⒈一般性能:BMC(DMC)的比重較大,在1.3~2.1之間;制品外觀光亮,手感好,有硬而厚重的感覺;用火加熱會產(chǎn)生很多油煙,并有苯乙烯氣味;某些品種的BMC(DMC)難燃,但某些品種又極易燃燒,燃燒后留下無機(jī)物質(zhì)。
⒉尺寸穩(wěn)定性:BMC(DMC)的線膨脹系數(shù)是(1.3~3.5)×10-5K-1,比一般的熱塑性塑料小,因而使得BMC(DMC)具有很高的尺寸穩(wěn)定性和尺寸精度。溫度對BMC(DMC)的尺寸穩(wěn)定性影響很小,但濕度的影響則較嚴(yán)重,BMC吸濕后會膨脹。BMC(DMC)的線膨脹系數(shù)和鋼、鋁的很接近,因此可以和其進(jìn)行復(fù)合。
⒊機(jī)械強(qiáng)度:BMC(DMC)的拉伸、彎曲、沖擊強(qiáng)度等性能高于熱塑性塑料,抗蠕變也比熱塑性塑料好。
⒋耐水和溶劑性:BMC(DMC)對水、乙醇、脂肪烴、油脂、油具有良好的耐腐蝕性,但是不耐酮、氯碳?xì)浠衔?、芳香烴、酸堿等。BMC(DMC)吸水率低,浸泡一天后絕緣性能仍然很好。
⒌耐熱性:BMC(DMC)的耐熱性比一般工程塑料都要好,熱變形溫度HDT為200~280℃,可長期在130℃溫度下使用。
⒍耐老化性:BMC(DMC)的耐老化性能很好,在室內(nèi)可用15~20年,戶外暴曬10年后其強(qiáng)度保持率在60%以上。
⒎電性能:BMC(DMC)的耐電弧性最突出,可以達(dá)到190秒左右。
⒏低臭氣性:BMC(DMC)采用的苯乙烯交聯(lián)劑在固化后仍會有0.1%的殘留,加熱時會發(fā)出臭味。因此用于食品器具(如微波爐餐具)的BMC(DMC)應(yīng)選用無殘留苯乙烯單體型的UP樹脂。
BMC(DMC)材料 是Bulk(Dough) molding compounds的縮寫,即團(tuán)狀模塑料。國內(nèi)常稱作不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料。其主要原料由GF(短切玻璃纖維)、UP(不飽和樹脂)、MD(填料碳酸鈣)以及各種添加劑經(jīng)充分混合而成的料團(tuán)狀預(yù)浸料。DMC材料于二十世紀(jì)60年代在前西德和英國,首先得以應(yīng)用,而后在70年代和80年代分別在美國和日本得到了較大的發(fā)展。因BMC團(tuán)狀模塑料具有優(yōu)良的電氣性能,機(jī)械性能,耐熱性,耐化學(xué)腐蝕性,又適應(yīng)各種成型工藝,即可滿足各種產(chǎn)品對性能的要求,因此越來越受到廣大用戶的喜愛。
團(tuán)狀模塑料(BMC) 是一種熱固性塑料,其中混合了各種惰性填料、纖維增強(qiáng)材料、催化劑、穩(wěn)定劑和顏料,形成一種用于壓塑或注塑的膠粘“油灰狀”復(fù)合材料。團(tuán)狀模塑料 (BMC) 通過短纖維進(jìn)行高度填充和增強(qiáng),玻璃纖維增強(qiáng)材料占 10% 至 30%,長度通常在 1/32 英寸至 1/2 英寸 (12.5mm)之間。
根據(jù)不同的最終應(yīng)用領(lǐng)域,配制的復(fù)合材料可精確控制尺寸,阻燃性和抗電痕性良好,具有很高的介電強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐污性,機(jī)械性能卓越,收縮性低且色澤穩(wěn)定。團(tuán)狀模塑料 (BMC) 的流動特性和絕緣及阻燃性極好,對于細(xì)節(jié)和尺寸要求精確的各種應(yīng)用非常適用。材料有75種顏色可供選擇,能抵受粉劑噴涂或水性涂料。
性質(zhì):短切玻璃纖維與不飽和聚酯漿料混合而成的團(tuán)狀預(yù)浸料。適于采用模壓、傳遞模塑、注塑成型等工藝成型,制得的制品機(jī)械性能良好、尺寸穩(wěn)定性高、表面光潔度好,耐水、耐油、耐蝕性優(yōu)良,耐熱,電性能優(yōu)良,尤其是耐電弧性可達(dá)到190s左右。按配方配成樹脂漿料,主要成分同片狀模塑料,填料增多,一般不用增稠劑,再將樹脂漿料與短切玻璃纖維(長度約3~25mm)充分混合制得。主要用于電器、電機(jī)、無線電、儀表,機(jī)械制造,化工設(shè)備,建筑,交通運輸,國防等部門。
?、币话阈阅埽築MC(DMC)的比重較大,在1.3~2.1之間;制品外觀光亮,手感好,有硬而厚重的感覺;用火加熱會產(chǎn)生很多油煙,并有苯乙烯氣味;某些品種的BMC(DMC)難燃,但某些品種又極易燃燒,燃燒后留下無機(jī)物質(zhì)。
?、渤叽绶€(wěn)定性:BMC(DMC)的線膨脹系數(shù)是(1.3~3.5)×10-5K-1,比一般的熱塑性塑料小,因而使得BMC(DMC)具有很高的尺寸穩(wěn)定性和尺寸精度。溫度對BMC(DMC)的尺寸穩(wěn)定性影響很小,但濕度的影響則較嚴(yán)重,BMC吸濕后會膨脹。BMC(DMC)的線膨脹系數(shù)和鋼、鋁的很接近,因此可以和其進(jìn)行復(fù)合。
?、硻C(jī)械強(qiáng)度:BMC(DMC)的拉伸、彎曲、沖擊強(qiáng)度等性能高于熱塑性塑料,抗蠕變也比熱塑性塑料好。
?、茨退腿軇┬裕築MC(DMC)對水、乙醇、脂肪烴、油脂、油具有良好的耐腐蝕性,但是不耐酮、氯碳?xì)浠衔?、芳香烴、酸堿等。BMC(DMC)吸水率低,浸泡一天后絕緣性能仍然很好。
⒌耐熱性:BMC(DMC)的耐熱性比一般工程塑料都要好,熱變形溫度HDT為200~280℃,可長期在130℃溫度下使用。
?、赌屠匣裕築MC(DMC)的耐老化性能很好,在室內(nèi)可用15~20年,戶外暴曬10年后其強(qiáng)度保持率在60%以上。
⒎電性能:BMC(DMC)的耐電弧性最突出,可以達(dá)到190秒左右。
?、傅统魵庑裕築MC(DMC)采用的苯乙烯交聯(lián)劑在固化后仍會有0.1%的殘留,加熱時會發(fā)出臭味。因此用于食品器具(如微波爐餐具)的BMC(DMC)應(yīng)選用無殘留苯乙烯單體型的UP樹脂。
(1)概要
將基體樹脂、低收縮劑、固化劑、填料、內(nèi)脫模劑、玻璃纖維混煉成團(tuán)狀物作為模塑料。可采用模壓,注射制造復(fù)合材料制品因無熱化階段,故填料含量可較SMC高。玻璃纖維長度—般為6~12mm,有時為滿足高力學(xué)性能用到25mm;為滿足成型流動性的要求,用到3mm。玻璃纖維含量通常為15%~20%;對高性能產(chǎn)品,用到25%。BMC玻璃纖維含量低于SMC,可加入較多的填料,故成本較低。
(2)原料
樹脂 不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯、酚醛、三聚氰胺等樹脂。
纖維 BMC用玻璃纖維無捻粗紗。
填料 碳酸鈣、氫氧化鋁等。
(3)優(yōu)點
?、俪尚椭芷诙?,可模壓,亦可注射,適合大批量生產(chǎn)。
?、诳杉尤氪罅刻盍希蓾M足阻燃、尺寸穩(wěn)定性要求,成本低。
?、蹚?fù)雜制品可整體成型,嵌件、孔、臺、筋、凹槽等均可同時成型。
?、芘c通常的熱塑性塑料相比,制品耐熱性、絕緣性、彈性模量等性能要高一些。
?、輰と思寄芤蟛桓?,易實現(xiàn)自動化,節(jié)省勞動力。
⑥制品尺寸精確。
⑦作業(yè)環(huán)境好。
(4)缺點
①僅適于制作尺寸較小、強(qiáng)度要求不高(一般BMC強(qiáng)度約比SMC低30%))產(chǎn)品。
②注射機(jī)價格較高。
(5)典型產(chǎn)品
電氣零部件(絕緣子、切換29、電表箱、斷路器外殼、接線端子、各類家用或商務(wù)機(jī)電產(chǎn)品殼體)、汽車零部件(前燈反射面、后門、揚聲器殼等)、咪表殼體、音響設(shè)備殼體。
(6)BMC成型方法
BMC注塑機(jī)主要是針對BMC團(tuán)狀料,在經(jīng)過BMC喂料機(jī)強(qiáng)制壓入BMC料筒內(nèi),再經(jīng)過螺桿傳送至料筒前方,再經(jīng)注射至模具型腔固化成型的一個過程。
BMC是熱固性材料。注塑機(jī)料筒溫度不能太多,一般設(shè)定再60度,便于材料流動即可。
bmc注塑機(jī)主要是生產(chǎn)熱固性團(tuán)狀料的專業(yè)設(shè)備,在加料部分有一套液壓系統(tǒng),在螺桿預(yù)料時將團(tuán)狀料強(qiáng)制推入料筒,bmc注塑機(jī)是適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具, 用注塑方式加工,產(chǎn)品效率高,勞動強(qiáng)度低.
BMC成型方法有壓縮成型、傳遞成型、注射成型三種,近來主要以注射成型為主。
①壓縮成型法,參看SMC成型法。
②傳遞成型法。設(shè)備有Pot式和輔助活塞式,以輔助活塞式為主。
進(jìn)行BMC的注塑成型
BMC是玻纖增強(qiáng)不飽和聚酯熱固性塑料的簡稱,是當(dāng)前使用量最大的一類增強(qiáng)熱固性塑料。
(1) BMC的特點和應(yīng)用
BMC具有良好的物理性能、電性能和力學(xué)性能,因此它的應(yīng)用十分廣泛, 如可制作諸如變速箱構(gòu)件、進(jìn)氣管、氣門閥蓋、保險杠等機(jī)械零件;在要求抗震、阻燃、美觀、耐用的航空、建筑、家具等方面也得到廣泛地應(yīng)用;在它傳統(tǒng)的電器領(lǐng)域內(nèi),其用途也越來越廣泛。
(2) BMC的注塑成型設(shè)備
在BMC中,由于加入了玻璃纖維,因此所用設(shè)備與通常熱固性塑料注塑成型設(shè)備有些不同,使用的注塑機(jī),柱塞式和螺桿式均可。
1) 加料系統(tǒng)。不論是螺桿式還是柱塞式,都必須附加一個擠壓式加料裝置, 以強(qiáng)迫物料進(jìn)入料筒,該加料裝置多采用柱塞式加壓進(jìn)料。
2) 注塑系統(tǒng)。由于柱塞式注塑機(jī)的注射量準(zhǔn)確而恒定,使玻纖少受損傷地分散于熔料中,因此,柱塞式注塑機(jī)使用較多,但排氣不便。
3) 加熱系統(tǒng)。在BMC的注塑成型中,控制料筒溫度十分重要,必須有一套控制系統(tǒng)控制溫度,確保加料段到噴嘴的溫度為最佳。目前多采用恒溫水或恒溫油進(jìn)行加熱。也可采用電加熱。
4) 合模裝置。多采用機(jī)械、液壓式和全液壓式等幾種合模裝置。
5) 模具。BMC注塑模與通常的熱塑性、熱固性注塑有些不同,主要是BMC的收縮率較低,因此在設(shè)計模腔尺寸時應(yīng)有所變化。
(3) BMC的注塑成型工藝
1) 料筒溫度與模具溫度。加工時,要求BMC在料筒溫度下,較長時間保持低粘度的流動態(tài),一般料筒溫度應(yīng)能滿足BMC的低限值。料筒溫度一般分為兩段或三段控制,近料斗端較低,近噴嘴端溫度較高。一般相差20~60℃,模具
溫度一般控制在135~185℃。
2) 注射壓力。由于BMC的流動性差,固化快,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故注射壓力宜選擇較高壓力,一般為80~160MPa。
3) 注射速度。注射速度的提高,有助于提高塑件表面質(zhì)量,縮短固化時間, 但不利于排氣,并增加玻纖的取向程度。故應(yīng)在保證塑件表面質(zhì)量的前提下采用較低的注射速度,通常為1.8~3.5m/min。
4) 螺桿轉(zhuǎn)速及背壓。若采用螺桿式注塑機(jī),在注射BMC時,螺桿對玻纖的損傷較大,為了盡量減少玻纖的損傷,螺桿轉(zhuǎn)速宜選低值,一般為20~50r/ min。而根據(jù)BMC的粘度,以采用低背壓為宜,一般為1.4~2.0MPa。
5) 成型周期。由于塑件的大小和復(fù)雜程度不同,各段的工藝時間也不同, 一般注射時間為2~20s,保溫時間為10~20(厚度)。
⒈BMC(DMC)的加工特性
⑴流動性:BMC(DMC)的流動性很好,并可在低壓下保持良好的流動性。
?、乒袒裕築MC(DMC)的固化速度很快,成型溫度在135~145℃時固化時間為30~60秒/mm。
⑶收縮率:BMC(DMC)的收縮率很低,在0~0.5%之間,收縮率還可以根據(jù)需要加入添加劑進(jìn)行調(diào)節(jié);可分為無收縮(收縮率<0.05%)、低收縮率(0.05~0.3%)、高收縮率(0.3~0.5%)三個等級。
⑷著色性:BMC(DMC)有較好的著色性。
?、扇秉c:成型時間較長、制品毛刺較大。
?、睟MC(DMC)模塑料的配制
BMC(DMC)是由液態(tài)UP樹脂、固體粉狀填料、短切玻纖等多種成分混合而成的,為了便于成型時投料等操作,通常先將預(yù)混料擠壓成條狀或丸塊狀。
BMC(DMC)的配制分為兩步:①先將樹脂、引發(fā)劑、著色劑、脫模劑、部分填料等加入高剪切型的攪拌機(jī)中攪拌均勻,混合溫度達(dá)到50℃左右,然后再緩慢加入剩余的填料混合攪拌均勻,制得樹脂預(yù)混漿料;②把預(yù)混漿料加入Z型鉸刀式混料機(jī)或者行星式混合機(jī)中,加入烘干處理過的短切玻璃纖維,攪拌10~15分鐘后倒出團(tuán)料,用擠出機(jī)擠成條狀和丸狀,烘干后用聚酯薄膜密封包裝,儲存?zhèn)溆谩?nbsp;
?、矪MC(DMC)的壓制成型
BMC(DMC)的壓制成型是把一定量的模塑料加入預(yù)熱的模具中,經(jīng)加壓、加熱后固化成型,具體流程為加料(將固體模塑料加入預(yù)熱的鋼制模具中)→合模→充模(模塑料在壓力下流動并充滿整個型腔)→固化(在設(shè)定的壓力和溫度下保持一定時間后充分固化)→開模取出制品。
BMC(DMC)壓制成型工藝條件如下:
?、懦尚蛪毫Γ浩胀ㄖ破?.5~7MPa,對制品表面要求高的可用14MPa;
?、瞥尚蜏囟龋耗>邷囟仍?45±5℃,定模溫度可調(diào)低5~15℃以便脫模;
?、呛夏K俣龋?0秒內(nèi)須合模完成;
?、裙袒瘯r間:制品壁厚3mm的固化時間為3分鐘,壁厚6mm的固化時間為4~6分鐘,壁厚12mm的固化時間為6~10分鐘;
?、碆MC(DMC)的注塑成型
BMC(DMC)因具有良好的加工流動性,因此非常適合于注塑成型加工,成型時注射壓力不高,注射時間較短,能快速均勻地充模。
BMC(DMC)的注射成型和其它熱固性塑料不同之處在于其油灰狀團(tuán)塊料難以加料,需要用強(qiáng)制加料裝置;BMC(DMC)在加料時就可以看成是已經(jīng)塑化好的預(yù)混料,螺桿不起塑化作用,而僅是混合、輸送、計量。
BMC(DMC)的注塑成型工藝條件如下:
?、帕贤矞囟龋阂话銣囟瓤刂圃?0℃以下,避免固化;
⑵注塑壓力:一般在20~70MPa范圍,而在封裝成型時為防止損壞封裝件,壓力應(yīng)控制在10MPa左右;
⑶注塑時間:很快,最短可低至1秒;
?、饶>邷囟龋和ǔ?刂圃?40~160℃,以保證滿模后快速固化;
⑸固化時間:一般在15~60秒。
⒌BMC(DMC)的壓鑄成型
壓鑄成型是介于壓制和注塑之間的一種成型方法,又稱為傳遞模塑、壓注或注壓成型,是將一定量的BMC(DMC)模塑料放入加料室進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱,然后靠柱塞把壓鑄室內(nèi)的模塑料快速壓入閉合的熱模具型腔內(nèi),滿模后再保壓、加熱,等制品完全固化定型后,開模取出制品。
壓鑄成型不適用于大型制品,適合加工結(jié)果復(fù)雜、開孔、嵌件多、形狀凹凸多變的絕緣件、支撐件、結(jié)構(gòu)件等制品;另外用于塑封件,起到絕緣、防腐、防振的效果。
BMC(DMC)的壓鑄成型工藝條件如下:
?、懦尚蜏囟龋耗?20~150℃,預(yù)熱溫度比模溫低15~20℃,防止物料在壓鑄室內(nèi)因溫度高而提前固化;
?、瞥尚蛪毫Γ罕葔褐瞥尚透?.5~2.5倍,14~28MPa;
?、穷A(yù)熱時間:40~60秒/mm;
?、瘸淠r間:10~30秒;
?、晒袒瘯r間:10~30秒/mm。
BMC成型法的缺陷及對策
現(xiàn) 象
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原 因
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對 策
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填充不良
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沒有放氣,可能是空氣積聚
模具溫度太高,材料尚未充滿模腔情況下就凝膠了 由于注射速度慢,材料未流動即固化 材料供應(yīng)不足 模具間隙太大 |
真空成型
設(shè)計氣孔 模具上設(shè)頂出銷等并兼作氣孔 注射速度減慢 降低模具溫度 提高注射速度 檢查計量情況 改造模具 |
氣泡
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溫度過高,苯乙烯氣體揮發(fā)
固化時間短,內(nèi)部固化慢 模具溫度低,固化不良 |
降低模具溫度
延長固化時間 提高模具溫度 增加pe粉 |
脫模不良
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模具表面不好
倒錐 模具溫度低,固化不良 制品受熱膨脹 新模具上有油等 |
研磨修理模具
改造模具 提高模具溫度 延長固化時間 注意溫度差 再考慮頂出器裝置 改用熱膨脹系數(shù)小的材料 把油等完全擦去,充分涂刷外脫模劑 |
翹曲
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因后收縮
因纖維配置方向不當(dāng) |
重新調(diào)整冷卻過程
重新調(diào)整產(chǎn)品設(shè)計 采用冷卻夾具 重新調(diào)整注口位置 用注射壓縮成型 |
合流紋
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因銷、孔等使兩個以上材料流不融混
尖端部的合流紋 |
真空成型,設(shè)通氣口
把孔用薄飛邊連接 注入口位置做大的變動 |
光澤不好
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固化不充分
壓力不足 模具表面不光 溫度不均勻 |
提高模具
延長固化時間 提高壓力 研磨模具 改善溫度分布情況 |
變色
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閉模之后集積在模內(nèi)的空氣受壓縮,溫度升高造成熱分解
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真空成型,開通氣孔
降低模具溫度 注射速度減慢 |
裂紋
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頂出部分破損
纖維流線在合流紋處產(chǎn)生彎曲 注射壓力太高 因收縮開裂 |
增加頂出銷數(shù)目
使頂出銷位置合適 調(diào)整頂出板的動作 研磨模具 固化時間延長,固化充分,變更注口位置 真空成型,開能氣孔 降低注射壓力 改用pe粉 參看脫模不良一項 |