目前人們對(duì)SMC制品的外觀裝飾要求越來越多樣化，越來越嚴(yán)格。著色是美化裝飾制品的主要方法。如何生產(chǎn)出色彩豐富、色澤持久的SMC制品已成為當(dāng)前SMC研究的主要方向之一。

      SMC的著色方法有2種，①外著色技術(shù)，即對(duì)SMC成型制品采用不同的方法進(jìn)行上面噴涂，從而得到所要求的外觀色調(diào)與裝飾效果。通常采用傳統(tǒng)的涂裝工藝方法，其過程大致為：SMC制品→打磨→刮膩?zhàn)?rarr;底畫調(diào)整→底涂→研磨→中涂→面涂。當(dāng)然也可以采用模內(nèi)涂飾(1MC)技木、絲網(wǎng)印刷技術(shù)、化學(xué)電鍍技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)。②內(nèi)著色技術(shù)，即在SMC樹脂糊配方K中加入各種有效的著色劑，從而得到內(nèi)外均—的色調(diào)與裝飾。按相關(guān)顏色標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)著色是SMC的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。隨著SMC技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，采用諸如鋼粉、聚酯、石英、玻璃微珠及著色聚合物顆粒等結(jié)構(gòu)填料，加入到SMC配方中可得到奇佳的外觀著色與裝飾效果。SMC內(nèi)著色制品的典型應(yīng)用包括座椅、桌面、廚房洗滌池，浴缸、淋浴間、電話外殼、化拄，以及冰箱、洗衣機(jī)、電熨斗、加濕器、空氣清新器等殼體和水箱、天棚扳、外墻板等建筑材料。至今，國(guó)外對(duì)SMC制品的內(nèi)著色已經(jīng)有了較為系統(tǒng)的研究，但國(guó)內(nèi)僅有零散的研究報(bào)道。

      傳統(tǒng)上，著色劑包括染料和顏料兩大類。染料是具有強(qiáng)烈著色能力的有機(jī)化合物，能濟(jì)于樹脂或

溶劑中，由于其耐熱性、耐光性、耐化學(xué)性、耐遷移性差，所以—般不用于SMC內(nèi)著色；用于SMC內(nèi)著色的主要是顏料，它可分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料兩種，其對(duì)比如表1所示。

表1 無機(jī)顏料與有機(jī)顏料的對(duì)比

項(xiàng)目	無機(jī)顏料	有機(jī)顏料
遮蓋力	很好	一般
著色強(qiáng)度（光澤與亮度）	低	高
耐溫性（熱穩(wěn)定性）	達(dá)500℃	150~200℃
光穩(wěn)定性	好	好
價(jià)格	便宜	較貴

       具體選用何種著色劑進(jìn)行SMC內(nèi)著色，在很大程度上取決于SMC成型加工溫度與時(shí)間、SMC其它組份的存在以及SMC制品的最終用途。但首先需考慮的是該顏料的熱穩(wěn)定性能否承受其加工溫度與時(shí)間。表2列出了常用SMC內(nèi)著色劑及其性能，可根據(jù)具體要求選擇。著色劑的具體選擇原則為①有良好熱穩(wěn)定性，其分解溫度高于SMC模壓成型溫度；②有良好的光穩(wěn)定性，在光的作用下不退色劃或變色太快；③在樹脂糊中易分散，不遷移；④色彩鮮艷著色力大；⑤對(duì)SMC的加工性(包括儲(chǔ)存性、增稠性、流動(dòng)性、固化特性等)與使用性能(如物理機(jī)械性能、老化性能，電性能等)無影響；⑥無毒，不污染產(chǎn)品；⑦來源豐富，價(jià)格適中。

                表2 常用著色劑及其性能

 

		著色劑	色澤	耐熱性	耐光性	耐遷移性
無 機(jī) 顏 料		鈦白（TiO2）	白	良	優(yōu)	優(yōu)
		氧化鐵系	紅/黃/藍(lán)/黑	良	良	優(yōu)
		鎘系	紅/黃	良	良	優(yōu)
		鈷藍(lán)	藍(lán)	良	良	優(yōu)
		碳黑	黑	良	良	優(yōu)
有機(jī)顏料	偶氮系	單偶氮類	紫/紅/棕	一般	一般	一般
		雙偶氮類	紅/橙/黃	尚可	良	良
		縮合偶氮類	紅/橙/黃/棕	尚可	良	優(yōu)
	多環(huán)系	酞菁系列	藍(lán)/綠	良	優(yōu)	優(yōu)
		異吲哚滿系	紅/黃	良	優(yōu)	優(yōu)
		喹吖啶系	紅/紫	良	優(yōu)	優(yōu)
		二口惡嗪系	紫	尚可	優(yōu)	優(yōu)

       由于顏料的分散性對(duì)其著色力有很大影響，同時(shí)為便了帶多個(gè)分支混合系統(tǒng)的SMC機(jī)組著色劑走泵的需要。通常需將著色劑做成色糊，現(xiàn)在常見的大多為預(yù)混的色糊。這此色糊常用無電體的聚脂樹指為載體。經(jīng)三輥研磨機(jī)等設(shè)備粉碎碾細(xì)，制成漿料。顏料在色糊中的比例一般為：有機(jī)顏料10~30％，無機(jī)顏料50~70％。根據(jù)工藝要求，色糊的粘度可以不同。如果單純的著色劑不能滿足色調(diào)與裝飾要求，則可以進(jìn)行拼色、配色。配色有人工配色與電腦配色，配色的準(zhǔn)確與否通常以標(biāo)準(zhǔn)色板為對(duì)

       比依據(jù)，采用目測(cè)法和儀器檢測(cè)法予以判定。色糊的制造與配色是SMC內(nèi)著色研究中不可或缺的技術(shù)。市場(chǎng)上色糊有現(xiàn)成混合糊和單一顏色糊?，F(xiàn)成混合色糊易于使用，不需要配色工作，但缺點(diǎn)是只能提供一個(gè)顏色。若使用者購(gòu)買單一色糊，則可以通過多種單一色糊的調(diào)配得到多種顏色。對(duì)于儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)的色糊，使用前最好攪拌均勻。為有效防止配制好的色糊在行放過程中出現(xiàn)沉降和微差分離現(xiàn)象，常有選擇性地加入某些特殊的添加劑或助劑，可取得滿意的效果。

      采用常規(guī)的著色劑是為廠實(shí)現(xiàn)均勻的著色效果。但在特殊情況下，需要實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)顏色不一的裝飾效果，如均勻的表面彩色斑點(diǎn)或無規(guī)則的多彩效果等，這就需要在SMC配方中加入特殊的結(jié)構(gòu)填料。SMC裝飾用結(jié)構(gòu)填料具有不同的種類，包括鋁片、聚酯、石英、玻璃微珠和著色聚合物顆粒等。結(jié)構(gòu)鋁填料與環(huán)氧樹脂一起噴涂，并在高溫下加熱。顆粒尺寸接近0.2×0.2mm，呈矩形或六角形，厚度約為11μm。該填料具有良好的抗紫外線能力，耐溫達(dá)230℃。聚酯填料采用飽和倒聚酯，可以象鋁填料一樣用環(huán)氧樹脂進(jìn)行涂覆，其顆粒結(jié)構(gòu)與鋁填料相近。耐溫170℃，具有極好的亮度和抗紫外線能力。云母電是合適的著色用結(jié)構(gòu)填料，其選用的顆粒尺寸約為40~900μm，莫氏硬度為2~3。由于它表面光滑，對(duì)SMC成型模具表面磨損小，模具表面可不鍍鉻。裝飾用石英采用外覆飽和聚酯樹脂的晶體砂，選用粒徑為0.1—0.6mm和3.6—6.Omm，單獨(dú)使用或混合使用。石英耐化學(xué)性、耐刻劃、耐壓、耐磨(莫氏硬度為7) 由于其(硬度較高，SMC成型模具須耐磨性好，玻璃微珠的使用已有很長(zhǎng)時(shí)間。它是涂覆了特殊粘接劑的玻璃珠，對(duì)SMC的流動(dòng)性具有重要影響。它與著色樹脂體系配合使用?？僧a(chǎn)生有趣的裝飾效果，并具有極佳的耐磨性。結(jié)構(gòu)填料可在傳統(tǒng)SMC機(jī)組沒備中使用，但是需要特殊的混合與配料技術(shù)。采用上述結(jié)構(gòu)填料制得的SMC除了可以達(dá)到某些特殊的表面裝飾效果外，還具有極佳的物理與電性能，以及非常好的耐候性與顏色牢固性。

       SMC生產(chǎn)中著色劑一般為樹脂的0.5～5.0％，不會(huì)對(duì)SMC的工藝性能與制品性能產(chǎn)生顯著的影響。但是，無機(jī)與有機(jī)顏料等著色劑的介入還是會(huì)對(duì)SMC的某些性能產(chǎn)生影響，例如在過氧化物介質(zhì)中的穩(wěn)定性、與其它組分的反應(yīng)性、對(duì)流動(dòng)—固化行為和機(jī)械性能等。

       研究表明，許多顏料會(huì)加速引發(fā)劑的分解，縮短SMC樹脂糊的儲(chǔ)存期，并可能達(dá)到不能壓制的程度。表3列出了一此顏料對(duì)使則不同引發(fā)劑的SMC儲(chǔ)存期的影響情況

表 3 著色劑對(duì)SMC儲(chǔ)存期的影響

著色劑	1，1一二（叔丁基過氧） 環(huán)已烷/h	1，1一二（叔丁基過氧）-3,3,5一三甲基環(huán)已烷/h	過氧化苯甲酸叔丁酯/h
未加	29	36	16
碳黑	31	32	3
鐵黑	21	30	3
鐵紅	17	23	5
金黃糊	20	29	7
二氧化鈦	29	35	15

注：著色劑加入量為樹脂的5%，引發(fā)劑加入量為樹脂1%；溫度為40℃

著色劑通常會(huì)起到促進(jìn)或抑制固化的作用。例如鎘系顏料。其主要成分CdS是強(qiáng)還原劑，加入樹脂中即與強(qiáng)氧化劑的引發(fā)劑發(fā)乍作用，不僅使顏料退色，而且嚴(yán)重降低引發(fā)劑的引發(fā)固化作用。研究表明，某些類型的碳黑對(duì)SMC的后期增稠及固化反應(yīng)有明顯抑制作用。其它多種顏料也能降低引發(fā)劑的引發(fā)活性，對(duì)SMC固化起阻礙作用。

著色劑的加入會(huì)對(duì)SMC制品的機(jī)械性能產(chǎn)生一定的影響，如表4列出了一些著色劑的影響情況。

表4 著色劑對(duì)SMC制品機(jī)械性能的影響

著色劑	SMC彎曲強(qiáng)度/ Mpa	SMC lzod沖擊強(qiáng)度/J·cm-2
鈷藍(lán)	182	45.0
鈦白	172	38.1
鋅鋇白	199	60.3
酞菁藍(lán)	204	68.6
漢沙黃	226	62.1
未加	218	74.9

      注：著色劑加入量為樹脂的3%；玻纖含量為27~29%；加料面積為40%；成型壓力為700Mpa,保溫時(shí)間為3min；試板厚度為3mm。

      通常，如碳黑、鋅白(ZnO)等無機(jī)顏料對(duì)紫外線有遮蔽保護(hù)作用；而大多有機(jī)顏料對(duì)紫外線老化卻有促進(jìn)作用，因?yàn)樗芪展饽芮野堰@部分能量轉(zhuǎn)移給聚合物。

       SMC是一個(gè)多組分體系，其著色性是具備組分綜合作用的體現(xiàn)。由于顏料對(duì)SMC各組分大多是不溶的，主要在SMC十分散成微粒狀由表面遮蓋作用而實(shí)現(xiàn)著色。影響SMC著色性的因素很多，除了著色劑本身性能之外，還有SMC組分材料及成型工藝等。

       前面已提到，著色型的遮蓋力、著色強(qiáng)度、熱穩(wěn)定件、耐遷移性以及色糊的研磨細(xì)度等直接影響到SMC的著色效果，在進(jìn)行著色劑選擇時(shí)，預(yù)先需要加以充分關(guān)注。著色劑的分散性對(duì)SMC的著色性的影響是比較大的、著色劑須能均勻分散在SMC中，才能得到色澤均勻的SMC制品；反之，會(huì)導(dǎo)致制件顏色不均，產(chǎn)生色點(diǎn)、色斑或泛花。如采用酞菁系列作著色劑時(shí)，由于顏料顆粒的聚合作用，形成的大顆粒難分散，引起著色不勻。著色劑在SMC中的分散均勻性主要取決于其本身的性能。 要達(dá)到理想的分散效果，著色型不應(yīng)有硬的粒子。質(zhì)地要柔軟。為了改善分散效果，還通常在色糊，中混入一定量的特定處理劑 著色的均勻性還與色糊制造設(shè)備，SMC混合設(shè)備的功效有關(guān)，與著色劑在SMC配方中其它組分材料的混溶性有關(guān)。

       低收縮添加劑的種類對(duì)SMC著色性起到重要作用。如PS、SBS等對(duì)著色劑的親合力大而很容舄著色；如PVAc、EVAC、PMMA等對(duì)著色劑的親合力小而堆于著色；PE雖可以著色，但由于本身難于分散而使表面質(zhì)量變差。SMC用玻璃纖維粗紗的浸潤(rùn)劑有兩類，既可溶性浸潤(rùn)劑和不可溶性浸潤(rùn)劑用不溶性浸潤(rùn)劑制得的玻纖表面光潔度與外觀較差，因此纖維易外露，且難以均勻著色，從而使SMC外觀著色性差。對(duì)于內(nèi)著色SMC，一般要求選用可溶性浸潤(rùn)劑處理的玻纖。用作填料的CaCO₃、AL(OH)₃等呈白色。大量加入會(huì)降低顏料的遮蓋力。填料越多，遮蓋力越低，所顯示的色度越淺。上述提到，為得到一種不均勻的色彩，常故意加入—些結(jié)構(gòu)填料，獲得特殊的裝飾效果。

另外，不同的樹脂、助劑等也可能會(huì)對(duì)SMC著色性產(chǎn)生一定的影響。在正式投入生產(chǎn)前，進(jìn)行必要的試驗(yàn)驗(yàn)證和確認(rèn)。

      色糊的研磨細(xì)度與SMC生產(chǎn)過程中的混合均勻性對(duì)著色性有很大的影響，對(duì)于一些著色劑，升溫加熱增稠可能造成顏色的遷移。SMC的模壓粘度是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)，由SMC樹脂糊增稠程度控制。SMC增稠的好壞，不僅影響成型工藝性，而且直接影響到著色均勻性。如增稠粘度不夠，則容易出現(xiàn)表面纖維花紋丑不均勻著色。

一般來說，隨著SMC成型溫度的提高，成型時(shí)間的延長(zhǎng)．會(huì)使SMC制品色調(diào)變淺。甚至造成產(chǎn)品表面泛黃。同時(shí)由于加壓時(shí)間過長(zhǎng)、模具溫度過高，易形成表面預(yù)固化斑，加料面積或加料方式不當(dāng)，會(huì)形成表面流痕，從而表面發(fā)花。模具溫度過低，保溫時(shí)間不足，易造成產(chǎn)品表面發(fā)烏，失去光澤；模具溫度過高，還可能出現(xiàn)退色現(xiàn)象。為保證SMC制品著色的均勻性與一致性，嚴(yán)格控制模壓工藝參數(shù)至關(guān)重要。

      內(nèi)著色是實(shí)現(xiàn)SMC制品表面裝飾的主要方法之一，通常采用有機(jī)與無機(jī)顏料作為著色劑而獲得色彩鮮艷的均勻著色，也可采用結(jié)構(gòu)填料作專用色劑而獲得特殊的裝飾奇效。著色劑的使用在一定程度上會(huì)影響SMC的工藝性能與制品性能，在選用時(shí)加以注意，必要時(shí)預(yù)先應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。內(nèi)著色