SMC片状模压成型工艺

优点
①是复合材料成型最基本 的方法，或者说是一种“万 能”方法。能够成型任意形 状、任意大小的制品；
②设备简单、投资少；
③一般情况下不需要加压 操作，工艺最为简单。
不足
① 劳动强度大、生产效率低、速 度慢、生产周期长；
② 产品质量受操作人员技能水平 及制作环境条件的影响，故产品质 量稳定性差；
③制品的力学性能较其它方法低；
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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
/ / 107~149 2 1周
引发剂 TBP 液体 / 7 6 0.7 /
121-149 1
2月
DCP 粉未
/ / 2.3 2.3 0.26 125~149 2 >3月
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。
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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。
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。
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填料
在SMC中加入填料，可降低成本，减少收缩率，调节粘 度，赋予材料某些特殊性能。
填料的选择，需考虑：①颗粒大小，②油吸附量，③触变 现象。
这三种因素都与填料颗粒的表面有关，如油吸附量(指填料 被亚麻仁油润湿的质量百分比)。填料的油吸附量是比表面积 的函数，填料间空隙的增加，比表面积增大，其油吸附量就 大。油吸附量小的填料，在树脂中的用量百分比就可增加。 因此，在片状模塑料中，往往要求填料具有较低的油吸附量。
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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。
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
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SMC的特点
① SMC能与金属材料相抗衡。 ② SMC与增强热塑性塑料相比， SMC的成型周期短，成型设备
投资低， SMC制品不易变形，机械性能与热变形温度较高。 耐化学药品性优．且价格较低。 ③ SMC与一般热塑性塑料相比，前者物理机械性能是后者无法 比拟的。 ④ SMC与BMC相比，尽管BMC可注塑，但它只适于短纤维的 加工，若需要制造高强度的材料则仍需使用SMC。 ⑤ SMC与手糊／喷射玻璃钢材料相比，无论在成型周期、工作 环境、成本及制品外观质量上都比手糊／喷射制品更优。
加热固化
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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
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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。
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？
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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
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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
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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 ……
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片状模塑料
SMC汽车配件 SMC原料
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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
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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
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ຫໍສະໝຸດ Baidu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