SMC(Sheet Molding Compound,片状模塑料)、BMC(Bulk Molding Compound,团状模塑料)和DMC(Dough Molding Compound,团状模塑料)是不饱和聚酯树脂基复合材料的重要成型材料,广泛应用于汽车零部件、电气绝缘件、建筑建材、卫浴洁具等领域。UP8系列高性能不饱和聚酯树脂色浆针对SMC/BMC/DMC体系的高温模压工艺特点开发,具有耐高温、高着色力、低收缩影响、与低收缩添加剂兼容等优势。本文结合汽车保险杠、电气开关盒、卫浴洁具三个应用案例,详细阐述UP8色浆在模压料中的工程应用。
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图1 着色后的BMC团状模塑料原料
SMC/BMC/DMC模压成型是将含有色浆的UPR树脂糊浸渍或混合短切玻璃纤维,经增稠后在金属模具中加热(140-160℃)加压(5-20 MPa)固化成型的工艺。色浆在该体系中需经受高温剪切和化学增稠过程,技术要求远高于手糊工艺。
UP8色浆的核心技术特点:
耐高温变色:采用耐热型有机颜料(酞菁类、喹吖啶酮类)和无机颜料(氧化铁、钛白),在160℃模压温度下热变色ΔE≤1.5。
与低收缩添加剂兼容:UP8载体与聚苯乙烯类、聚醋酸乙烯酯类、聚乙烯类低收缩剂(LPA)均有良好相容性,不影响收缩控制效果。
不干扰增稠过程:不含碱性物质,不消耗MgO等增稠剂,树脂糊增稠曲线正常,24小时增稠粘度达10^7-10^8 mPa·s。
高着色力低添加量:颜料固含量40-65%,SMC中添加量仅1-3%即可达到饱和色,减少对树脂糊粘度和玻纤浸润的影响。
| 组分 | SMC(质量份) | BMC/DMC(质量份) | 作用 |
|---|---|---|---|
| 低收缩UPR | 100 | 100 | 基体树脂 |
| UP8色浆 | 1-3 | 2-4 | 着色 |
| 低收缩剂(LPA) | 5-15 | 5-10 | 控制收缩 |
| MgO增稠剂 | 0.8-1.5 | - | 增稠 |
| 填料(CaCO3/Al(OH)3) | 100-180 | 150-250 | 降本/阻燃 |
| 固化剂(TBPB/DCP) | 0.8-1.5 | 1.0-2.0 | 高温固化 |
| 脱模剂(硬脂酸锌) | 2-4 | 3-5 | 脱模 |
| 短切玻纤(6mm/25mm) | 25-30 | 15-25 | 增强 |
某汽车零部件企业生产乘用车SMC保险杠,要求表面A级、颜色与车身匹配、耐候性好。原用普通色浆存在模压后颜色偏差大(ΔE=2-3)、表面针孔多等问题。采用UP8耐候型色浆(钛白、炭黑、酞青蓝)后:
模压后颜色一致性:ΔE≤1.0(与标准色板对比)
表面粗糙度:Ra≤0.4 μm(A级表面要求)
模压收缩率:≤0.05%(低收缩体系)
热变形温度(HDT):≥200℃(GB/T 1634.2-2019)
弯曲强度:≥120 MPa(GB/T 1449-2005)
模压参数:上模温150℃,下模温145℃,成型压力8-12 MPa,固化时间60-90秒/mm厚度。色浆添加量2.5%,与树脂糊在高速分散机中800 rpm预混5分钟。
图2 红/绿/黄三色SMC/BMC团状模塑料
某电气企业生产低压开关盒、断路器外壳等BMC制品,要求绝缘性能好、耐电弧、颜色稳定。采用UP8绝缘型色浆(氧化铁红、钛白)后:
介电强度:≥12 kV/mm(GB/T 1408.1-2016)
体积电阻率:≥10^13 Ω·cm(GB/T 1410-2006)
耐电弧性:≥180秒(GB/T 1411-2002)
相比电痕化指数(CTI):≥175 V
阻燃等级:V-0(UL94,添加Al(OH)3阻燃剂)
关键工艺:BMC混料温度≤40℃(避免提前固化),混料时间8-12分钟,模压温度155-165℃,压力10-15 MPa,固化时间30-60秒。色浆添加量2-3%,需确保与Al(OH)3阻燃填料均匀混合。
某卫浴企业生产DMC材质坐便器盖板、洗手盆等制品,要求表面光洁、耐污、色彩丰富。采用UP8鲜艳色浆(米黄、象牙白、浅灰)后:
表面光泽度:≥85 GU(60°)
巴氏硬度:≥55(GB/T 3854-2005)
耐污染性(酱油/碘酒/墨水24h):≥3级(GB/T 3810.14-2016)
吸水率:≤0.1%(GB/T 1462-2005)
色浆添加量:3-5%
DMC高速注射模压参数:料筒温度40-50℃,模具温度150-160℃,注射压力60-100 MPa,固化时间20-40秒。UP8色浆在高速剪切下保持稳定,不发生颜料絮凝或颜色分离。
| 参数 | SMC | BMC | DMC | 标准 |
|---|---|---|---|---|
| 模压温度 | 140-155℃ | 150-165℃ | 150-165℃ | 工艺规范 |
| 成型压力 | 5-15 MPa | 10-20 MPa | 60-100 MPa(注射) | 工艺规范 |
| 玻纤含量 | 25-30% | 15-25% | 10-20% | GB/T 2577-2005 |
| 色浆添加量 | 1-3% | 2-4% | 3-5% | 按颜色调整 |
| 颜料耐温要求 | ≥160℃ | ≥170℃ | ≥170℃ | ISO 787-27 |
| 制品收缩率 | ≤0.1% | ≤0.15% | ≤0.2% | GB/T 1462-2005 |
使用建议:①SMC生产中色浆应在树脂糊制备阶段加入,与LPA、填料一起高速分散,不可在浸渍玻纤后添加;②BMC/DMC混料时色浆应先与树脂预混,再加入填料和玻纤,避免颜料被填料吸附;③深色制品建议选用耐热型有机颜料,避免偶氮类颜料在高温下变色;④更多技术支持请联系东莞市蒂森新材料有限公司。
UP8系列色浆在SMC/BMC/DMC模压料中表现出优异的耐高温性、与低收缩剂兼容性和高着色力,可满足汽车、电气、卫浴等领域模压制品的着色要求,有效提升制品颜色一致性和表面质量。
Q1:SMC模压后颜色比色卡浅是什么原因?
A:SMC模压温度高(140-155℃),部分耐热性差的颜料会发生热变色或热分解。建议选用UP8耐温型色浆(颜料耐温≥160℃),或在配方中适当增加色浆添加量0.5-1%补偿热变色。
Q2:BMC制品表面出现颜色条纹(流痕)怎么办?
A:流痕通常是模压时树脂流动前沿颜料浓度不均导致。建议:①提高色浆与树脂的预混分散时间至8-10分钟;②适当降低模压温度5-10℃减慢流动速度;③检查模具排气是否通畅。
Q3:UP8色浆会影响SMC增稠吗?
A:UP8色浆pH值控制在6-8,不含碱性物质,不会消耗MgO增稠剂。正常使用下增稠曲线与无色体系一致,24小时粘度可达10^7 mPa·s以上。若增稠异常,建议检查其他原料(如填料含水率)。
Q4:DMC高速注射时颜色分离如何解决?
A:DMC注射压力高(60-100 MPa)、剪切速率大,若颜料分散不良会发生剪切致稀和颜色迁移。UP8色浆细度≤10 μm,在高速剪切下保持稳定。若仍出现分离,建议检查色浆是否过期沉降,使用前充分搅拌。