方式
第一个实施例:
按重量配比,选取不饱和聚酯树脂50份、低收缩添加剂50份、液态颜料10份、降粘剂5份、固化剂1.0份、增稠剂1.5份、脱模剂5.5份、碳酸钙粉末60份、新型轻质填充材料60份、无碱短切玻璃纤维80份,备用。
其中:所述的不饱和聚酯树脂是邻苯型不饱和聚酯树脂,其中不饱和聚酯占65%~70%重量份,其余为苯乙烯溶液;
所述的低收缩添加剂是用市售聚苯乙烯与浓度为55%~65%的单体苯乙烯溶液溶融而得,其中聚苯乙烯占45%~55%重量份,单体苯乙烯溶液占45%~55%重量份;
所述的液态颜料是由10%重量份的颜色色粉和90%重量份的无单体不饱和聚酯树脂S10混合碾磨制成的色浆。
所述的降粘剂是德国BYK公司生产的BYK-W-996型浸润剂;
所述的固化剂是纯度98%以上,10小时半衰期104℃的过氧化苯甲酸叔丁酯;
所述的增稠剂是粒径320目的氢氧化钙粉末;
所述的脱模剂是粒径200目的硬脂酸锌粉末;
所述的新型轻质填充材料是密度0.3~0.4g/cm3的空心玻璃微珠;
所述的无碱短切玻璃纤维长度为6mm。
按如下步骤制作:
(1)将不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、液态颜料倒入捏和机里,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(2)加入降粘剂、固化剂、增稠剂、脱模剂、碳酸钙粉末,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(3)再逐次加入新型轻质填充材料,边搅拌边加入,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(4)最后加入无碱短切玻璃纤维,搅拌均匀后制成本发明的低密度SMC聚酯模塑料。
第二个实施例:
按重量配比,选取不饱和聚酯树脂70份、低收缩添加剂30份、液态颜料8份、降粘剂4份、固化剂2.0份、增稠剂1份、脱模剂6份、碳酸钙粉末40份、新型轻质填充材料80份、无碱短切玻璃纤维60份,备用。
其中:所述不饱和聚酯树脂是邻苯型不饱和聚酯树脂,其中不饱和聚酯占65%~70%重量份,其余为苯乙烯溶液;
所述的低收缩添加剂是用市售聚苯乙烯与浓度为55%~65%的单体苯乙烯溶液溶融而得,其中聚苯乙烯占45%~55%重量份,单体苯乙烯溶液占45%~55%重量份;
所述的液态颜料是由10%重量份的颜色色粉和90%重量份的无单体不饱和聚酯树脂S10混合碾磨制成的色浆;
所述的降粘剂是德国BYK公司生产的BYK-W-996型浸润剂;
所述的固化剂是纯度98%以上,10小时半衰期104℃的过氧化苯甲酸叔丁酯;
所述的增稠剂是粒径320目的氢氧化钙粉末;
所述的脱模剂是粒径200目的硬脂酸锌粉末;
所述的新型轻质填充材料是密度0.3~0.4g/cm3的空心玻璃微珠;
所述的无碱短切玻璃纤维长度为12mm。
按如下步骤制作:
(1)将不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、液态颜料倒入捏和机里,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(2)加入降粘剂、固化剂、增稠剂、脱模剂、碳酸钙粉末,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(3)再逐次加入新型轻质填充材料,边搅拌边加入,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(4)最后加入无碱短切玻璃纤维,搅拌均匀后制成本发明的低密度SMC聚酯模塑料。
第三个实施例:
按重量配比,选取不饱和聚酯树脂60份、低收缩添加剂40份、液态颜料10份、降粘剂5份、固化剂1.5份、增稠剂1.2份、脱模剂5份、碳酸钙粉末50份、新型轻质填充材料70份、无碱短切玻璃纤维90份,备用。
其中:所述不饱和聚酯树脂是邻苯型不饱和聚酯树脂,其中不饱和聚酯占65%~70%重量份,其余为苯乙烯溶液;
所述的低收缩添加剂是用市售聚苯乙烯与浓度为55%~65%的单体苯乙烯溶液溶融而得,其中聚苯乙烯占45%~55%重量份,单体苯乙烯溶液占45%~55%重量份;
所述的液态颜料是由10%重量份的颜色色粉和90%重量份的无单体不饱和聚酯树脂S10混合碾磨制成的色浆;
所述的降粘剂是德国BYK公司生产的BYK-W-996型浸润剂;
所述的固化剂是纯度98%以上,10小时半衰期104℃的过氧化苯甲酸叔丁酯;
所述的增稠剂是粒径320目的氢氧化钙粉末;
所述的脱模剂是粒径200目的硬脂酸锌粉末;
所述的新型轻质填充材料是密度0.3~0.4g/cm3的纳米二氧化硅;
所述的无碱短切玻璃纤维长度为6mm。
按如下步骤制作:
(1)将不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、液态颜料倒入捏和机里,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(2)加入降粘剂、固化剂、增稠剂、脱模剂、碳酸钙粉末,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(3)再逐次加入新型轻质填充材料,边搅拌边加入,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(4)最后加入无碱短切玻璃纤维,搅拌均匀后制成本发明的低密度SMC聚酯模塑料。
经测试,其主要技术指标如下表所示:
测试项目 | 单位 | 试验法 | 技术指标 |
成形品比重 | g/cm3 | ISO 1183-2004(E) | 1.3-1.4 |
成形收缩率 | % | ISO 2577-1984(E) | <0.15 |
吸水率 | mg | ISO 62-1999(E) | <0.2 |
热变形温度 | ℃ | ISO 75-1987(E) | >200 |
弯曲强度 | MPa | ISO 178-2001(E) | >160 |
弯曲弹性率 | GPa | ISO 178-2001(E) | >10 |
冲击强度(却贝) | KJ/m2 | ISO 179-2000(E) | >50 |
绝缘抵抗(常态) | Ω | GB10064 | >1013 |
绝缘抵抗(煮沸) | Ω | GB10064 | >1011 |
耐电压 | KV/mm | IEC60243-1:1998 | 12-14 |
耐电弧性 | Sec | GB/T1411-2002 | >183 |
耐漏电性 | CTI | GB/T4207-2003 | >600 |
耐燃性 | UL-94 | HB |
由以上可知,要发明的塑料在保持了SMC聚酯模塑料原有的优良性能的同时,其成形品比重降低为1.3~1.4g/cm3比重,获得了更小的密度。
Claims (9)
1、低密度SMC聚酯模塑料,其特征在于由以下重量份数的原料组成:
不饱和聚酯树脂50~70份;
低收缩添加剂30~50份;
降粘剂3~5份;
液态颜料8~10份;
固化剂1.0~2.0份;
碳酸钙粉末40~60份;
轻质填充材料60~80份;
增稠剂1~1.5份;
脱模剂5~6份;
短切玻璃纤维60~100份;
其中:所述的不饱和聚酯树脂是邻苯型不饱和聚酯树脂;
所述的低收缩添加剂是用市售聚苯乙烯与浓度为55%~65%的单体苯乙烯溶液溶融而得;
所述的降粘剂是选用的德国BYK公司生产的BYK-W-996型浸润剂;
所述液态颜料是由各种颜色的色粉和无单体不饱和聚酯树脂S10混合碾磨而成的色浆;
所述的固化剂是纯度98%以上,10小时半衰期温度为104℃的过氧化苯甲酸叔丁酯;
所述的轻质填充材料是密度为0.3~0.4g/cm3的纳米二氧化硅或空心玻璃微珠;
所述的增稠剂是氢氧化钙粉末;
所述的脱模剂是硬脂酸锌粉末。
2、根据权利要求1所述的低密度SMC聚酯模塑料,其特征在于所述不饱和聚酯树脂中不饱和聚酯占65%~70%重量份,其余为苯乙烯溶液。
3、根据权利要求1所述的低密度SMC聚酯模塑料,其特征在于所述低收缩添加剂中聚苯乙烯占45%~55%重量份,单体苯乙烯溶液占45%~55%重量份。
4、根据权利要求1所述的低温快速固化聚酯模塑料,其特征在于所述液态颜料中各种颜色的色粉占10%重量份、无单体不饱和聚酯树脂S10占90%重量份。
5、根据权利要求1所述的低密度SMC聚酯模塑料,其特征在于,所述碳酸钙粉末粒径为320目~1500目。
6、根据权利要求1所述的低密度SMC聚酯模塑料,其特征在于,所述增稠剂是粒径320目的氢氧化钙粉末。
7、根据权利要求1所述的低密度SMC聚酯模塑料,其特征在于,所述脱模剂是粒径200目的硬脂酸锌粉末。
8、根据权利要求1所述的低密度SMC聚酯模塑料,其特征在于所述短切玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维,其长度为6mm或12mm。
9、制备权利要求1所述的低密度SMC聚酯模塑料的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)将不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、液态颜料倒入捏和机里,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(2)加入降粘剂、固化剂、增稠剂、脱模剂、碳酸钙粉末,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(3)再逐次加入轻质填充材料,边搅拌边加入,在15~30℃温度下搅拌均匀;
(4)最后加入短切玻璃纤维,搅拌均匀后制成本发明的低密度SMC聚酯模塑料。
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