CN108395560A - 一种改进smc制品表面性能的方法及其smc制品 - Google Patents

一种改进smc制品表面性能的方法及其smc制品 Download PDF

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Abstract

一种改进SMC制品表面性能的方法，其特征在于，在制作SMC制品时，先对制作SMC的金属模具进行处理，使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末，然后将SMC原料放在模具料仓中，进行模压，并在模压中让包裹碳纳米管的聚酯粉末复合到SMC制品表面，形成一种带有包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层的SMC制品。本发明采用在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末层解决了在SMC制品上涂料容易脱落、附着力不强的问题，其碳纳米管类似于一根根针线连接着涂料层和制品层，然后又因为碳纳米管为超强导电纤维，使得涂层耐候性耐电离性能得到明显的提升。

Description

一种改进SMC制品表面性能的方法及其SMC制品
技术领域
本发明属于一种SMC模压成型制作方法及其SMC制品，具体涉及一种利用SMC模内静电喷涂碳纳米管粉末的制作方法及其SMC制品，该种SMC模压成型制作方法及其SMC制品解决了在SMC制品上涂料容易脱落、附着力不强的问题，可广泛用于各种轨道交通内饰的SMC制品及其制作模压工艺中，也可用于其它行业SMC制品及其制作工艺中。
背景技术
SMC（即片状模塑料）模塑料具有轻质、高强、耐腐蚀、成本低及可大规模生产等特点，SMC模塑料复合材料经过半个多世纪的发展，现在世界上已得到广泛应用。而SMC模压工艺是国内轨道交通内饰部件加工应用非常广泛的一种工艺，其特点是成型时间短、加工精度高、变形量小等特点。但是现有的SMC模压工艺的不足就是现有制作的SMC模压工件表面只能采用油漆喷涂处理，而油漆在轨道交通内饰应用中使用寿命远远达不到要求，不能采用胶衣或与胶衣表面处理工艺性能相同的表面处理工艺。
SMC模压成型过程中要重点注意控制好“3个点”，即3个主要工艺参数：模压温度、模压压力和模压时间，模压温度是模压成型时所规定的模具温度，这一工艺参数确定了模具向模腔内物料的传热条件，对物料的熔融、流动和固化进程有决定性的影响。SMC模塑料在模压过程中的温度变化情况较复杂，由于塑料是热的不良导体，物料中心和边缘在成型的开始阶段温差较大，这将导致固化交联反应在物料的内外层不是同时开始。表层料由于受热早先固化而形成硬的壳层，而内层料在稍后的固化收缩因受到外部硬壳层的限制，致使模压制品的表层内常存有残余压应力，而内层则带有残余拉应力，残余应力的存在会引起制品翘曲、开裂和强度下降。因此采取措施尽力减小模腔内物料的内外温差，消除不均匀固化是获得高质量制品的重要条件之一。因此如何采取合适的SMC模压成型工艺，以及表面处理方法制作SMC轨道交通内饰尚有待研究。
通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明相关的主要有以下几个：
1、专利号为CN200910119579.2，名称为“轨道交通用不燃SMC聚酯模塑料及其制备方法”的发明专利，该专利公开了一种轨道交通用不燃SMC聚酯模塑料及其制备方法，所述不燃SMC聚酯模塑料是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5～8份、浸润剂4～6份、液态颜料8～10份、固化剂0.5～1.5份、阻聚剂0.1～0.3份、稀释剂4～6份、填充材料385～420份、慢速增稠剂1～3份、短切玻璃纤维90～120份。该发明通过添加大量级配过的氢氧化铝，同时添加一定比例的降粘剂和工艺助剂控制体系粘度、流动性、脱模性，并添加一定比例的增稠剂控制材料的起始增稠速度，使材料既保持了良好的流动性和表面质量，又达到不燃的要求，其阻燃级别为UL94V－0t＝1mm。
2、专利号为CN201710933342.2，名称为“一种SMC聚酯模塑料及其制备方法”的发明专利，该专利公开了一种SMC聚酯模塑料及其制备方法，所述SMC聚酯模塑料的制备原料包括a组分和b组分，所述a组分为玻璃纤维，所述b组分包括以下重量份的成分：不饱和聚酯树脂60-70份、低收缩添加剂30-40份、轻质填充材料20-40份、碳酸钙粉末120-140份、引发剂1.0-1.5份、脱模剂4-5份、增稠剂0.8-1.2份、工艺助剂4-6份；以a组分和b组分的总重量为100％计，所述a组分的重量百分比为25％。
3、专利号为CN201710431546.6，名称为“一种专用于SMC增稠的表面改性纳米氧化镁材料的制备方法”的发明专利，该专利公开了一种专用于SMC增稠的表面改性纳米氧化镁材料的制备方法，属于功能纳米材料领域，将适量氯化镁或硫酸镁与聚乙烯醇溶于去离子水中形成溶液A，置于35℃的恒温水浴中；将与摩尔量相同的碳酸钠溶于定量去离子水中，得到相同浓度的碳酸钠溶液B；置于35℃的恒温水浴中；先快速将碳酸钠溶液的一半开始机械搅拌；用去离子水冲洗3～5次沉淀，在450～550℃的条件下煅烧120～180分钟；继续将粉末超声分散在去离子水中，加入适量硬脂酸纳溶液；静置后用去离子水清洗干净，置入微波中干燥即可获得表面改性纳米氧化镁材料。
4、专利号为CN201610622248.0，名称为“一种SMC片材及其制备方法”的发明专利，该专利公开了一种SMC片材，包括以下重量份的原料：200-220份不饱和聚酯树脂，70-90份收缩剂，2-4份过氧化苯甲酸叔丁酯，1-3份阻聚剂，10-12份硬脂酸钙，400-500份水合氧化铝粉末，7-9份氧化镁，250-300份无碱布和玻璃长纤维，1-3份紫外线吸收剂，2-4份抗氧剂，5-10份纳米材料增韧剂。将上述原料依次通过制备树脂糊、压制片材、收卷增稠、送样测试的生产方法制成SMC片材。
上述这些专利虽然都涉及到了SMC及其制备方法，也针对现有SMC材料及其制备方法所存在的问题，提出了一些改进技术方案，但仔细分析这些专利可以发现，这些专利都没有考虑如何改进SMC模压工件表面只能采用油漆喷涂处理，不能采用胶衣或与胶衣表面处理工艺性能相同的表面处理工艺的问题，因此油漆在轨道交通内饰应用中使用寿命远远达不到要求的问题并没有得到解决，如何进一步改进SMC及其制备方法仍是一个值得加以研究的课题。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有SMC制品及其制备方法所存在的问题所存在的问题，提出一种新的SMC制品的制作方法，该种新的SMC制品的制作方法能有效解决现有SMC模压工件表面只能采用油漆喷涂处理，不能采用胶衣或与胶衣表面处理工艺性能相同的表面处理工艺的问题。
本发明的另一目的是提出一种上述SMC制品制作方法的制品。
根据本发明的目的所提出的技术方案是：一种改进SMC制品表面性能的方法，在制作SMC制品时，先对制作SMC的金属模具进行处理，使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末，然后将SMC原料放在模具料仓中，进行模压，并在模压中让包裹碳纳米管的聚酯粉末复合到SMC制品表面，形成一种带有包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层的SMC制品。
进一步地，所述的使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末是先将聚酯粉末与碳纳米管混合在一起，由聚酯粉末包裹碳纳米管，再加热制作SMC的金属模具至150度以上，用静电喷枪给包裹碳纳米管的聚酯粉末上静电，然后将粉末喷涂至金属模具表面，因为粉末带上了静电，所以粉末会吸附在金属模具表面，又因为金属模具温度高至150度，高于粉末涂料的软化点，粉末变成了柔软的固体，附着在金属模具型腔内表面上，形成一种包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
进一步地，所述的碳纳米管长度大于35um，碳纳米管由于静电作用一根根的竖在了金属模具表面。
进一步地，所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管。
进一步地，所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂。
进一步地，所述的聚酯粉末为直径38-45um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
一种按照上述制作SMC制品方法制作的SMC制品，在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
进一步地，所述的碳纳米管的聚酯粉末层是由聚酯粉末包裹碳纳米管形成的涂料层。
进一步地，所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管；碳纳米管长度大于35um。
进一步地，所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂；所述的聚酯粉末为直径38-45um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
本发明的有益效果在于：
本发明采用在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末层解决了在SMC制品上涂料容易脱落、附着力不强的问题，其碳纳米管类似于一根根针线连接着涂料层和制品层，然后又因为碳纳米管为超强导电纤维，使得涂层耐候性耐电离性能得到明显的提升。
附图说明
图1是本发明聚酯粉末涂料层的结构示意图；
图2是包裹碳纳米管的聚酯粉末附着在金属模具表面上的示意图；
图3是所形成的SMC结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例一
通过附图可以看出，本发明涉及改进SMC制品表面性能的方法，在制作SMC制品时，先对制作SMC的金属模具进行处理，使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末，然后将SMC原料放在模具料仓中，进行模压操作并且保温8分钟，并在模压中让包裹碳纳米管的聚酯粉末复合到SMC制品表面，形成一种带有包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层的SMC制品。在模压过程中SMC原料变为液态填满了整个模具，并且和粉末涂料一起进行固化反应，最后形成附着有包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层的SMC制品。
所述的使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末是先将聚酯粉末与碳纳米管混合在一起，由聚酯粉末包裹碳纳米管（如附图1所示），再加热制作SMC的金属模具至155度以上，用静电喷枪给包裹碳纳米管的聚酯粉末上静电，然后将粉末喷涂至金属模具表面，因为粉末带上了静电，所以粉末会吸附在金属模具表面，又因为金属模具温度高至155度，高于粉末涂料的软化点，粉末变成了柔软的固体，附着在金属模具型腔内表面上，形成一种包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
所述的碳纳米管长度为55um，碳纳米管由于静电作用一根根的竖在了金属模具表面，如附图2所示。
所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管。
所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂。
所述的聚酯粉末为直径40um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
一种按照上述制作SMC制品方法制作的SMC制品，在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末涂料层。碳纳米管的聚酯粉末涂料层与SMC层的结合如附图3所示，SMC层和粉末层通过碳纳米管相连。
所述的碳纳米管的聚酯粉末层是由聚酯粉末包裹碳纳米管形成的涂料层。
所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管；碳纳米管长度大于35um。
所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂；所述的聚酯粉末为直径40um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
实施例二
实施例二的基本结构与实施例一是一样的，只是所选取的参数有一些不同，为一种改进SMC制品表面性能的方法，在制作SMC制品时，先对制作SMC的金属模具进行处理，使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末，然后将SMC原料放在模具料仓中，进行模压，并在模压中让包裹碳纳米管的聚酯粉末复合到SMC制品表面，形成一种带有包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层的SMC制品。
所述的使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末是先将聚酯粉末与碳纳米管混合在一起，由聚酯粉末包裹碳纳米管，再加热制作SMC的金属模具至170度以上，用静电喷枪给包裹碳纳米管的聚酯粉末上静电，然后将粉末喷涂至金属模具表面，因为粉末带上了静电，所以粉末会吸附在金属模具表面，又因为金属模具温度高至170度，高于粉末涂料的软化点，粉末变成了柔软的固体，附着在金属模具型腔内表面上，形成一种包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
所述的碳纳米管长度大于35um，碳纳米管由于静电作用一根根的竖在了金属模具表面。
所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管。
所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂。
所述的聚酯粉末为直径35um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
一种按照上述制作SMC制品方法制作的SMC制品，在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
所述的碳纳米管的聚酯粉末层是由聚酯粉末包裹碳纳米管形成的涂料层。
所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管；碳纳米管长度大于35um。
进一步地，所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂；所述的聚酯粉末为直径35um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
实施例三
实施例三的基本结构与实施例一是一样的，只是所选取的参数有一些不同，为一种改进SMC制品表面性能的方法，在制作SMC制品时，先对制作SMC的金属模具进行处理，使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末，然后将SMC原料放在模具料仓中，进行模压，并在模压中让包裹碳纳米管的聚酯粉末复合到SMC制品表面，形成一种带有包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层的SMC制品。
所述的使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末是先将聚酯粉末与碳纳米管混合在一起，由聚酯粉末包裹碳纳米管，再加热制作SMC的金属模具至150度以上，用静电喷枪给包裹碳纳米管的聚酯粉末上静电，然后将粉末喷涂至金属模具表面，因为粉末带上了静电，所以粉末会吸附在金属模具表面，又因为金属模具温度高至150度，高于粉末涂料的软化点，粉末变成了柔软的固体，附着在金属模具型腔内表面上，形成一种包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
所述的碳纳米管长度大于45um，碳纳米管由于静电作用一根根的竖在了金属模具表面。
所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管。
所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂。
所述的聚酯粉末为直径40um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
一种按照上述制作SMC制品方法制作的SMC制品，在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
所述的碳纳米管的聚酯粉末层是由聚酯粉末包裹碳纳米管形成的涂料层。
所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管；碳纳米管长度大于35um。
进一步地，所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂；所述的聚酯粉末为直径40um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
将以上各组份按照配比混合，搅拌均匀调配制作成粉末状高分子树脂降阻剂。其它与实施例一是一样的。
本发明的有益效果在于：
本发明采用在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末层解决了在SMC制品上涂料容易脱落、附着力不强的问题，其碳纳米管类似于一根根针线连接着涂料层和制品层，然后又因为碳纳米管为超强导电纤维，使得涂层耐候性耐电离性能得到明显的提升。经过测试性能如下：

Claims (10)

1.一种改进SMC制品表面性能的方法，其特征在于，在制作SMC制品时，先对制作SMC的金属模具进行处理，使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末，然后将SMC原料放在模具料仓中，进行模压，并在模压中让包裹碳纳米管的聚酯粉末复合到SMC制品表面，形成一种带有包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层的SMC制品。
2.如权利要求1所述的改进SMC制品表面性能的方法，其特征在于，所述的使得金属模具型腔内表面上附着一层包裹碳纳米管的聚酯粉末是先将聚酯粉末与碳纳米管混合在一起，由聚酯粉末包裹碳纳米管，再加热制作SMC的金属模具至150度以上，用静电喷枪给包裹碳纳米管的聚酯粉末上静电，然后将粉末喷涂至金属模具表面，因为粉末带上了静电，所以粉末会吸附在金属模具表面，又因为金属模具温度高至150度，高于粉末涂料的软化点，粉末变成了柔软的固体，附着在金属模具型腔内表面上，形成一种包裹碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
3.如权利要求2所述的改进SMC制品表面性能的方法，其特征在于，所述的碳纳米管长度大于35um，碳纳米管由于静电作用一根根的竖在了金属模具表面。
4.如权利要求3所述的改进SMC制品表面性能的方法，其特征在于，所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管。
5.如权利要求1所述的改进SMC制品表面性能的方法，其特征在于，所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂。
6.如权利要求5所述的改进SMC制品表面性能的方法，其特征在于，所述的聚酯粉末为直径38-45um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
7.一种按照权利要求1所述制作SMC制品方法制作的SMC制品，其特征在于，在SMC制品的表面上包裹一层碳纳米管的聚酯粉末涂料层。
8.如权利要求7所述的SMC制品，其特征在于，所述的碳纳米管的聚酯粉末层是由聚酯粉末包裹碳纳米管形成的涂料层。
9.如权利要求8所述的SMC制品，其特征在于，所述的碳纳米管包括多壁碳米管或者单臂碳纳米管；碳纳米管长度大于35um。
10.如权利要求7所述的SMC制品，其特征在于，所述的聚酯粉末为二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的聚酯树脂，包括饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂；所述的聚酯粉末为直径38-45um的聚酯类球，并在附着在金属模具型腔内表面上时，在静电的吸附作用下，粉末由球型变成了一层平面。
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