团状模塑料
热固性塑料
团状模塑料是一种热固性塑料,其中混合了各种惰性填料、纤维增强材料、催化剂、稳定剂和颜料,形成一种用于压塑或注塑的胶粘“油灰状”复合材料。
简介
团状模塑料(BMC)是一种热固性塑料,其中混合了各种惰性填料、纤维增强材料、催化剂、稳定剂和颜料,形成一种用于压塑或注塑的胶粘“油灰状”复合材料。团状模塑料 (BMC) 通过短纤维进行高度填充和增强,玻璃纤维增强材料占 10% 至 30%,长度通常在 1/32 英寸至 1/2 英寸 (12.5mm)之间。
简史
BMC(DMC)材料是Bulk(Dough) molding compounds的缩写,即团状模塑料。国内常称作不饱和聚酯团状模塑料。其主要原料由GF(短切玻璃纤维)、UP(不饱和树脂)、MD(填料)以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。DMC材料于二十世纪60年代在前西德和英国,首先得以应用,而后在70年代和80年代分别在美国和日本得到了较大的发展。因BMC团状模塑料具有优良的电气性能,机械性能,耐热性,耐化学腐蚀性,又适应各种成型工艺,即可满足各种产品对性能的要求,因此越来越受到广大用户的喜爱。
根据不同的最终应用领域,配制的复合材料可精确控制尺寸,阻燃性和抗电痕性良好,具有很高的介电强度、耐腐蚀性和耐污性,机械性能卓越,收缩性低且色泽稳定。团状模塑料 (BMC) 的流动特性和绝缘及阻燃性极好,对于细节和尺寸要求精确的各种应用非常适用。材料有75种颜色可供选择,能抵受粉剂喷涂或水性涂料
性质
短切玻璃纤维不饱和聚酯浆料混合而成的团状预浸料。适于采用模压、传递模塑注塑成型等工艺成型,制得的制品机械性能良好、尺寸稳定性高、表面光洁度好,耐水、耐油、耐蚀性优良,耐热,电性能优良,尤其是耐电弧性可达到190s左右。按配方配成树脂浆料,主要成分同片状模塑料,填料增多,一般不用增稠剂,再将树脂浆料与短切玻璃纤维(长度约3~25mm)充分混合制得。主要用于电器、电机、无线电、仪表,机械制造,化工设备,建筑,交通运输,国防等部门。
⒈一般性能:BMC(DMC)的比重较大,在1.3~2.1之间;制品外观光亮,手感好,有硬而厚重的感觉;用火加热会产生很多油烟,并有苯乙烯气味;某些品种的BMC(DMC)难燃,但某些品种又极易燃烧,燃烧后留下无机物质。
⒉尺寸稳定性:BMC(DMC)的线膨胀系数是(1.3~3.5)×10-5K-1,比一般的热塑性塑料小,因而使得BMC(DMC)具有很高的尺寸稳定性和尺寸精度。温度对BMC(DMC)的尺寸稳定性影响很小,但湿度的影响则较严重,BMC吸湿后会膨胀。BMC(DMC)的线膨胀系数和钢、铝的很接近,因此可以和其进行复合。
⒊机械强度:BMC(DMC)的拉伸、弯曲、冲击强度等性能高于热塑性塑料,抗蠕变也比热塑性塑料好。
⒋耐水和溶剂性:BMC(DMC)对水、乙醇、脂肪烃、油脂、油具有良好的耐腐蚀性,但是不耐酮、氯碳氢化合物、芳香烃、酸碱等。BMC(DMC)吸水率低,浸泡一天后绝缘性能仍然很好。
⒌耐热性:BMC(DMC)的耐热性比一般工程塑料都要好,热变形温度HDT为200~280℃,可长期在130℃温度下使用。
⒍耐老化性:BMC(DMC)的耐老化性能很好,在室内可用15~20年,户外暴晒10年后其强度保持率在60%以上。
⒎电性能:BMC(DMC)的耐电弧性最突出,可以达到190秒左右。
⒏低臭气性:BMC(DMC)采用的苯乙烯交联剂在固化后仍会有0.1%的残留,加热时会发出臭味。因此用于食品器具(如微波炉餐具)的BMC(DMC)应选用无残留苯乙烯单体型的UP树脂。
原料
1、树脂:不饱和聚酯树脂、乙烯基酯、酚醛、三聚氰胺等树脂。
2、纤维:BMC用玻璃纤维无捻粗纱。
3、填料:碳酸钙、氢氧化铝等。
优点
①成型周期短,可模压,亦可注射,适合大批量生产。
②可加入大量填料,可满足阻燃、尺寸稳定性要求,成本低。
③复杂制品可整体成型,嵌件、孔、台、筋、凹槽等均可同时成型。
④与通常的热塑性塑料相比,制品耐热性、绝缘性、弹性模量等性能要高一些。
⑤对工人技能要求不高,易实现自动化,节省劳动力。
⑥制品尺寸精确。
⑦作业环境好。
缺点
①仅适于制作尺寸较小、强度要求不高(一般BMC强度约比SMC低30%))产品。
②注射机价格较高。
典型产品
电气零部件(绝缘子、切换29、电表箱、断路器外壳、接线端子、各类家用或商务机电产品壳体)、汽车零部件(前灯反射面、后门、扬声器壳等)、咪表壳体、音响设备壳体。
BMC成型方法
BMC注塑机主要是针对BMC团状料,在经过BMC喂料机强制压入BMC料筒内,再经过螺杆传送至料筒前方,再经注射至模具型腔固化成型的一个过程。
BMC是热固性材料。注塑机料筒温度不能太多,一般设定再60度,便于材料流动即可。
bmc注塑机主要是生产热固性团状料的专业设备,在加料部分有一套液压系统,在螺杆预料时将团状料强制推入料筒,bmc注塑机是适合结构复杂的模具,用注塑方式加工,产品效率高,劳动强度低.
BMC成型方法有压缩成型、传递成型、注塑成型三种,主要以注塑成型为主。
①压缩成型法:参看SMC成型法。
②传递成型法:设备有Pot式和辅助活塞式,以辅助活塞式为主。
③BMC的注塑成型:BMC是玻纤增强不饱和聚酯热固性塑料的简称,是当前使用量最大的一类增强热固性塑料。
BMC的特点和应用
BMC具有良好的物理性能、电性能和力学性能,因此它的应用十分广泛, 如可制作诸如变速箱构件、进气管、气门阀盖、保险杠等机械零件;在要求抗震、阻燃、美观、耐用的航空、建筑、家具等方面也得到广泛地应用;在它传统的电器领域内,其用途也越来越广泛。
BMC的注塑成型设备
在BMC中,由于加入了玻璃纤维,因此所用设备与通常热固性塑料注塑成型设备有些不同,使用的注塑机,柱塞式和螺杆式均可。
1) 加料系统。不论是螺杆式还是柱塞式,都必须附加一个挤压式加料装置, 以强迫物料进入料筒,该加料装置多采用柱塞式加压进料。
2) 注塑系统。由于柱塞式注塑机的注射量准确而恒定,使玻纤少受损伤地分散于熔料中,因此,柱塞式注塑机使用较多,但排气不便。
3) 加热系统。在BMC的注塑成型中,控制料筒温度十分重要,必须有一套控制系统控制温度,确保加料段到喷嘴的温度为最佳。多采用恒温水或恒温油进行加热。也可采用电加热。
4) 合模装置。多采用机械、液压式和全液压式等几种合模装置。
5) 模具。BMC注塑模与通常的热塑性、热固性注塑有些不同,主要是BMC的收缩率较低,因此在设计模腔尺寸时应有所变化。
BMC的注塑成型工艺
1) 料筒温度与模具温度。加工时,要求BMC在料筒温度下,较长时间保持低粘度的流动态,一般料筒温度应能满足BMC的低限值。料筒温度一般分为两段或三段控制,近料斗端较低,近喷嘴端温度较高。一般相差20~60℃,模具
温度一般控制在135~185℃。
2) 注射压力。由于BMC的流动性差,固化快,模具结构复杂,故注射压力宜选择较高压力,一般为80~160MPa。
3) 注射速度。注射速度的提高,有助于提高塑件表面质量,缩短固化时间, 但不利于排气,并增加玻纤的取向程度。故应在保证塑件表面质量的前提下采用较低的注射速度,通常为1.8~3.5m/min。
4) 螺杆转速及背压。若采用螺杆式注塑机,在注射BMC时,螺杆对玻纤的损伤较大,为了尽量减少玻纤的损伤,螺杆转速宜选低值,一般为20~50r/ min。而根据BMC的粘度,以采用低背压为宜,一般为1.4~2.0MPa。
5) 成型周期。由于塑件的大小和复杂程度不同,各段的工艺时间也不同, 一般注射时间为2~20s,保温时间为10~20(厚度)。
BMC(DMC)的加工特性
⑴流动性:BMC(DMC)的流动性很好,并可在低压下保持良好的流动性。
⑵固化性:BMC(DMC)的固化速度很快,成型温度在135~145℃时固化时间为30~60秒/mm。
⑶收缩率:BMC(DMC)的收缩率很低,在0~0.5%之间,收缩率还可以根据需要加入添加剂进行调节;可分为无收缩(收缩率<0.05%)、低收缩率(0.05~0.3%)、高收缩率(0.3~0.5%)三个等级。
⑷着色性:BMC(DMC)有较好的着色性。
⑸缺点:成型时间较长、制品毛刺较大。
BMC(DMC)模塑料的配制
BMC(DMC)是由液态UP树脂、固体粉状填料、短切玻纤等多种成分混合而成的,为了便于成型时投料等操作,通常先将预混料挤压成条状或丸块状。
BMC(DMC)的配制分为两步:①先将树脂、引发剂、着色剂、脱模剂、部分填料等加入高剪切型的搅拌机中搅拌均匀,混合温度达到50℃左右,然后再缓慢加入剩余的填料混合搅拌均匀,制得树脂预混浆料;②把预混浆料加入Z型铰刀式混料机或者行星式混合机中,加入烘干处理过的短切玻璃纤维,搅拌10~15分钟后倒出团料,用挤出机挤成条状和丸状,烘干后用聚酯薄膜密封包装,储存备用。
BMC(DMC)的压制成型
BMC(DMC)的压制成型是把一定量的模塑料加入预热的模具中,经加压、加热后固化成型,具体流程为加料(将固体模塑料加入预热的钢制模具中)→合模→充模(模塑料在压力下流动并充满整个型腔)→固化(在设定的压力和温度下保持一定时间后充分固化)→开模取出制品。
BMC(DMC)压制成型工艺条件如下:
⑴成型压力:普通制品3.5~7MPa,对制品表面要求高的可用14MPa;
⑵成型温度:模具温度在145±5℃,定模温度可调低5~15℃以便脱模;
⑶合模速度:50秒内须合模完成;
⑷固化时间:制品壁厚3mm的固化时间为3分钟,壁厚6mm的固化时间为4~6分钟,壁厚12mm的固化时间为6~10分钟。
参考资料
最新修订时间:2023-12-24 13:35
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