本發(fā)明屬于團(tuán)狀模塑料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種復(fù)合增稠劑、團(tuán)狀模塑料及團(tuán)狀模塑料的制備方法。
背景技術(shù):
團(tuán)狀模塑料(bulkmoldingcompound,bmc)是不飽和聚酯樹脂或其他改性樹脂復(fù)合材料制品的一種中間性材料,因具有輕質(zhì)高強(qiáng)度、抗震、耐疲勞等優(yōu)點(diǎn),而在航空、汽車、電子設(shè)備、電機(jī)電器、機(jī)械附件、機(jī)內(nèi)裝飾等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。此外,bmc還具有低收縮性、電絕緣性性及阻燃性等其他優(yōu)良性能,使其成為近幾年研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。
bmc的熱膨脹系數(shù)和成型收縮率都比較低,具有較好的成型工藝性,較高的成型制品尺寸精度和穩(wěn)定性。目前,bmc的成型方法主要有模壓成型、注射成型和壓鑄(傳遞)成型。一般來說,模壓成型適用于大、中型制品的生產(chǎn),而壓鑄成型和注射成型,尤其是注射成型適合于中、小型制品的大規(guī)模生產(chǎn)。這三種工藝都能制備兩面光潔,質(zhì)量優(yōu)良的制品,其中較為常用的是模壓成型工藝和注射成型工藝。
bmc一般包含基體樹脂、填料、玻璃纖維、引發(fā)劑、增稠劑和低收縮劑等原料組分。由于通常用于bmc的基體樹脂在常溫下為液態(tài),粘度較低,因此需要采用增稠劑對其進(jìn)行增稠,方便后續(xù)加工。工業(yè)上最常用的增稠劑為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂。但是由這類增稠劑增稠的bmc材料流動性較差,在模壓成型時,需要較大的壓力使bmc物料在模腔中流動,這不僅不利于玻璃纖維在體系中的分散,而且,較高的壓力也會引起模具的損耗和生產(chǎn)費(fèi)用增加,生產(chǎn)效率下降等一系列問題。
cn105566859a公開了一種smc/bmc增稠方法,通過對低收縮劑進(jìn)行改性,使其與常用的增稠劑反應(yīng),從而更好地實(shí)現(xiàn)增加體系粘度的目的。但該增稠方法仍然沿用了傳統(tǒng)的氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂等增稠劑,并不能改善bmc的加工流動性。cn105017739a公開了一種輕質(zhì)高強(qiáng)的bmc模塑料及其制備方法,通過添加空心輕粉微珠,既保持bmc材料的強(qiáng)度,又降低其密度。同樣的,該文件也不涉及對于bmc加工流動性能的改進(jìn)。
因此,如何提高bmc材料的加工流動性,減少bmc加工過程中模具的損耗,是本領(lǐng)域亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合增稠劑、團(tuán)狀模塑料及團(tuán)狀模塑料的制備方法。該復(fù)合增稠劑能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性,降低生產(chǎn)中的能耗,延長模具的使用壽命。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
第一方面,本發(fā)明提供一種復(fù)合增稠劑,包括化學(xué)增稠劑和物理增稠劑,所述化學(xué)增稠劑和所述物理增稠劑的質(zhì)量比為(0.2-2):(5-30);例如可以是0.2:30、0.2:25、0.2:20、0.2:15、0.2:10、0.2:5、0.5:30、0.5:25、0.5:20、0.5:15、0.5:10、0.5:5、1:25、1:15、1:11、2:25、2:18、2:15、2:10或2:5等;
所述物理增稠劑選自結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂、結(jié)晶性飽和聚酯樹脂、結(jié)晶性環(huán)氧樹脂或結(jié)晶性乙烯基樹脂中的一種或至少兩種的組合;例如可以是結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂與結(jié)晶性飽和聚酯樹脂的組合、結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂與結(jié)晶性環(huán)氧樹脂的組合、結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂與結(jié)晶性乙烯基樹脂的組合或結(jié)晶性環(huán)氧樹脂與結(jié)晶性乙烯基樹脂的組合等。
通常,用于團(tuán)狀模塑料的基體樹脂在常溫(25℃)下為液態(tài),粘度較低,因此需要采用增稠劑對其進(jìn)行增稠。工業(yè)上常用的增稠劑為化學(xué)增稠劑,但由這類增稠劑制備的團(tuán)狀模塑料的加工流動性較差,本發(fā)明通過選擇特定的物理增稠劑(常溫下為固態(tài)),按特定的配比與化學(xué)增稠劑配合,得到了一種復(fù)合增稠劑,能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性。
優(yōu)選地,所述化學(xué)增稠劑選自氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣或氧化鎂中的一種或至少兩種的組合;例如可以是氫氧化鈣與氫氧化鎂的組合、氫氧化鈣與氧化鈣的組合、氫氧化鈣與氧化鎂的組合、氫氧化鎂與氧化鈣的組合或氧化鈣與氧化鎂的組合等。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂選自結(jié)晶性間苯型不飽和聚酯樹脂、結(jié)晶性鄰苯型不飽和聚酯樹脂或結(jié)晶性對苯型不飽和聚酯樹脂中的一種或至少兩種的組合。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性間苯型不飽和聚酯樹脂為間苯二甲酸、順丁烯二酸酐和新戊二醇的縮聚產(chǎn)物。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性鄰苯型不飽和聚酯樹脂為鄰苯二甲酸、順丁烯二酸酐和新戊二醇的縮聚產(chǎn)物。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性對苯型不飽和聚酯樹脂為對苯二甲酸、順丁烯二酸酐和新戊二醇的縮聚產(chǎn)物。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性飽和聚酯樹脂選自結(jié)晶性間苯型飽和聚酯樹脂、結(jié)晶性鄰苯型飽和聚酯樹脂或結(jié)晶性對苯型飽和聚酯樹脂中的一種或至少兩種的組合。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性間苯型飽和聚酯樹脂為間苯二甲酸、己二酸和新戊二醇的縮聚產(chǎn)物。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性鄰苯型飽和聚酯樹脂為鄰苯二甲酸、己二酸和新戊二醇的縮聚產(chǎn)物。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性對苯型飽和聚酯樹脂為對苯二甲酸、己二酸和新戊二醇的縮聚產(chǎn)物。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性環(huán)氧樹脂選自結(jié)晶性雙酚a型環(huán)氧樹脂和/或結(jié)晶性酚醛環(huán)氧樹脂。
優(yōu)選地,所述結(jié)晶性乙烯基樹脂選自結(jié)晶性雙酚a型環(huán)氧乙烯基樹脂、結(jié)晶性酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂或結(jié)晶性乙烯基甲苯聚酯樹脂中的一種或至少兩種的組合。
第二方面,本發(fā)明提供一種團(tuán)狀模塑料,其原料組分包含上述復(fù)合增稠劑。
優(yōu)選地,所述團(tuán)狀模塑料按質(zhì)量百分含量計,包括如下原料組分:
所述基體樹脂的質(zhì)量份數(shù)可以是50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%或70%等。
所述復(fù)合增稠劑的質(zhì)量份數(shù)可以是7%、8%、9%、10%、11%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%或30%等。
所述低收縮劑的質(zhì)量份數(shù)可以是10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%等。
所述玻璃纖維的質(zhì)量份數(shù)可以是5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%或10%等。
所述引發(fā)劑的質(zhì)量份數(shù)可以是1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%等。
優(yōu)選地,所述基體樹脂選自常溫下為液態(tài)的不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂。
優(yōu)選地,所述低收縮劑選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯或飽和聚酯中的一種或至少兩種的組合,例如可以是聚甲基丙烯酸甲酯與聚苯乙烯的組合、聚甲基丙烯酸甲酯與聚醋酸乙烯酯的組合、聚甲基丙烯酸甲酯與飽和聚酯的組合、聚苯乙烯與聚醋酸乙烯酯的組合、聚苯乙烯與飽和聚酯的組合或聚醋酸乙烯酯與飽和聚酯的組合等。
優(yōu)選地,所述增強(qiáng)物質(zhì)為玻璃纖維。
優(yōu)選地,所述玻璃纖維的長度為5-20mm;例如可以是5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm等。
優(yōu)選地,所述引發(fā)劑選自過氧化苯甲酸叔丁酯(tbpb)、過氧化-2-乙基已酸叔丁酯(tbpo)、偶氮二異丁腈(aibn)或過氧化二苯甲酰(bpo)中的一種或至少兩種的組合;例如可以是tbpb與tbpo的組合、tbpb與aibn的組合、tbpb與bpo的組合、tbpo與aibn的組合、tbpo與bpo的組合或aibn與bpo的組合等。
第三方面,本發(fā)明提供一種上述團(tuán)狀模塑料的制備方法,包括如下步驟:
(1)先將配方量的基體樹脂、引發(fā)劑和低收縮劑混合,得到第一混合物料;
(2)將配方量的物理增稠劑與所述第一混合物料混合,得到第二混合物料;
(3)將配方量的化學(xué)增稠劑與所述第二混合物料混合,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與所述第三混合物料混合,得到所述團(tuán)狀模塑料。
優(yōu)選地,步驟1-4中所述的混合是在捏合機(jī)中進(jìn)行。
優(yōu)選地,步驟(1)中所述混合的時間為0.5-1小時;例如可以是0.5小時、0.6小時、0.7小時、0.8小時、0.9小時或1小時等。
優(yōu)選地,步驟(2)中所述混合的時間為0.2-0.5小時;例如可以是0.2小時、0.3小時、0.4小時或0.5小時等。
優(yōu)選地,步驟(3)中所述混合的時間為0.3-0.6小時;例如可以是0.3小時、0.4小時、0.5小時或0.6小時等。
優(yōu)選地,步驟(4)中所述混合的時間為0.5-1小時;例如可以是0.5小時、0.6小時、0.7小時、0.8小時、0.9小時或1小時等。
優(yōu)選地,所述制備方法包括如下步驟:
(1)先將配方量的基體樹脂、引發(fā)劑和低收縮劑加入捏合機(jī)中,捏合0.5-1小時,得到第一混合物料;
(2)將配方量的物理增稠劑與所述第一混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.2-0.5小時,得到第二混合物料;
(3)將配方量的化學(xué)增稠劑與所述第二混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.3-0.6小時,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與所述第三混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.5-1小時,得到所述團(tuán)狀模塑料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明通過選擇特定的物理增稠劑,按特定的配比與化學(xué)增稠劑配合,得到了一種復(fù)合增稠劑,能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性。相較于添加等量化學(xué)增稠劑的團(tuán)狀模塑料,由本發(fā)明提供的復(fù)合增稠劑制備的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度增加了15-25%,具有更好的加工流動性。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了,所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明,不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
如無特殊說明,本發(fā)明中物質(zhì)的狀態(tài)均為常溫下的狀態(tài),本發(fā)明中常溫均指25℃。
實(shí)施例1
一種復(fù)合增稠劑,由氫氧化鈣和結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂按質(zhì)量比2:10組成。
一種包含上述復(fù)合增稠劑的團(tuán)狀模塑料,包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分:
其中,玻璃纖維的長度為5mm。
上述團(tuán)狀模塑料的制備方法包括如下步驟:
(1)先將配方量的液態(tài)不飽和聚酯樹脂、tbpb和聚甲基丙烯酸甲酯加入捏合機(jī)中,捏合0.5小時,得到第一混合物料;
(2)將配方量的氫氧化鈣與第一混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.5小時,得到第二混合物料;
(3)將配方量的結(jié)晶性對苯型不飽和聚酯樹脂與第二混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.3小時,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與第三混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.8小時,得到上述團(tuán)狀模塑料。
對比例1
與實(shí)施例1的區(qū)別在于團(tuán)狀模塑料的原料組分中,氫氧化鈣的質(zhì)量份數(shù)為12份,結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂為0份。
實(shí)施例1提供的復(fù)合增稠劑能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性,由其制備的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(103cm)比對比例1提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(85cm)提高了21%。
實(shí)施例2
一種復(fù)合增稠劑,由氫氧化鎂和結(jié)晶性環(huán)氧樹脂按質(zhì)量比1:11組成。
一種包含上述復(fù)合增稠劑的團(tuán)狀模塑料,包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分:
其中,玻璃纖維的長度為10mm。
上述團(tuán)狀模塑料的制備方法包括如下步驟:
(1)先將配方量的液態(tài)環(huán)氧樹脂、tbpo和聚苯乙烯加入捏合機(jī)中,捏合1小時,得到第一混合物料;
(2)將配方量的氫氧化鎂與第一混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.2小時,得到第二混合物料;
(3)將配方量的結(jié)晶性雙酚a型環(huán)氧樹脂與第二混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.4小時,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與第三混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.5小時,得到上述團(tuán)狀模塑料。
對比例2
與實(shí)施例2的區(qū)別在于團(tuán)狀模塑料的原料組分中,氫氧化鎂的質(zhì)量份數(shù)為12份,結(jié)晶性環(huán)氧樹脂為0份。
實(shí)施例2提供的復(fù)合增稠劑能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性,由其制備的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(99cm)比對比例2提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(86cm)提高了15%。
實(shí)施例3
一種復(fù)合增稠劑,由氧化鈣和結(jié)晶性乙烯基樹脂按質(zhì)量比0.5:20組成。
一種包含上述復(fù)合增稠劑的團(tuán)狀模塑料,包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分:
其中,玻璃纖維的長度為15mm。
上述團(tuán)狀模塑料的制備方法包括如下步驟:
(1)先將配方量的液態(tài)乙烯基樹脂、aibn和聚醋酸乙烯酯加入捏合機(jī)中,捏合0.8小時,得到第一混合物料;
(2)將配方量的氧化鈣與第一混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.3小時,得到第二混合物料;
(3)將配方量的結(jié)晶性酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂與第二混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.6小時,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與第三混合物料一起在捏合機(jī)中捏合1小時,得到上述團(tuán)狀模塑料。
對比例3
與實(shí)施例3的區(qū)別在于團(tuán)狀模料的原料組分中,氧化鈣的質(zhì)量份數(shù)為20.5份,結(jié)晶性乙烯基樹脂為0份。
實(shí)施例3提供的復(fù)合增稠劑能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性,由其制備的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(100cm)比對比例3提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(85.5cm)提高了17%。
實(shí)施例4
一種復(fù)合增稠劑,由氧化鎂和結(jié)晶性飽和聚酯樹脂按質(zhì)量比2:5組成。
一種包含上述復(fù)合增稠劑的團(tuán)狀模塑料,包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分:
其中,玻璃纖維的長度為20mm。
上述團(tuán)狀模塑料的制備方法包括如下步驟:
(1)先將配方量的液態(tài)不飽和聚酯樹脂、bpo和聚苯乙烯加入捏合機(jī)中,捏合0.6小時,得到第一混合物料;
(2)將配方量的氧化鎂與第一混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.4小時,得到第二混合物料;
(3)將配方量的結(jié)晶性對苯型飽和聚酯樹脂與第二混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.5小時,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與第三混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.6小時,得到上述團(tuán)狀模塑料。
對比例4
與實(shí)施例4的區(qū)別在于團(tuán)狀模料的原料組分中,氧化鎂的質(zhì)量份數(shù)為7份,結(jié)晶性飽和聚酯樹脂為0份。
實(shí)施例4提供的復(fù)合增稠劑能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性,由其制備的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(98cm)比對比例4提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(85cm)提高了15%。
實(shí)施例5
一種復(fù)合增稠劑,由氫氧化鎂和結(jié)晶性環(huán)氧樹脂按質(zhì)量比0.2:30組成。
一種包含上述復(fù)合增稠劑的團(tuán)狀模塑料,包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分:
其中,玻璃纖維的長度為8mm。
上述團(tuán)狀模塑料的制備方法包括如下步驟:
(1)先將配方量的液態(tài)環(huán)氧樹脂、tbpo和聚醋酸乙烯酯加入捏合機(jī)中,捏合0.7小時,得到第一混合物料;
(2)將配方量的氫氧化鎂與第一混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.3小時,得到第二混合物料;
(3)將配方量的結(jié)晶性酚醛環(huán)氧樹脂與第二混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.4小時,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與第三混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.7小時,得到上述團(tuán)狀模塑料。
對比例5
與實(shí)施例5的區(qū)別在于團(tuán)狀模料的原料組分中,氫氧化鎂的質(zhì)量份數(shù)為15.1份,結(jié)晶性環(huán)氧樹脂為0份。
實(shí)施例5提供的復(fù)合增稠劑能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性,由其制備的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(105cm)比對比例5提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(86cm)提高了22%。
實(shí)施例6
一種復(fù)合增稠劑,由氧化鈣和結(jié)晶性乙烯基樹脂按質(zhì)量比2:8組成。
一種包含上述復(fù)合增稠劑的團(tuán)狀模塑料,包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分:
其中,玻璃纖維的長度為12mm。
上述團(tuán)狀模塑料的制備方法包括如下步驟:
(1)先將配方量的液態(tài)乙烯基樹脂、aibn和聚甲基丙烯酸甲酯加入捏合機(jī)中,捏合0.8小時,得到第一混合物料;
(2)將配方量的氧化鈣與第一混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.5小時,得到第二混合物料;
(3)將配方量的結(jié)晶性酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂與第二混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.6小時,得到第三混合物料;
(4)將配方量的玻璃纖維與第三混合物料一起在捏合機(jī)中捏合0.622小時,得到上述團(tuán)狀模塑料。
對比例6
與實(shí)施例6的區(qū)別在于團(tuán)狀模料的原料組分中,氧化鈣的質(zhì)量份數(shù)為30份,結(jié)晶性乙烯基樹脂為0份。
實(shí)施例6提供的復(fù)合增稠劑能有效改善團(tuán)狀模塑料的加工流動性,由其制備的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(100cm)比對比例6提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(86cm)提高了16%。
對比例7
與實(shí)施例1的區(qū)別在于氫氧化鈣和結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂的質(zhì)量比為1:2,團(tuán)狀模料的原料組分中,氫氧化鈣的質(zhì)量份數(shù)為4份,結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂的質(zhì)量份數(shù)為8份。
與實(shí)施例1相比,對比例7提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(95cm)下降了7.8%。
對比例8
與實(shí)施例1的區(qū)別在于氫氧化鈣和結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂的質(zhì)量比為0.2:40,團(tuán)狀模料的原料組分中,氫氧化鈣的質(zhì)量份數(shù)為0.06份,結(jié)晶性不飽和聚酯樹脂的質(zhì)量份數(shù)為12份。
與實(shí)施例1相比,對比例8提供的團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度(96cm)下降了6.8%。
本發(fā)明采用astmd3123-98(2004)的方法測定團(tuán)狀模塑料的螺旋流動長度。
由上述實(shí)施例1-6和對比例1-8提供的團(tuán)裝模塑料的性能數(shù)據(jù)可知,本發(fā)明中,化學(xué)增稠劑和物理增稠劑在特定的配比下具有協(xié)同提高團(tuán)狀模塑料加工流動性的作用,當(dāng)采用等量的化學(xué)增稠劑替代復(fù)合增稠劑,或化學(xué)增稠劑與物理增稠劑的配比不在特定的范圍內(nèi)時,制得的團(tuán)狀模塑料的加工流動性均有明顯的下降。
申請人聲明,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。