CN1760267A

CN1760267A - 低压成型片状模塑料片材及其生产工艺和设备

Info

Publication number: CN1760267A
Application number: CN 200510019581
Authority: CN
Inventors: 黄志雄; 张凯; 秦岩; 梅启林; 李建; 于浩; 付承菊; 王雁冰
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Shandong Hai Bo new material Co., Ltd.
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: CN100564449C

Abstract

本发明是一种低压成型片状模塑料片材及其生产工艺和设备。该片材采用下述质量份数的原料，基体树脂：不饱和聚酯树脂50～80份；增稠剂：结晶性树脂5～20份；低收缩添加剂20～50份；引发剂0.8～1.2份；阻聚剂0.5～1份；内脱模剂2～4份；填料80～200份，短切玻璃纤维占片材总质量的20～35％。并且由树脂糊的制备、增稠、利用设备加工成片材和密封包装的生产工艺制得。本发明提供的片材在常温下放置2－3小时即可达到模压状态，在1－3MPa单位压力和80－120℃的模具温度条件下能够良好成型，同时获得可与高温高压成型的常规模压制品相比的性能，并且大大降低了对成型压机和模具的要求。

Description

低压成型片状模塑料片材及其生产工艺和设备

技术领域

本发明是一种低压成型片状模塑料片材及其生产工艺和设备。

背景技术

目前，随着工业化和自动化生产规模的不断扩大，聚酯模塑料市场中低压成型片状模塑料(以下简称低压SMC)片材的生产越来越普及，其地位也显得越来越重要。但是，由于传统SMC在生产过程中，模压压力较高，为3.5～7.0MPa，故需要投入大量资金以购置昂贵的生产成型设备；另外，模压温度也高，达130～160℃，从而耗费大量的能源，致使生产成本相对很高。

若采用结晶树脂作为增稠剂的低压SMC，其模压压力为1.0～3.0MPa，模压温度为80～120℃，这样，可从设备和能耗上克服以上弊端，使得SMC的生产成本下降。但是，结晶树脂在常温下为块状固体，在配糊过程中不容易均匀分散到树脂糊中，一般方法是将结晶树脂熔化为液体，熔融的结晶树脂均匀分散到树脂糊中，当树脂糊温度冷却到结晶树脂熔点以下时，结晶树脂在树脂糊中重新结晶为固体状，使树脂糊粘度迅速增加，从而达到增稠的效果。而重新结晶为固体状的结晶树脂在树脂糊中分布是不均匀的，形成一个个硬团状，在生产片材时会严重影响树脂糊对纤维的浸渍效果。另外，不均匀的硬团状结晶树脂容易黏附在片材机的刮刀上，堵塞刮刀与PE薄膜之间的空隙，影响片材的连续生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低压成型片状模塑料片材及其生产工艺和设备，可使片材能够连续生产，成本下降，而且不影响产品质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明提供的低压成型片状模塑料片材，由下述质量份数的原料制得：

基体树脂：不饱和聚酯树脂50～80份；增稠剂：结晶性树脂5～20份；低收缩添加剂20～50份；引发剂0.8～1.2份；阻聚剂0.5～1份；内脱模剂2～4份；填料80～200份，短切玻璃纤维占片材总质量的20％～35。

本发明提供的低压成型片状模塑料片材，由树脂糊的制备、增稠、利用设备加工成片材和密封包装的生产工艺制得。

本发明提供的低压成型片状模塑料片材由辊式设备加工而成，该设备的结构是：包括聚乙烯下模、托板、刮刀、粗纱切割器、聚乙烯上模和压辊，在第一个压辊的前面增加有加热压辊。加热压辊装有电阻丝、加热棒或红外加热装置，其加热温度为50～80℃。

本发明与现有技术相比，具有如下有益的效果：

其一.提供的低压SMC片材可以在常温下放置2-3小时即可达到模压状态，在1-3MPa单位压力和80-120℃的模具温度条件下能够良好成型，同时获得可与高温高压成型的常规模压制品相比的性能。并且可进行规模生产。

其二.将结晶树脂磨成粉末状，能使其更好的分散于树脂糊当中。在压辊处加热，能使片材中的结晶树脂充分熔化，熔融的结晶树脂均匀分散到树脂糊中，当树脂糊温度冷却到结晶树脂熔点以下时，结晶树脂在树脂糊中重新结晶为固体状，使树脂糊粘度迅速增加，从而达到增稠的效果。并且可连续生产。

其三.由于温度压力条件的改善，因此大大降低了对成型压机和模具的要求，克服了现有的低压SMC成型温度高和压力大所造成的前期投资大，生产能耗高的不足。

附图说明

附图是本发明设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

一.低压成型片状模塑料片材

由下述质量份数的原料制得：

不饱和聚酯树脂50～80份，结晶性树脂5～20份，低收缩添加剂20～50份，引发剂0.8～1.2份，阻聚剂0.5～1份，内脱模剂2～4份，填料80～200份，短切玻璃纤维占片材总质量的20％～35％。

上述原料中，不饱和聚酯树脂可采用191号不饱和聚酯树脂。结晶性树脂可采用自制熔点为65度结晶树脂，其作用是起到物理增稠的作用。低收缩添加剂可采用聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯等热塑性树脂，其作用是降低收缩率。引发剂可采用过氧化苯甲酰，或过氧化苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物。阻聚剂可采用对苯二酚或其它类似的原料，其作用是防止苯乙烯自聚。填料可采用普通碳酸钙或氧化铝等原料，以便降低成本。

二.低压成型片状模塑料片材的工艺

按下述生产工艺制得：

1)树脂糊的制备：

按上述低压成型片状模塑料片材的配方要求，分别对各组分进行计量，在进行混合前，先将引发剂分散于苯乙烯单体中，再将其和不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、阻聚剂、内脱模剂、填料一起在搅拌作用下混和成均匀的树脂糊。

2)将结晶树脂投放入研磨机中，磨成粉末状，颗粒直径≥100目。可采用熔点为50～80℃的结晶性树脂。

3)将粉末状结晶树脂投入树脂糊中，在搅拌作用下混合均匀。

4)利用设备加工成片材工艺：

将玻璃纤维粗纱切割成短切玻璃纤维，并且将其分散到树脂糊上；通过压轧，形成片状材料；将片状材料进行浸渍和收卷，在收卷过程中进行加热使结晶树脂熔融，然后再冷却结晶，起到物理增稠的效果，压辊加热为温度60～75℃；将收卷后的片材在常温下放置2～3小时，即可达到模压状态。

模压成型工艺可采用：模压压力1.0～3.0MPa，模压温度80～120℃。

三.低压成型片状模塑料片材的生产设备

本设备为辊式机组，与现有的设备例如TY-600型号机组相比，只是增加了加热压辊8，其它例如结构和操作原理等均同现有技术。本设备的结构如图所示：设有聚乙烯下模1、托板2、刮刀4、粗纱切割器5、聚乙烯上模7和压辊9，在第一个压辊9的前面设置加热压辊8。加热压辊装有电阻丝、加热棒或红外加热装置，其加热温度为50～80℃。

四.典型实例

请见表1所列的几种典型配方。不饱和聚酯树脂与低收缩添加剂总份数为100，其它各组份份数均参照不饱和聚酯树脂份数确定。我们也可以根据不同的使用条件和要求对加入其它助剂或改变其中某些成分的比例来制备所需要有特殊性能的低压片状模塑料。

现以表1中A级表面配方为例：先取不饱和聚酯树脂55Kg，结晶性树脂12Kg，聚醋酸乙烯酯45Kg，苯乙烯3Kg，引发剂1.8Kg，对苯二酚0.7Kg，硬脂酸锌3Kg，碳酸钙200Kg，短切玻璃纤维为片材总量的29％即130Kg。然后，按下述工艺加工成片材。

1)树脂糊的制备及上糊操作；

首先将引发剂溶于单体苯乙烯中，然后不饱和聚酯树脂和聚醋酸乙烯酯加到主槽中开动搅拌器，再分别加入引发剂、对苯二酚、硬脂酸锌、碳酸钙，使其分散均匀为止，历时40-80min，整个过程在常温下进行。

2)将结晶树脂放入研磨机中，磨成粉末状(颗粒直径≥100目)，然后使其均匀分散到树脂糊中；混合好的树脂糊3在计量泵的输送下送到机组(见附图)。

3)粗纱的切割与沉降；

粗纱6切割在粗纱切割器5上进行，切割速度为80-130mm/min。为保持粗纱的良好分散性，粗纱切割长度约为25mm。切割时，控制切割区的温度和湿度，一般温度为21～27℃，相对湿度为50％～60％。

4)粗纱的浸渍，片材的加热收卷过程；

将完成上述步骤后的材料对纤维进行浸渍，之后在收卷过程中进行加热，温度在60-75℃，使结晶性树脂熔融，收卷完成。图中序号10为收卷后的低压SMC片材产品。

5)熟化与存放。

对收卷后的低压SMC片材在常温下放置2-3小时即可达到模压状态。

本发明低压SMC片材的一般规格参数如下(仅供参考)：

①片材幅宽0.45～1.5mm； ②片材厚度1.3～6.4mm；

③玻璃纤维长度12～50mm； ④玻璃纤维取向任意；

⑤玻璃纤维含量20％～35％(控制精度±2％)；

⑥PE膜厚度0.05mm；

⑦单重范围2～6kg/m²，一般为3～4kg/m²，个别达12kg/m²(控制精度±0.1kg/m²)；

⑧树脂糊浸渍粘度10～50Pa·S； ⑨树脂糊涂敷量3～12kg/m²；

⑩最佳模压粘度1.5×10⁴Pa·S(模压粘度范围1×10⁴～2×10⁴Pa·S)。

五.与传统SMC的比较

1.综合性经济对比：从表2中我们可以看出，综合分析起来，本发明低压SMC是一种符合国际上低能耗、低成本、无污染要求的新技术，是一种有发展前景的FRP成型技术。

2.表观和机械性能对比：从表3得知，本发明低压SMC优于传统SMC。

六.附表

表1 本发明低压SMC典型配方实例

	A级表面	零收缩	低收缩
	A级表面	零收缩	低收缩	不饱和聚酯树脂结晶性树脂聚醋酸乙烯酯苯乙烯引发剂对苯二酚硬脂酸锌碳酸钙(5μ)短切玻璃纤维/wt％	55124531.80.7320029	57.5124081.50.4319027	61.51236151.50.2317526

表2 本发明低压SMC与传统SMC的综合性经济比

	SMC	低压SMC
	SMC	低压SMC	性能材料设备模具时间综合分析	111111	11.20.70.50.81.5

表3 本发明低压SMC与传统SMC表观和机械性能对比

性能	A级表面	普通SMC
性能	A级表面	普通SMC	收缩率％表面光滑度，SWI拉伸强度(MPa)弯曲强度(MPa)弯曲模量(MPa)压缩强度(MPa)压缩模量(MPa)非v型切口冲击强度，(J/m)	+0.0470～907015010500150110001000	0.15230～40076.91611260017012850915

Claims

1.一种低压成型片状模塑料片材，其特征是由下述质量份数的原料制得：

基体树脂：不饱和聚酯树脂50～80份；增稠剂：结晶性树脂5～20份；低收缩添加剂20～50份；引发剂0.8～1.2份；阻聚剂0.5～1份；内脱模剂2～4份；填料80～200份，短切玻璃纤维占片材总质量的20～35％。

2.一种生产权利要求1所述低压成型片状模塑料片材的工艺，其特征是按下述生产工艺制得低压成型片状模塑料片材，

1)树脂糊的制备：

按配方要求，分别对各组分进行计量，在进行混合前，先将引发剂分散于苯乙烯单体中，再将其和不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、阻聚剂、内脱模剂、填料一起在搅拌作用下混和成均匀的树脂糊，

2)将结晶树脂投放入研磨机中，磨成粉末状，

3)将粉末状结晶树脂投入树脂糊中，在搅拌作用下混合均匀，

4)利用设备加工成片材：

将玻璃纤维粗纱切割成短切玻璃纤维，并且将其分散到树脂糊上；

通过压轧，形成片状材料；

将片状材料进行浸渍和收卷，在收卷过程中进行加热使结晶树脂熔融，然后再冷却结晶，起到物理增稠的效果，压辊加热为温度60～75℃；

将收卷后的片材在常温下放置2～3小时，达到模压状态。

3.根据权利要求2所述的低压成型片状模塑料片材的生产工艺，其特征在于：采用熔点为50～80℃的结晶性树脂作为增稠剂，研磨后，其粉末状颗粒直径≥100目。

4.根据权利要求2所述的低压成型片状模塑料片材的生产工艺，其特征在于模压成型工艺为：模压压力1.0～3.0MPa，模压温度80～120℃。

5.一种低压成型片状模塑料片材的生产设备，由包括聚乙烯下模(1)、托板(2)、刮刀(4)、粗纱切割器(5)、聚乙烯上模(7)和压辊(9)组成的辊式设备，其特征在于：设有加热压辊(8)，位于第一个压辊(9)的前面，加热压辊(8)装有电阻丝、加热棒或红外加热装置，其加热温度为50～80℃。