不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料

1、不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料( BMC DMC )模压工艺1. BMC 成型工艺特点BMC 模塑料的压制成型原理及其工艺过程与其他热固性塑料 基本上是相同的。在压制时，将一定量的 BMC 模塑料放入预热 的压模中，经加压、加热固化成型为所需的制品。除此之外，还 具有以下特点： 浪费料量少， 通常只占总用料量的 2%-5% ，实际的物料损 耗量还取决于所成型制品的形状、尺寸及复杂程度。 在成型过程中， BMC 模塑料虽然是含有大量的玻璃纤维， 但是却不会产生纤维的强烈取向， 故制品的均匀性、 致密性较高， 而残余的内应力也较小。 在加工过程中， 由于填料和纤维很少断裂， 故可以保持较高 的力学性

2、能和电性能。 在压制时由于其流动长度相对来说较短， 故模腔的磨蚀也不 严重，模具的保养成本也较低。 与注射成型相比， 其所采用的成型设备、 模具等的投资成本 较低，因此整个制品的成型成本也较低。2. 压制成型工艺过程压制成型时， 是将一定量的准备好的 BMC 模塑料放进已经预 热的钢制压模中，然后 以一定的速度闭合模具 ； BMC 模塑料在 压力下流动，并充满整个模腔；在所需要的温度、压力下保持一 定的时间， 待其完成了物理和化学作用过程而固化、 定型并达到 最佳性能时开启模具，取出制品。BMC 模塑料压制成型过程如图 3.16 所示。3. 压制成型前的准备工作作为湿式预混料的 BMC 模塑料

3、含有挥发性的活性单体， 在使 用前不要将其包装物过早拆除，否则，这些活性单体会从 BMC 物料中挥发出来， 使物料的流动性下降， 甚至造成性能下降以致 报废。当然，对于已拆包而未用完的 BMC 模塑料，则一定要重 新将其密封包装好，以便下次压制之用。 投料量的计算和称量一般来说， 首先是要知道所压制制品的体积和密度， 再加上毛 刺、飞边等的损耗， 然后进行投料量的计算。 装料量的准确计算， 对于保证制品几何尺寸的精确， 防止出现缺料或由于物料过量而 造成废品及材料的浪费等，都有十分直接的关系，特别是对于 BMC 这种成型后不可回收的热固性复合材料来说，对于节省材 料、降低成本，更具有重要的实际

4、意义。实际上， 由于模压制品的形状和结构比较复杂， 其体积的计算 既繁复亦不一定精确， 因此装料量往往都是采用估算的方法。 对 于自动操作的机台，其加料量可控制在总用料量的土 1. 5 以 内，而达到 5或超过此数量时，则肯定会在模具的合模面上出 现飞边。这薄薄的一层超量的物料在加热状态的高模温作用下，会迅速地固化而形成飞边。估算装料量的方法有许多。 如有所谓 “形状、尺寸简单估算法 ”、 “密度比较法 ”和“注型比较法 ”等。用上述方法估算出基本的装料量后， 并进行几次的试压， 就可 以比较准确地得出 BMC 模塑料压制成型的装投料量。 模具的预热BMC 模塑料是热固性增强塑料的一种， 对于

5、热固性塑料来说， 在进行成型之前首先应将模具预热至所需要的温度， 此实际温度 与所压制的 BMC 模塑料的种类、配方、制品的形状及壁厚、所 用成型设备和操作环境等都有关系。 应注意的是， 在模温未达设 定值并均匀时，不要向模腔中投料。 嵌件的安放为了提高模压制品连接部位的强度或使其能构成导电通路等 目的，往往需要在制品中安放嵌件。当需要设置嵌件时，则在装 料、压制前应先将所用的嵌件在模腔中安放好。 嵌件应符合设计 要求，如果是金属嵌件，在使用前还需要进行清洗。对于较大的 金属嵌件， 在安放之前还需要对其进行加温预热， 以防止由于物 料与金属之间的收缩差异太大而造成破裂等缺陷。在同一模腔中， 如

6、安放有不同类型、 不同规格的嵌件， 还应认 真的检查嵌件的安放情况。 嵌件的错位不但会产生废品， 更严重 的是有可能损坏型腔。总之嵌件应安放到位、准确并紧固可靠。 脱模剂的涂刷对于 BMC 模塑料的压制成型来说， 由于在其配制时已在组分 中加有足够的内脱模剂， 再加上开模后制件会冷却收缩而较易取 出，因此一般不需再涂刷外脱模剂。然而，由于 BMC 物料具有 很好的流动性， 模压时有可能渗入到构成型腔的成型零件连接面 的间隙里，而使脱模困难，故对新制造或长期使用的模具，在合 模前或在清模后， 给模腔涂刷一些外脱模剂也是有好处的。 所用 的外脱模剂一般是石蜡或硬脂酸锌。 装模在 BMC 模塑料的压

7、制成型中，装模操作是否得当、合理是很 值得注意的， 这不但会影响物料压制时在模腔中的流动， 亦会影 响到制品的质量， 特别是对于形状和结构都比较复杂的制品的成 型。因此，如何将 BMC 模塑料合理地投放到压模中，是一个十 分重要的问题。在大多数情况下， 是用人工将压实而且质量与制品相近的整块 (团) BMc 物料投放到压模型腔的中心位置上。但有时，也可 以特地将物料投放到在压制时可能会出现滞留的地方，如凸台、 型芯和凹槽这些地方。最不好的方法是将 BMC 模塑料分成若干 块而投放到模腔中， 因在压制中， 当分成块的物料流到会合点时 可能会出现熔接线，使制品在此处出现强度的 “薄弱环节 ”，如图

8、 3.17 ( b)所示。 一般来说，装模操作时还应考虑以下几个问题。所投放的BMC模塑料的温度一般应在 15 C以上。应根据压制时能获得最短的流动路径来选择投放物料的位 置，最好是保证物料能同时到达模腔的各个角落： 对于有可能出 现物料滞留或 “死角 ”的地方，可预先在该处投放物料。应尽可能使投放的物料均匀分布。因通用BMC模压料在150 C时所需的固化时间还不到 lmin/mm, 因此投料应迅速。 如使用手工称量物料， 由于速度较慢 而不利于生产效率的提高，因此，在压制较小的制品时，最好是 采用有共用加料室的模具。对于形状比较复杂的制品， 可先将物料预压成与制品相似的 坯块，这样可以避免压

9、制出的制品在凸出的部位上出现缺料或产 生熔接线等问题。为便于投料和贮存，在配制 BMC 模塑料时，一般都把其挤 压成条状或团块状。 切忌将物料松散的投满模腔， 这不利于压制 时顺利的将气体排出、减少制品起泡。如用条状料进行模压时， 应采用垂直加料的方式， 这可得到各个方向都具有相同强度和收 缩均匀的模压制品。4. 压制(1) 闭模、加压加热和固化当完成向模腔内投料以后，则进行闭模压制。由于 BMC 模压 料的固化速度非常快， 而且为了缩短成型周期， 防止物料出现过 早固化(局部的过早固化会影响到压制物料的流动)，在阳模未 触及物料前， 应尽量加快闭模速度； 而当模具闭合到与物料接触时为避免出现

10、高压对物料和嵌件等的冲击， 并能更充分的排除模 腔中的空气，此时应放慢闭模速度。(2) 开模及脱模(顶出制品)当制品完全固化后， 为减少成型周期， 应马上开模并脱出制品。 如果制品的形状比较简单， 而且模具的脱模斜度、 模腔的表面光 亮度等都比较合适， 则制品的脱模不会有什莫困难。 对于形状比 较复杂的制品，脱模的难度有可能提高。5. 制品的后处理及模具的清理(1) 制品的后处理BMC 模塑料的成型收缩率很小，制品因收缩而产生翘曲的情 况并不严重。 对于有些制品如出现有上述现象， 可采取将其置于 烘箱中进行缓慢冷却的方法来消除。(2) 制品的修整由于 BMC 模压制品往往都会产生一些飞边与其连

11、在一起， 需 要将其除去。 飞边的最大厚度应该限制在 0. lmm 的范围内。如 果飞边的厚度太大， 则不但除去困难， 而且物料浪费也太大， 成 本也会大大提高。 如果时间允许的话， 操作者可以在闭模固化的 间隔时间里用挫刀片、 修饰砂带、 压入棒等工具将制品上的飞边 和孔洞等进行清理。小的制品通常都用 滚轮磨边机来清除飞边 。(3) 模具的清理 制品脱出后，应认真的清理模具。首先应把残留在模具中的BMC 碎屑、飞边等杂物全部清理干净，特别是应将渗入到模腔 结合面各处间隙中的物料彻底清除， 否则不但会影响到制品的表 面质量，而且还有可能会影响到模具的开合和排气。清理模具一般要采用压缩空气、 毛

12、刷和铜质的非铁工具， 目的 是在清理时不会损伤模腔表面。 模具清理后对于容易出现粘模的 地方可涂刷一定量的脱模剂， 然后再仔细的检查模腔内是否还有 其他外来物存在，当做完上述工作后，即可进入下一个工序。6. 压制成型工艺条件与一般的热固性模塑料一样， BMC 模塑料的压制成型条件包 括：成型压力、成型温度、固化时间等参数。(1) 成型压力BMC 模塑料由于具有良好的流动性，因此在模压时不需要 很高的压力就可以使其充满整个模腔。对于同一种组分的 BMC 模塑料来说， 其成型压力主要是根据制品的复杂程度、 制品的性 质和其他成型工艺条件开选定的。 例如， 在压制一些形状简单的 制品时， 5MPa

13、的压力就足够了；对于设有凸台或有盲孔的形状 较为复杂的制品，则可能要用高一些的压力。模具的类型对压力的选择也有影响， 溢式压模比半溢式的压 模使用的压力小些，而不溢式压模(很少用于 BMC 的压制)所 使用的压力则要大些，甚至高几倍。另外，对压制成型表面质量 要求高的制品，也要使用比较高的成型压力。对于大多数的 BMC 模压制品来说， 3. 5-7.0MPa 压力已经 足够了； 但对于不溢式压模和表面要求比较高的制品， 有时可能 要用到 14MPa 的成型压力。(2) 成型温度BMC 模塑料的压制成型温度是十分重要的工艺参数。成型温 度的高低与物料的类型、配方(组分)、所使用的成型压力、制 品

14、的复杂程度及壁厚、 收缩的控制、 流动条件以及有无预热等都 有关。温度高，固化速度快， 生产效率高；而要想获得好的表面质量， 则要用较低的温度，特别是对有些要求用慢速闭模的成型制品。 但温度低、物料流动时间长，会使压制成型过程放慢。为防止制 品表面出现开裂，对一些深型腔、形状复杂而壁薄的制品，则需 要采用低温的成型条件。一般来说， 上下模具通常是采用相同的温度， 但有时为了方便 脱出制品， 或是为了脱模的需要而选择性地使其出现粘模， 则应 使两半模的温度有所差别。 一般来说， 希望制品能留在其上的该 半模的温度应低约5-15 Co(3) 固化时间所有级别的 BMC 模塑料在压制成型时其固化速度

15、都是很快 的，但也会有一些不同，如用黑颜色的 BMC 模塑料成型时明显 要比一般颜色的产品固化得慢， 对于厚度、成型温度相同的制品， 黑颜色所需的固化时间要多一些。 如果是根据制品的厚度来选定固化时间的话， 一般来说， 制品的 壁厚为 3mm 时，固化时间约为 3min ；厚度为 6mm 时约 4-6min;12mm 厚时约为 6 一 l0min 。（4）合模速度由于 BMC 模塑料具有快速固化的特性，因此，在向模腔投放 物料后可以马上进行快速合模成型。 一般来说， 整个合模过程应 在 50 秒内完成。闭模速度过慢，模腔中的物料有可能会发生局 部的胶凝固化，这种现象在制品截面较薄处会较为明显的

16、出现； 若闭模速度过快， 除了会使物料出现组分分离的趋向外， 有时也 会出现排气补畅、夹气甚至有焦痕等缺陷。过高的成型温度和过慢的合模速度都会引起 BMC 模塑料的组 分分离。因为在高温下树脂的硬度过低，在合模加压时，树脂会 离析出来，并跑在（流向）填料和玻璃纤维的前面。当玻璃纤维 的含量少于 25% 时，则要用较低的合模速度，才会获得较好的 制品质量。对于壁厚大于 4.8mm 得知品，采用较低的合模速度 才能获得质地致密均匀的制品， 对于较厚的制品， 为获得更为均 匀的固化速度，可以降低成型温度。（五）增强热塑性塑料制品的模压成型 纤维/热塑性树脂预混料一般采用对模模压工艺，包括固态冲 压成型和流动模压成型。 冲压成型是将裁好的片材坯料力口热至 低于基材粘流温度10-20 C,然后投入50-70 C的模具型腔中， 快速合模压制成型。 这种方