常用助劑包括交聯(lián)劑、固化劑、促進(jìn)劑、助促進(jìn)劑、脫模劑、阻燃劑、填料、色料等等。
1. 脫模劑
在拉擠成型工藝中,脫模劑是必須的,一般使用內(nèi)脫模劑:有液體、糊狀、膏狀、粉狀內(nèi)脫模劑。
通常用的內(nèi)脫模劑是金屬皂類、脂肪酸酯及烯烴類蠟等。最基本的要求是內(nèi)脫模劑與樹脂基體相容,對復(fù)合材料制品物理性能的影響較小。這種相容能力取決于內(nèi)脫模劑的熔點和分子結(jié)構(gòu),也與物理混合程度有關(guān)。
脫模劑的用量很小,一般用量為0.5%~3%,但起的作用大。脫模效果的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。用量過大,將對制品強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響,且使表面粗糙,因此,應(yīng)根據(jù)不同樹脂配方、模具狀況選擇最佳內(nèi)脫模劑用量。
2. 阻燃劑
以樹脂為基體的復(fù)合材料含有大量的有機(jī)化合物,具有一定的可燃性。當(dāng)拉擠制品具有阻燃要求時,阻燃劑的選用必不可少。阻燃劑是一類能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰蔓延的添加劑,通常是是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物,其中氫氧化鋁是使用廣泛的阻燃劑之一。
阻燃劑根據(jù)使用方法可分為添加型和反應(yīng)型兩大類。添加型阻燃劑主要包括磷酸酯、鹵代烴、氫氧化鋁及氧化銻等,它們是在復(fù)合材料加工過程中摻合進(jìn)去,使用方便,使用量大,對復(fù)合材料的性能有一定影響。反應(yīng)型阻燃劑是在聚合物制備過程中作為一種原料單體加入聚合體系中,使之通過化學(xué)反應(yīng)復(fù)合到聚合物分子鏈上,因此對復(fù)合材料的性能影響較小,且阻燃性持久。反應(yīng)型阻燃劑主要包括含磷多元醇及鹵代酸酐等。
3. 填料
加入填料的目的在于改善樹脂工藝性、改善制品的性能和降低成本。填料的種類繁多,性能各異。通常情況下,大部分無機(jī)填料可以提高機(jī)械強(qiáng)度和硬度,減少制品收縮率,增加耐熱性、自熄性,增加樹脂的粘度和降低流動性,而耐水性和耐化學(xué)腐蝕性有可能下降。
通常用的填料都是粉狀填料,其粒度約為150~1200目。目前最常用的是碳酸鈣和氫氧化鋁等,價格低,其用量可以為樹脂的10%~50%。
4. 色料
為了使玻璃鋼產(chǎn)品外表美觀,通常往物料里添加色料。著色方法有內(nèi)著色和外著色兩種。拉擠工藝中在樹脂體系內(nèi)混入色料(通常為無機(jī)顏色,用量為0.5%~5%),一般不使用外著色方法。
注意:為了使玻璃鋼制品的色彩均勻,使用色料時,一般是將色料先溶或混在交聯(lián)劑中,配制成一定濃度的溶液或糊狀物。使用時,按要求在樹脂中定量加入該種色料,即可達(dá)到理想的效果,否則很困難。
5、低收縮
在拉擠工藝中,不飽和聚酯在復(fù)合材料制品的生產(chǎn)中應(yīng)用最為普遍。其缺點是在固化時會產(chǎn)生較大的體積收縮并放出大量的熱,使制品易發(fā)生翹曲和開裂,要使產(chǎn)品達(dá)到較高的表面平整度和光潔度要求,低收縮劑的選擇尤為重要。
低收縮添加劑是一種熱塑性材料,是將飽和樹脂溶解于苯乙烯中制作而成,一般作為不飽和聚酯樹脂和乙烯基酯樹脂的非反應(yīng)活性添加劑。常見的低收縮添加劑包括:聚醋酸乙烯酯(PVAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PSt)、熱塑性聚氨酯和聚酯。
正確的選擇低收縮劑,可以有效降低拉擠制品在成型過程中由于熱收縮而引起的各種缺陷,如翹曲變形、表面波紋、局部裂紋、玻璃纖維痕跡、表面無光澤、尺寸不穩(wěn)定等。同時,低收縮添加劑的加入,也需要考慮與基體樹脂的匹配及對制品固化時間的影響。
6、分散劑
分散劑是一種表面活性劑,是提高和改善填料、色漿、低收縮在膠液中分散性能的助劑,由一個或多個親顏/填料的基團(tuán)和類似樹脂的鏈狀結(jié)構(gòu)組成。它可以增進(jìn)顏/填料粒子的潤濕,同時穩(wěn)定分散體,防止膠液絮凝。
分散劑應(yīng)具備以下特性:
1、有較強(qiáng)的分散性能,能有效防止填料粒子之間相互聚集;
2、與樹脂、填料有適當(dāng)?shù)南嗳菪裕?/div>
3、有較好的熱穩(wěn)定性;
4、有較好的流動性;
5、不引起顏色飄移;
6、不影響制品的性能;
7、無毒
潤濕分散劑在使用時,應(yīng)先于顏/填料加入樹脂中,加入量一般是以顏/填料為基準(zhǔn)的0.5~1.5%,為了使?jié)櫇穹稚┌l(fā)揮出最佳效果,在配置膠液時,應(yīng)采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,增加剪切力作用。
7、引發(fā)劑
引發(fā)劑是拉擠工藝配方中最基本也是最重要的成分。引發(fā)劑的存在,能使基體樹脂或交聯(lián)劑中含有的雙鍵活化,使之發(fā)生連鎖聚合反應(yīng),成為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的體型分子。通過合理選擇引發(fā)劑的種類,并調(diào)整引發(fā)劑的用量,可以有效地控制反應(yīng)速度,使產(chǎn)品滿足固化工藝要求,得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。
在拉擠工藝中一般使用中高溫固化系統(tǒng)的引發(fā)劑,使用較為普遍的是BPO、MEKP、TBPB、BPPD等。在實際拉擠生產(chǎn)中,采用高溫引發(fā)劑和較大活性的低溫引發(fā)劑混合,組成兩種或兩種以上的復(fù)合引發(fā)體系在拉擠工藝中已得到普遍應(yīng)用。引發(fā)劑的合理搭配,可使不飽和聚酯樹脂膠液既具有較長的適用期,又能快速凝膠和固化。
引發(fā)劑是易燃、易爆危險品,并對人體的呼吸道、皮膚、眼睛等有刺激作用,在生產(chǎn)、貯存及使用過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守安全規(guī)則。