2、BMC的制備
因BMC的原材料控制項(xiàng)目和SMC的原材料控制基本一致，且BMC的生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，本部分僅對(duì)BMC制備所用的設(shè)備及捏合工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
（1）BMC生產(chǎn)設(shè)備
團(tuán)狀模塑料的生產(chǎn)設(shè)備一般由兩種混合器和擠出機(jī)組成。第一種混合器為高速分散機(jī)。高速分散機(jī)的速度可調(diào)節(jié)，機(jī)頭可以提升。槳葉布置與結(jié)構(gòu)應(yīng)具有高的混合效率與混合速率。第二類混合器應(yīng)用最廣泛的是雙軸或雙槳式混合器。按照其槳葉結(jié)構(gòu)不同，分為Σ型槳葉和Z型槳葉混合器。
（a）高速分散機(jī)
為了使樹脂糊分散均勻，需要使用剪切速率很高的攪拌機(jī)。目前，常用的攪拌機(jī)圖片見圖。此種高速分散機(jī)是對(duì)兩種或者多種液體和固體粉末狀物料進(jìn)行攪拌、溶解和分散的高效設(shè)備。其主要技術(shù)參數(shù)見表。
（b）雙軸式混合器
BMC生產(chǎn)過(guò)程中所用的捏合機(jī)一般為雙槳式捏合機(jī)。這種捏合機(jī)具有高效、快速和充分三大特點(diǎn)。由于生產(chǎn)廠家不同混合器的槳葉形式也不相同。圖列舉了幾種雙軸式捏合機(jī)的槳葉結(jié)構(gòu)圖。其中，最常用的槳葉結(jié)構(gòu)為Σ型槳葉和Z型槳葉。圖:捏合機(jī)圖片。
Σ型雙槳捏合機(jī)的槳葉與混合器之間的間隙很小，約為0.5 mm～1.27mm，容易殘存樹脂，所以最好將槳葉和捏合機(jī)壁之間的間隙固定為6.4 mm或9.6 mm，這樣既可以實(shí)現(xiàn)BMC物料的充分混合，又可以使增強(qiáng)材料的離析程度降低到最低限度。Σ型雙槳捏合機(jī)的缺點(diǎn)是清潔比較困難。
Z型雙槳捏合機(jī)的結(jié)構(gòu)不僅易于清洗，而且在混合過(guò)程中，增強(qiáng)材料的加入、混合更加容易。在雙槳捏合機(jī)中，混合室?guī)в型ㄋ畩A套，可以通冷水或熱水。這樣可以進(jìn)行溫度控制，使物料溫度保持在40℃左右，可以降低樹脂糊的粘度，增加BMC的產(chǎn)量。為了方便卸料和清洗，槳葉應(yīng)可以反轉(zhuǎn),整個(gè)混合室也應(yīng)可以翻轉(zhuǎn)90度，以便將混合好的物料從捏合機(jī)中倒出。槳葉和混合室壁之間的間隙大小隨混合器大小而定。如混合器容量為8.5L的捏合機(jī)，其間隙為3.2 mm，而容量為190～380L的捏合機(jī)，間隙為6.35 mm～9.5 mm。
（c）團(tuán)狀模塑料擠出機(jī)
為了使團(tuán)狀模塑料更加致密，并便于以后的成型操作，當(dāng)它在混合器中完成了其制備過(guò)程后，往往將其送入一臺(tái)擠出機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步的加工。
擠出機(jī)的作用是壓緊團(tuán)狀模塑料，驅(qū)除多余的空氣，并且為了使團(tuán)狀模塑料在成型時(shí)便于使用而擠成一定質(zhì)量和形狀的料塊。為進(jìn)一步除凈空氣，擠出機(jī)上帶真空室就更加有效。
當(dāng)團(tuán)狀模塑料玻璃纖維含量高時(shí)，富有彈性，不能壓縮成低松散性的毛坯，也不能成功地?cái)D壓成致密的類似繩狀的料塊。
當(dāng)團(tuán)狀模塑料的玻璃纖維含量較低時(shí)(通常在20％以下)，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)奶盍虾蜆渲?，可以將團(tuán)狀模塑料擠壓成圓木(棒)狀，或切成較小的彈丸。精確的制丸可適應(yīng)大批量生產(chǎn)，如在用多孔模成型。這樣的小丸在制品固化期間容易放在加料板上，從而減少了壓機(jī)開啟的時(shí)間。精確的制丸也適用于自動(dòng)化成型操作中的振動(dòng)喂料；對(duì)于較大的制品，切成棒狀是適宜的。
擠出過(guò)程有時(shí)會(huì)引起纖維的取向，使團(tuán)狀模塑料性能具有方向性，同時(shí)由于擠壓過(guò)程引起纖維束的部分破斷而使沖擊強(qiáng)度降低。
在團(tuán)狀模塑料擠壓工藝中，影響團(tuán)狀模塑料質(zhì)量的因素有擠出機(jī)膛內(nèi)尺寸、螺桿設(shè)計(jì)、膛內(nèi)溫度和團(tuán)狀模塑料在加入擠出機(jī)時(shí)的溫度、生產(chǎn)速度、出口模的尺寸和形狀、模具溫度等。這些因素對(duì)不同材料所造成的影響程度是不同的，所以對(duì)某一材料的擠出工藝條件應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后確定。。
國(guó)外使用的擠出機(jī)是粘土型擠出機(jī)，具有一根直徑很粗的螺桿。螺桿通常都要經(jīng)過(guò)拋光和鍍鉻處理，以便易于清潔和延長(zhǎng)使用壽命。表列舉了幾種Bonnot粘土型BMC擠出機(jī)的基本參數(shù)。圖是國(guó)產(chǎn)雙螺桿擠出機(jī)。
（2）BMC生產(chǎn)技術(shù)
在捏合機(jī)中，各部分的混合分兩步進(jìn)行。首先將樹脂、顏料、引發(fā)劑及填料充分混合，然后加入增強(qiáng)材料。在增強(qiáng)材料加入之前，混合時(shí)間不能太長(zhǎng)，混合強(qiáng)度不能太大。而加入增強(qiáng)材料后，混合時(shí)間僅需要保證其均勻分布即可。
典型的混合程序：
?在同一容器中，將引發(fā)劑和氧化鎂加入已經(jīng)混合好的樹脂中攪拌10分鐘。
?將填料加入容器中，攪拌10分鐘。
?加入增強(qiáng)材料后捏合5分鐘。
?擠壓或按需要保持松散狀態(tài)。
?增稠24小時(shí)后可以使用。
混料工藝中的影響因素
混料工藝的影響因素很多。如樹脂糊體系的組成和粘度、增強(qiáng)材料的類型和長(zhǎng)度、混合器類型、混合工序、混合溫度、混合時(shí)間等均可影響到混料工藝。
?樹脂體系的粘度
樹脂體系的粘度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，以使其對(duì)增強(qiáng)材料的離析傾向的影響最小。就成型過(guò)程而言，為防止因某一種組分優(yōu)先流動(dòng)而導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生孔穴和不均勻現(xiàn)象，樹脂糊體系應(yīng)具有較高的粘度。但是對(duì)混合過(guò)程而言，過(guò)高的粘度會(huì)造成制品的浸漬效果變差，影響其力學(xué)性能。
?增強(qiáng)材料
常用的增強(qiáng)材料為玻璃纖維增強(qiáng)材料。玻璃纖維具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和低的吸水率，但是在混合過(guò)程中容易產(chǎn)生纖維離析的現(xiàn)象。為減少此種傾向，混合器的漿—壁間隙至少不低于6.4mm。
纖維的類型對(duì)制品的性能也具有很大的影響。高集束性纖維在混合過(guò)程中保持高的集束性，并且制備的預(yù)混料的拉伸強(qiáng)度尤其是熔接痕處的拉伸強(qiáng)度比普通纖維提高50%。中集束性纖維在混合過(guò)程中的損傷少，但制品的成型工藝性能及表面性能差。
?混合溫度
熱混合可以改善混合工藝，提高制品強(qiáng)度。在熱混合過(guò)程中，所有的組分都是溫?zé)岬?。樹脂和填料的溫度?9~54℃。玻璃纖維的預(yù)熱溫度為66℃，并且少量分批加入混合器中。這樣制備的預(yù)混料與室溫混合的預(yù)混料相比，彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲模量、拉伸強(qiáng)度都有一定程度的提高。同時(shí)，制品的表面質(zhì)量得到了提高。
?混合時(shí)間
混合時(shí)間對(duì)制品的機(jī)械性能有明顯的影響。增加混合時(shí)間將會(huì)降低制品的機(jī)械性能。如對(duì)纖維含量為35%的高集束纖維進(jìn)行熱分散時(shí)，混合時(shí)間由5分鐘延長(zhǎng)到8分鐘、13分鐘、30分鐘時(shí)，制品的彎曲強(qiáng)度分別從原來(lái)的113MPa降低到113MPa、83.3MPa、65MPa。
?加料順序
混合時(shí)各組分的加入順序和每次加料后的混合時(shí)間非常重要。加料不能太快以免混合不均勻，也不能太慢，以免引起纖維和材料的破壞，從而降低材料的強(qiáng)度?；旌弦膊荒苓^(guò)早的停止，以免混合物中存在未浸漬的纖維，從而影響 制品的表面質(zhì)量。玻璃纖維一般在其他成分混合好后才均勻而緩慢的加入，而不是同時(shí)加入混合器中。較好的方法是采用機(jī)械供給器，使玻璃纖維均勻的分布在混合器的整個(gè)區(qū)域內(nèi)。
魯ICP備2021047099號(hào)