專利名稱：一種零收縮可內(nèi)著色的bmc材料及制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及團狀模塑料領(lǐng)域，尤其是一種零收縮可內(nèi)著色的BMC材料及制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
團狀模塑料(BMC)是重要的復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電子、電器等領(lǐng)域。BMC —般由不飽和聚酯樹脂(UP)、填料和玻璃纖維等3部分組成。UP固化過程中樹脂的雙鍵與苯乙烯單體(St)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，其體積收縮率一般為79T9%，雖然加入填料后收縮會大幅減小，但這種收縮在復(fù)合材料成型過程中會使制品產(chǎn)生裂紋、彎曲、降低尺寸精度和造成表面平滑性不良以及降低玻璃纖維與樹脂界面剝離導(dǎo)致的強度降低等。低收縮/低輪廓添加劑(LSA/LPA)是BMC生產(chǎn)過程中，一種重要的關(guān)鍵原材料。傳統(tǒng)產(chǎn)品主要有以聚苯乙烯PS為代表的非極性低收縮添加劑，其主要優(yōu)點為能著色，但是低收縮性不好；以聚醋酸乙烯酯PVAc和飽和聚酯PET為代表的極性低收縮添加劑，其主要優(yōu)點為低收縮性優(yōu)良，但是不能著色；以聚甲基丙烯酸甲酯PMMA為代表的非極性與極性之間的過渡型低收縮添加劑，其性能介于前兩者之間，但皆不突出。另外人們對制品的外觀裝飾要求越來越多樣化，越來越嚴格。著色是美化裝飾制品的主要方法。在BMC生產(chǎn)過程中要同時達到零收縮和可著色一直以來是人們追求的目標。目前的BMC實現(xiàn)著色的方法有兩種外部著色和內(nèi)部直接著色。內(nèi)部著色是直接將色漿添加到BMC內(nèi)，壓制后獲得彩色效果。外部著色缺點明顯，主要有增加工時、增加工序、增加設(shè)備、易脫落、易開裂和對環(huán)境有損害的問題。如外噴漆，就是很典型的模外外部著色過程。內(nèi)部直接著色是一種經(jīng)濟、便捷的方法，制作技術(shù)要求低，不需要改動BMC的配方、生產(chǎn)和壓制工藝。同時還能避免易剝離、脫落的問題，對環(huán)境危害小，效率高。但受限于低波紋添加劑，對大部分顏色缺乏良好的兼容性。加入色漿BMC容易出現(xiàn)壓制產(chǎn)品顏色發(fā)花、不均勻的問題，目前多數(shù)只能制作低收縮產(chǎn)品。因此現(xiàn)實零收縮可內(nèi)著色BMC材料對行業(yè)的發(fā)展有重要意義，市場前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中，BMC材料存在的零收縮但是著色性能不好，著色性能好但達不到零收縮之間的矛盾，本發(fā)明的目的是提供一種零收縮可內(nèi)著色的BMC材料及制備方法及應(yīng)用，得到的BMC材料具有零收縮，同時具有非常好的顏色兼容性，可以簡化BMC配方，提高質(zhì)量控制。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種零收縮可內(nèi)著色的BMC材料，其特征在于所述BMC材料含有如下重量分數(shù)比的組分基體樹脂60-100、增強纖維60-140、低收縮體系30-60、無機礦物填料130-230、固化劑
1-4、增稠劑1-5、脫模劑2-10 ;所述基體樹脂為可增稠的不飽和聚酯或可增稠的乙烯基樹脂；所述低收縮體系為可同時實現(xiàn)零收縮和可著色的低波紋復(fù)配體系。
所述低收縮體系為一種低波紋復(fù)配體系，可同時實現(xiàn)零收縮和可著色。所述低收縮體系為PVAc/St共聚物與飽和聚酯的復(fù)配體系。所述PVAc/St共聚物集合了聚醋酸乙烯酯(PVAc)收縮率好和聚苯乙烯(PS)著色性能優(yōu)良的特點，在分散過程中可形成更小的微粒、相與相之間更均勻一些，有利于顏色的均勻顯現(xiàn)。所述飽和聚酯低收縮劑的粘度小于400mPa. S。所述增強纖維為玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、石棉纖維或金屬纖維。所述無機礦物填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或云母中的任一種或幾種；所述固化劑為TBPB或TBPB與TBPO復(fù)合引發(fā)體系。所述增稠劑為堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物。所述脫模劑為硬脂酸鹽。一種零收縮可內(nèi)著色的BMC材料的制備方法，其特征在于所述制備方法包括樹脂糊的配制和捏合兩道工藝，具體如下
(1)先把基體樹脂、低收縮體系分別倒入容器中，打開高速分散機攪拌；加入固化 劑，繼續(xù)攪拌，然后加入增稠劑繼續(xù)攪拌，得到樹脂糊；
(2)在捏合機中加入無機礦物填料、脫模劑，快速捏合鐘后，倒入上述混合好的樹脂糊，在快速轉(zhuǎn)速中捏合，然后加入增強纖維，慢速捏合，得到零收縮可內(nèi)著色的BMC材料。一種零收縮可內(nèi)著色的BMC材料可應(yīng)用于汽車、建筑、電子、電器等領(lǐng)域。本發(fā)明主要是解決零收縮但是著色性能不好，著色性能好但達不到零收縮之間的矛盾，通過新型低波紋添加劑PVAc/St共聚物和飽和聚酯復(fù)合使用，得到零收縮可內(nèi)著色的BMC材料。需要著色時，只要在配制樹脂糊時加入適量的色漿即可，所述色漿可以是紅色漿或黃色漿或藍色漿或其他顏色的色漿。
本發(fā)明采用醋酸乙烯酯與乙烯共聚產(chǎn)物PVAc/St，該共聚產(chǎn)物集合了聚醋酸乙烯酯(PVAc)收縮率好和聚苯乙烯(PS)著色性能優(yōu)良的特點，在分散過程中可形成更小的微粒、相與相之間更均勻一些，有利于顏色的均勻顯現(xiàn)。選擇飽和聚酯作為低波紋復(fù)配體系，是出于幾方面的考慮體系粘度和質(zhì)量控制、低收縮率、高光澤度。不同于其它低收縮/低波紋添加劑，飽和聚酯的體系粘度能夠較輕易的達到IOOOmPa. s以下，最低能在200m Pa. s以下。低的體系粘度有利于BMC的填料分散和玻纖浸潤，也能夠在玻纖含量固定的情況下增加填料用量，降低體系收縮率。采用DSM新的飽和聚酯類型的低波紋添加劑只需很少的量就可以得到滿意的體系收縮率和表面光澤度。本發(fā)明得到的BMC材料具有零收縮，同時具有非常好的顏色兼容性，可以簡化BMC配方，提高質(zhì)量控制。適用于汽車、建筑、電子、電器等領(lǐng)域。
具體實施例方式實施例I :
一種零收縮可內(nèi)著色BMC材料，其原材料組成按重量分數(shù)為基體樹脂為不飽和聚酯80、增強纖維為玻璃纖維65、低收縮體系為PVAc/St共聚物25和飽和聚酯低收縮劑10、無機礦物填料為碳酸鈣200、紅色漿8、固化劑為TBPB I和TBPO 0. 43、增稠劑為氧化鎂2、脫模劑為硬脂酸鈣4。制備包括樹脂糊的配制和捏合兩道工藝先把不飽和聚酯、PVAc/St共聚物、飽和聚酯低收縮劑分別倒入不銹鋼容器中，打開高速分散機設(shè)定轉(zhuǎn)速至1200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌兩分鐘；加入紅色漿、TBPB和TBPO，在1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速中轉(zhuǎn)8分鐘，然后加入氧化鎂繼續(xù)攪拌I分鐘，得到合好的樹脂糊。在捏合機中加入碳酸鈣、硬脂酸鋅，合上捏合機蓋，捏合輥轉(zhuǎn)速打至快速，捏合5分鐘后倒入混合好的樹脂糊，在快速轉(zhuǎn)速中捏合6分鐘，然后加入玻璃纖維，捏合機轉(zhuǎn)速打至慢速，捏合9分鐘，得到零收縮可內(nèi)著色BMC材料。用尼龍袋以25kg/袋形式分裝，用紙箱封好。取一定量的BMC材料壓制成200mm*250mm的平板，測試著色可均勻性。用BYK 6834型色差儀，選用CIELab顏色系統(tǒng)，測試試板任意兩點間的色差A(yù) E值，測試15組數(shù)據(jù)。A E分別為 0. 10 ；0. 12 ；0. 12 ；0. 01 ；0. 09 ；0. 15 ；0. 10 ；0. 06 ；0. 08 ；0. 14 ；0. 13 ；0. 12 ；0. 02 ；0. 05 ；0. 10。平均任意兩點間色差A(yù) E=O. 10。按IS02577測試材料模塑收縮率0%。
對比實施例I :
一種BMC材料，其原材料組成按重量分數(shù)為基體樹脂為不飽和聚酯80、增強纖維為玻璃纖維65、低收縮體系為PVAc35、無機礦物填料為碳酸鈣200、紅色漿8、固化劑為TBPB I和TBPO 0. 43、增稠劑為氧化鎂2、脫模劑為硬脂酸鈣4。制備包括樹脂糊的配制和捏合兩道工藝
先把不飽和聚酯、PVAc分別倒入不銹鋼容器中，打開高速分散機設(shè)定轉(zhuǎn)速至1200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌兩分鐘；加入紅色漿、TBPB和TBP0，在1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速中轉(zhuǎn)8分鐘，然后加入氧化鎂繼續(xù)攪拌I分鐘，得到合好的樹脂糊。在捏合機中加入碳酸鈣、硬脂酸鋅，合上捏合機蓋，捏合輥轉(zhuǎn)速打至快速，捏合5分鐘后倒入混合好的樹脂糊，在快速轉(zhuǎn)速中捏合6分鐘，然后加入玻璃纖維，捏合機轉(zhuǎn)速打至慢速，捏合9分鐘，得到零收縮可內(nèi)著色BMC材料。用尼龍袋以25kg/袋形式分裝，用紙箱封好。取一定量的BMC材料壓制成200mm*250mm的平板，測試著色可均勻性。用BYK 6834型色差儀，選用CIELab顏色系統(tǒng)，測試試板任意兩點間的色差A(yù) E值，測試15組數(shù)據(jù)。A E分別為 0. 72 ；0. 28 ；0. 90 ；1. 32 ；0. 72 ；0. 66 ；1. 19 ；0. 85 ；0. 65 ；0. 95 ；0. 35 ；0. 88 ；1. 36 ；0. 45 ；0. 79。平均任意兩點間色差A(yù) E=O. 80。按IS02577測試材料模塑收縮率0%。對比實施例2
一種BMC材料，其原材料組成按重量分數(shù)為基體樹脂為不飽和聚酯80、增強纖維為玻璃纖維65、PS 35、無機礦物填料為碳酸鈣200、紅色漿8、固化劑為TBPB I和TBPO 0. 43、增稠劑為氧化鎂2、脫模劑為硬脂酸鈣4。制備包括樹脂糊的配制和捏合兩道工藝
先把不飽和聚酯、PS分別倒入不銹鋼容器中，打開高速分散機設(shè)定轉(zhuǎn)速至1200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌兩分鐘；加入紅色漿、TBPB和TBP0，在1200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速中轉(zhuǎn)8分鐘，然后加入氧化鎂繼續(xù)攪拌I分鐘，得到合好的樹脂糊。在捏合機中加入碳酸鈣、硬脂酸鋅，合上捏合機蓋，捏合輥轉(zhuǎn)速打至快速，捏合5分鐘后倒入混合好的樹脂糊，在快速轉(zhuǎn)速中捏合6分鐘，然后加入玻璃纖維，捏合機轉(zhuǎn)速打至慢速，捏合9分鐘，得到零收縮可內(nèi)著色BMC材料。用尼龍袋以25kg/袋形式分裝，用紙箱封好。取一定量的BMC材料壓制成200mm*250mm的平板，測試著色可均勻性。用BYK 6834型色差儀，選用CIELab顏色系統(tǒng)，測試試板任意兩點間的色差A(yù) E值，測試15組數(shù)據(jù)。A E分別為 0. 20 ；0. 23 ；0. 22 ；0. 18 ；0. 12 ；0. 19 ；0. 16 ；0. 29 ；0. 31 ；0. 09 ；0. 10 ；0. 20 ；0. 13 ；
0.11 ；0. 23。平均任意兩點間色差A(yù) E=O. 18。按IS02577測試材料模塑收縮率0. 2%。由對比可知本發(fā)明得到的BMC材料具有零收縮，同時具有非常好的顏色兼容性。適用于汽車、建筑、電子、電器等領(lǐng)域。
實施例2
又一種零收縮可內(nèi)著色BMC材料，與實施例I相比僅僅是組分不同，其原材料組成按重量分數(shù)為基體樹脂為不飽和聚酯60、增強纖維為玻璃纖維60、低收縮體系為PVAc/St共聚物15和飽和聚酯低收縮劑15、無機礦物填料為碳酸鈣140、紅色漿8、固化劑為TBPB I和TBPO I、增稠劑為氧化鎂I、脫模劑為硬脂酸鈣2。實施例3
又一種零收縮可內(nèi)著色BMC材料，與實施例I相比僅僅是組分不同，其原材料組成按重量分數(shù)為基體樹脂為不飽和聚酯100、增強纖維為玻璃纖維140、低收縮體系為PVAc/St共聚物25和飽和聚酯低收縮劑25、無機礦物填料為碳酸鈣230、紅色漿8、固化劑為TBPB I和TBPO I、增稠劑為氧化鎂5、脫模劑為硬脂酸鈣2。實施例2和實施例3得到的BMC材料同樣具有零收縮，同時具有非常好的顏色兼容性。
權(quán)利要求
1.ー種零收縮可內(nèi)著色的BMC材料，其特征在于所述BMC材料含有如下重量分數(shù)比的組分基體樹脂60-100、增強纖維60-140、低收縮體系30-60、無機礦物填料130-230、固化劑1-4、增稠劑1-5、脫模劑2-10 ;所述基體樹脂為可增稠的不飽和聚酯或可增稠的こ烯基樹脂；所述低收縮體系為可同時實現(xiàn)零收縮和可著色的低波紋復(fù)配體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的零收縮可內(nèi)著色的BMC材料，其特征在于所述低收縮體系為PVAc/St共聚物與飽和聚酯的復(fù)配體系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零收縮可內(nèi)著色的BMC材料，其特征在于所述飽和聚酯的粘度小于400mPa. S。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的零收縮可內(nèi)著色的BMC材料，其特征在于所述增強纖維為玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、石棉纖維或金屬纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的零收縮可內(nèi)著色的BMC材料，其特征在于所述無機礦物填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石粉、高嶺土、膨潤土或云母中的任ー種或幾種；所述固化劑為TBPB或TBPB與TBPO復(fù)合引發(fā)體系；所述增稠劑為堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物；所述脫模劑為硬脂酸鹽。
6.一種權(quán)利要求I所述的零收縮可內(nèi)著色的BMC材料的制備方法，其特征在于所述制備方法包括樹脂糊的配制和捏合兩道エ藝，具體如下 (1)先把基體樹脂、低收縮體系分別倒入容器中，打開高速分散機攪拌；加入固化劑，繼續(xù)攪拌，然后加入增稠劑繼續(xù)攪拌，得到樹脂糊； (2)在捏合機中加入無機礦物填料、脫模劑，快速捏合鐘后，倒入上述混合好的樹脂糊，在快速轉(zhuǎn)速中捏合，然后加入增強纖維，慢速捏合，得到零收縮可內(nèi)著色的BMC材料。
7.—種權(quán)利要求I所述的零收縮可內(nèi)著色的BMC材料在汽車、建筑、電子、電器領(lǐng)域的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種零收縮可內(nèi)著色的BMC材料及制備方法及應(yīng)用，BMC材料含有如下重量分數(shù)比的組分基體樹脂60-100、增強纖維60-140、低收縮體系30-60、無機礦物填料130-230、固化劑1-4、增稠劑1-5、脫模劑2-10；所述基體樹脂為可增稠的不飽和聚酯或可增稠的乙烯基樹脂；所述低收縮體系為可同時實現(xiàn)零收縮和可著色的低波紋復(fù)配體系。得到的BMC材料具有零收縮，同時具有非常好的顏色兼容性，可以簡化BMC配方，提高質(zhì)量控制?？蓱?yīng)用于汽車、建筑、電子、電器等領(lǐng)域。
文檔編號C08K7/06GK102675847SQ201210153229
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者阮詩平, 魯平才 申請人:鎮(zhèn)江育達復(fù)合材料有限公司