13
SMC树脂糊的组成
树脂 引发剂
填料 低收缩添加剂
化学增稠剂 内脱模剂 着色剂
不饱和聚酯(间苯型UP、邻苯型UP) 过氧化物(BPO、TBP) CaCO3 热塑性树脂粉 MgO 硬酯酸金属盐 染料
15
SMC的工艺特点和地位
操作方便，易实现自动化，生产效率高，改善了湿法成型的 作业环境和劳动条件； 通过改变组分的种类与配比，可改变成型工艺和制品性能； 通过改变填料的种类与加入量，可降低成本或使制品轻量化； 成型流动性好，可成型结构复杂的制件或大型制件； 制品尺寸稳定性好，表面平滑，光泽好，纤维浮出少，从而 简化了后处理工序； 增强材料在生产与成型过程中均无损伤，制品强度高，可进 行轻型化结构设计。
通过加入增稠剂就能满足这种要求。 增稠剂又叫增粘剂，其作用是使不饱和聚酯树脂的粘度 迅速增加，粘度达到工艺要求后又相对稳定。
24
增稠剂的特性
① 在浸渍阶段，为了保证良好的浸润性，增稠过程要缓慢； ② 在浸渍后，又要求粘度迅速增高，以适应贮运和模压操作； ③ 增稠后的坯料，在模压温度下能迅速充满模腔，并使树脂与 纤维不发生离析； ④ 增稠后的粘度，在贮存期内必须稳定在可模压的范围内； ⑤ 增稠作用在生产中应该有稳定的重现性。
④不够“绿色”，有一定污染。
2
模压成型
(Compression Molding )
树脂体系 增强纤维 模具 压机
模压料
4
模具及压机
5
模塑料
片状模塑料(Sheet Molding Compound，SMC)：不饱和 聚酯树脂浸渍短切纤维或毡片，经增稠后制得薄片状模塑料。 在生产时，只需将片状模塑料裁剪、叠合后放入模具中热压， 就可得到制品。
18
填料
z 填料按其化学成分可分为四类：氧化硅及硅酸盐类(石棉、 滑石粉、瓷土、氧化硅、硅藻土等)；碳酸盐类(碳酸钙)；硫 酸盐类(硫酸钡、硫酸钙等)；氢氧化物类(氢氧化铝)。
z 多数情况下填料用量占SMC配方总量的1／3以上。
CaCO3
遮盖性好，改善制品 表面性能。
类型 I II
性能 颗粒尺寸/μm 吸油值
熔点： 70℃ 133℃ 用量： 树脂量的1～3％
150℃
145℃
31
增稠机理
第二阶段：碱式盐与UP分子中的酯基生成络合盐
CO
O
CH2 O C CH2 CH2 O
C O Mg OH
O
O
O
CH2 CH2 C O CH2 O C
此时若吸水，则水可与镁原子优先配合而从配合物中 取代出羧基，从而降低整个系统的粘度，这就是微量水可 以增粘而过量水却是降粘的原因。
25
MgO
MgO是应用最广泛且最具代表性的化学增稠剂，其特点 是增稠速度快。其增稠特性与活性有关。
粘度，Pa.s
10份
103 102 10
5份 2份
1份
1
0
60
120
180
时间，min
MgO添加量对UP树脂粘度的影响。 27
化学增稠剂
理想的增稠剂：
在浸渍阶段，树脂增稠要足 够缓慢，保证玻纤的良好浸 渍，浸渍后树脂增稠要足够 快，使SMC尽快进入模压阶 段和尽量减少存货量；当 SMC粘度达到可成型的模压 粘度后，增稠过程应立即停 止，稳定，以获得尽可能长 的贮存寿命。
7
模压成型的类型
短纤维料模压法 毡料模压法 碎布料模压法 层压模压法 缠绕模压法 织物模压法 片状模塑料模压法 ……
6
片状模塑料
SMC汽车配件 SMC原料
8
SMC原料生产
团状模塑料
BMC原料
采用BMC制备的高压 电器元件
9
10
BMC生产现场
SMC流程示意
UP树脂
固化剂 增稠剂
树脂体系
颜,填料 低收缩剂
加热固化
膨胀
降温脱模
收缩
收缩
极小收缩
消除了体积收缩引起的内应力
产生微分离
21
UP固化过程中的体积变化
热膨胀
热收缩 固化结束（141℃)
固化收缩和热收 缩（141℃)
冷却 初期体积
树脂膨胀2.8％ 树脂收缩7.1％
最终体积
23
低收缩添加剂
SMC常用的热塑性添加剂有如下几种：PE粉、PS及 其共聚物、PVC及其共聚物、乙酸纤维素和丁酸纤维素、 热塑性聚酯、聚己内酯、PVAC、PMMA。
第四章 模压成型
课前复习
从制造商的角度，试分析： 1、手糊成型的优点？ 2、手糊成型的不足？
1
发展思路
基本上是手工操 作，劳动强度大
产品质量 稳定性差
制品的力学性能 有溶剂, 不
较其它方法低
够“绿色”
尽量采用 机械化生 产方式。
采用模具 来生产。
加压生产.
采用“干 法”生产。
3
手糊工艺的优点与不足之处
树脂糊
无捻粗纱 切割，沉降 玻璃毡
上薄膜 浸渍,收卷
树脂糊
下薄膜
制片过程
稠化
包装
35
SMC的基本配方
组分
树脂混合物 制片时的配比 最终组成
低收缩聚酯树脂
40
引发剂(TBP)
1.0
28.0
增稠剂(MgO) 1~1.5或2~3
70
1.5
填料(CaCO3)
57
40
内脱模剂(Znst)
1~1.5
0.5
玻璃纤维
团状模塑料(Bulk Molding Compound，BMC)：与 SMC 相似，两者的主要区别在于模压料的形态和制备工艺不同。 制备方法是将树脂和增强材料等用捏和机捏和均匀，经增稠 后制得团状模塑料。
BMC 中纤维含量较少，纤维长度较短，一般为 5 ～ 20 mm，填料含量比 SMC 大。因此，BMC 制品的强度低于 SMC制品。BMC 适合于压制小型的异型制品。
26
增稠机理
增稠是一个化学过程，包括成盐和生成配合物两个阶段。 第一阶段：MgO与UP的端羧基反应生成碱式盐
C OH + Mg O
O
C O Mg OH
O
C OH +
O
C O Mg OH
O
C OH + Mg(OH)2
O
C O Mg O C
O
O
+ H2O
C O Mg OH + H2O
O
28
增稠机理
注： 第1个反应要在水或极性溶剂的存在下才能进行，这是
39
38
制片机组的结构
④ 玻纤切割器:采用气压控制刀辊与垫压辊的压力，同时刀 片采用螺旋安装，保证了运转平稳，提高了刀片寿命和切 纱质量。刀辊采用变频调速控制，保证了切纱量的精确度。 该装置与链带调速装置配合保证了本机所产片材的含纱量 的高精度和稳定性。
⑤ 浸渍和压实装置:浸渍与压实是由一系列光棍组成，有气 动对压辊施加一定压力，保证了片材中纱与树脂混合后的 质量。
① 输送系统:采用双链带式输送PE膜，链带的驱动采用变频 调速技术控制，运行稳定、调速精度高
② PE膜供给系统:上下两层PE膜的供给均采用气动调控薄膜 张力，并设有PE膜展平、去皱功能的展幅机构。保证了 薄膜恒张力、无褶皱的进入上糊区。
③ 刮刀装置:采用高精度刮刀与底板部件，其间隙精度可达 0.1mm，确保刮刀均匀的将树脂糊涂覆到PE膜上。为防 止树脂糊中的颗粒等杂质刮破PE膜，本机设有气动抬刀 机构，可方便、迅速的使刮刀上升、下降。
14
树脂
不饱和聚酯树脂(UP)是SMC的最基本配方材料。根据其 化学结构上的差异通常可分为通用型、间苯型、双酚A型三 大类。在SMC生产中，最常用的是邻苯型和间苯型不饱和聚 酯树脂。
用邻苯二甲酸二烯丙基酯(DAP)、间苯二甲酸二烯丙基酯 (DAIP)、三聚氰酸三烯丙基酯(TAC)等烯丙基类单体代替苯 乙烯作为交联剂，可以明显地提高制品的耐热性能、耐候性 能和尺寸稳定性能。同时，由于这类单体低的挥发性，改善 了环境条件，并且还延长了SMC的贮存期。
30
30
34
SMC的生产设备
制片机
主要包括增强材料的引入系统和浸渍、脱泡系统两部分； 从浸渍、脱泡系统来看，大致有辊式和带式两类，前者又 可引伸出鼓轮式。辊式制片机靠卷绕张力对辊筒产生的压力 实现浸渍、脱泡；带式制片机则靠带槽滚筒对输送带上的片 材进行滚压来实现浸渍、脱泡。
36
制片机
制片机
37
制片机组的结构
16
引发剂
选择引发剂需考虑两个因素：模压料的贮存稳定性和 固化温度。
过氧化二苯甲酰(BPO)作为引发剂具有反应温度范围广、 模压时对温度控制并不苛求的优点，但是SMC的长期贮存 稳定性较差。
用过氧化苯甲酸叔丁酯(TBP)作引发剂，SMC具有较长 期的贮存稳定性，但在压制时需要较高的固化温度。
过氧化二异丙苯(DCP)的性能基本上类似于TBP。
2.0
23
10~40
6~16
水合氧化铝(ATH) 阻燃，改善制品耐水 性和电绝缘性能。
100
80
LOI, %
价格
60
中等 低
40 20
0 0 100 200 300 400
ATH用量(质量份) 20
低收缩添加剂
控制收缩率是通过在不饱和聚酯树脂中加入一定量的 热塑性聚合物来实现。
热塑性树脂 UP树脂
19
SMC模塑料常用引发剂的特性
性能
状态
70℃
半衰期，/h
90 ℃ 110 ℃
130 ℃
150 ℃
固化温度，℃
用量，%
贮存期，室温
BPO 糊状 1.4 1.2 0.13