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BMC
(團狀模塑料)
鎖定
- 中文名
- BMC
- 外文名
- Bulk Molding Compound
- 性 質
- 團狀模塑料
- 特 點
- 低收縮/低輪廓添加劑
BMC簡介
BMC(DMC)材料 是Bulk(Dough) molding compounds的縮寫,即團狀模塑料。國內常稱作不飽和聚酯團狀模塑料。其主要原料由GF(短切玻璃纖維)、UP(不飽和樹脂)、MD(填料碳酸鈣)以及各種添加劑經充分混合而成的料團狀預浸料。BMC材料於二十世紀60年代在前西德和英國,首先得以應用,而後在70年代和80年代分別在美國和日本得到了較大的發展。因BMC團狀模塑料具有優良的電氣性能,機械性能,耐熱性,耐化學腐蝕性,又適應各種成型工藝,即可滿足各種產品對性能的要求,因此越來越受到廣大用户的喜愛。
團狀模塑料(BMC) 是一種熱固性塑料,其中混合了各種惰性填料、纖維增強材料、催化劑、穩定劑和顏料,形成一種用於壓塑或注塑的膠粘“油灰狀”複合材料。團狀模塑料 (BMC) 通過短纖維進行高度填充和增強,玻璃纖維增強材料佔 10% 至 30%,長度通常在 1/32 英寸至 1/2 英寸 (12.5mm)之間。
根據不同的最終應用領域,配製的複合材料可精確控制尺寸,阻燃性和抗電痕性良好,具有很高的介電強度、耐腐蝕性和耐污性,機械性能卓越,收縮性低且色澤穩定。團狀模塑料 (BMC) 的流動特性和絕緣及阻燃性極好,對於細節和尺寸要求精確的各種應用非常適用。材料有75種顏色可供選擇,能抵受粉劑噴塗或水性塗料。
BMC性質
短切玻璃纖維與不飽和聚酯漿料混合而成的團狀預浸料。適於採用模壓、傳遞模塑、注塑成型等工藝成型,製得的製品機械性能良好、尺寸穩定性高、表面光潔度好,耐水、耐油、耐蝕性優良,耐熱,電性能優良,尤其是耐電弧性可達到190s左右。按配方配成樹脂漿料,主要成分同片狀模塑料,填料增多,一般不用增稠劑,再將樹脂漿料與短切玻璃纖維(長度約3~25mm)充分混合制得。主要用於電器、電機、無線電、儀表,機械製造,化工設備,建築,交通運輸,國防等部門。
⒈一般性能:BMC(DMC)的比重較大,在1.3~2.1之間;製品外觀光亮,手感好,有硬而厚重的感覺;用火加熱會產生很多油煙,並有苯乙烯氣味;某些品種的BMC(DMC)難燃,但某些品種又極易燃燒,燃燒後留下無機物質。
⒉尺寸穩定性:BMC(DMC)的線膨脹係數是(1.3~3.5)×10-5K-1,比一般的熱塑性塑料小,因而使得BMC(DMC)具有很高的尺寸穩定性和尺寸精度。温度對BMC(DMC)的尺寸穩定性影響很小,但濕度的影響則較嚴重,BMC吸濕後會膨脹。BMC(DMC)的線膨脹係數和鋼、鋁的很接近,因此可以和其進行復合。
⒍耐老化性:BMC(DMC)的耐老化性能很好,在室內可用15~20年,户外暴曬10年後其強度保持率在60%以上。
⒎電性能:BMC(DMC)的耐電弧性最突出,可以達到190秒左右。
(1)概要
將基體樹脂、低收縮劑、固化劑、填料、內脱模劑、玻璃纖維混煉成團狀物作為模塑料。可採用模壓,注射製造複合材料製品因無熱化階段,故填料含量可較SMC高。玻璃纖維長度—般為6~12mm,有時為滿足高力學性能用到25mm;為滿足成型流動性的要求,用到3mm。玻璃纖維含量通常為15%~20%;對高性能產品,用到25%。BMC玻璃纖維含量低於SMC,可加入較多的填料,故成本較低。
(2)原料
纖維 BMC用玻璃纖維無捻粗紗。
填料 碳酸鈣、氫氧化鋁等。
(3)優點
②可加入大量填料,可滿足阻燃、尺寸穩定性要求,成本低。
③複雜製品可整體成型,嵌件、孔、台、筋、凹槽等均可同時成型。
⑤對工人技能要求不高,易實現自動化,節省勞動力。
⑥製品尺寸精確。
⑦作業環境好。
(4)缺點
①僅適於製作尺寸較小、強度要求不高(一般BMC強度約比SMC低30%)產品。
②注射機價格較高。
(5)典型產品
(6)BMC成型方法
BMC是熱固性材料。注塑機料筒温度不能太多,一般設定在60度,便於材料流動即可。
BMC成型方法有壓縮成型、傳遞成型、注射成型三種,近來主要以注射成型為主。
①壓縮成型法,參看SMC成型法。
②傳遞成型法。設備有Pot式和輔助活塞式,以輔助活塞式為主。
進行BMC的注塑成型
BMC是玻纖增強不飽和聚酯熱固性塑料的簡稱,是當前使用量最大的一類增強熱固性塑料。
(1) BMC的特點和應用
BMC具有良好的物理性能、電性能和力學性能,因此它的應用十分廣泛, 如可製作諸如變速箱構件、進氣管、氣門閥蓋、保險槓等機械零件;在要求抗震、阻燃、美觀、耐用的航空、建築、傢俱等方面也得到廣泛地應用;在它傳統的電器領域內,其用途也越來越廣泛。
(2) BMC的注塑成型設備
(b) 注塑系統。由於柱塞式注塑機的注射量準確而恆定,使玻纖少受損傷地分散於熔料中,因此,柱塞式注塑機使用較多,但排氣不便。
(d)合模裝置。多采用機械、液壓式和全液壓式等幾種合模裝置。
(f) BMC的注塑成型工藝
(1)料筒温度與模具温度。加工時,要求BMC在料筒温度下,較長時間保持低粘度的流動態,一般料筒温度應能滿足BMC的低限值。料筒温度一般分為兩段或三段控制,近料斗端較低,近噴嘴端温度較高。一般相差20~60℃,模具
温度一般控制在135~185℃。
(2)注射壓力。由於BMC的流動性差,固化快,模具結構複雜,故注射壓力宜選擇較高壓力,一般為80~160MPa。
(4) 螺桿轉速及背壓。若採用螺桿式注塑機,在注射BMC時,螺桿對玻纖的損傷較大,為了儘量減少玻纖的損傷,螺桿轉速宜選低值,一般為20~50r/ min。而根據BMC的粘度,以採用低背壓為宜,一般為1.4~2.0MPa。
(5)成型週期。由於塑件的大小和複雜程度不同,各段的工藝時間也不同, 一般注射時間為2~20s,保温時間為10~20(厚度)。
⒈BMC(DMC)的加工特性
⑴流動性:BMC(DMC)的流動性很好,並可在低壓下保持良好的流動性。
⑵固化性:BMC(DMC)的固化速度很快,成型温度在135~145℃時固化時間為30~60秒/mm。
⑶收縮率:BMC(DMC)的收縮率很低,在0~0.5%之間,收縮率還可以根據需要加入添加劑進行調節;可分為無收縮(收縮率<0.05%)、低收縮率(0.05~0.3%)、高收縮率(0.3~0.5%)三個等級。
⑷着色性:BMC(DMC)有較好的着色性。
⑸缺點:成型時間較長、製品毛刺較大。
⒉BMC(DMC)模塑料的配製
BMC(DMC)是由液態UP樹脂、固體粉狀填料、短切玻纖等多種成分混合而成的,為了便於成型時投料等操作,通常先將預混料擠壓成條狀或丸塊狀。
BMC(DMC)的配製分為兩步:①先將樹脂、引發劑、着色劑、脱模劑、部分填料等加入高剪切型的攪拌機中攪拌均勻,混合温度達到50℃左右,然後再緩慢加入剩餘的填料混合攪拌均勻,製得樹脂預混漿料;②把預混漿料加入Z型鉸刀式混料機或者行星式混合機中,加入烘乾處理過的短切玻璃纖維,攪拌10~15分鐘後倒出團料,用擠出機擠成條狀和丸狀,烘乾後用聚酯薄膜密封包裝,儲存備用。
⒊BMC(DMC)的壓制成型
BMC(DMC)的壓制成型是把一定量的模塑料加入預熱的模具中,經加壓、加熱後固化成型,具體流程為加料(將固體模塑料加入預熱的鋼製模具中)→合模→充模(模塑料在壓力下流動並充滿整個型腔)→固化(在設定的壓力和温度下保持一定時間後充分固化)→開模取出製品。
BMC(DMC)壓制成型工藝條件如下:
⑴成型壓力:普通製品3.5~7MPa,對製品表面要求高的可用14MPa;
⑵成型温度:模具温度在145±5℃,定模温度可調低5~15℃以便脱模;
⑶合模速度:50秒內須合模完成;
⑷固化時間:製品壁厚3mm的固化時間為3分鐘,壁厚6mm的固化時間為4~6分鐘,壁厚12mm的固化時間為6~10分鐘;
⒋BMC(DMC)的注塑成型
BMC(DMC)因具有良好的加工流動性,因此非常適合於注塑成型加工,成型時注射壓力不高,注射時間較短,能快速均勻地充模。
BMC(DMC)的注射成型和其它熱固性塑料不同之處在於其油灰狀團塊料難以加料,需要用強制加料裝置;BMC(DMC)在加料時就可以看成是已經塑化好的預混料,螺桿不起塑化作用,而僅是混合、輸送、計量。
BMC(DMC)的注塑成型工藝條件如下:
⑴料筒温度:一般温度控制在60℃以下,避免固化;
⑵注塑壓力:一般在20~70MPa範圍,而在封裝成型時為防止損壞封裝件,壓力應控制在10MPa左右;
⑶注塑時間:很快,最短可低至1秒;
⑷模具温度:通常控制在140~160℃,以保證滿模後快速固化;
⑸固化時間:一般在15~60秒。
⒌BMC(DMC)的壓鑄成型
壓鑄成型是介於壓制和注塑之間的一種成型方法,又稱為傳遞模塑、壓注或注壓成型,是將一定量的BMC(DMC)模塑料放入加料室進行適當的預熱,然後靠柱塞把壓鑄室內的模塑料快速壓入閉合的熱模具型腔內,滿模後再保壓、加熱,等製品完全固化定型後,開模取出製品。
BMC(DMC)的壓鑄成型工藝條件如下:
⑴成型温度:模温120~150℃,預熱温度比模温低15~20℃,防止物料在壓鑄室內因温度高而提前固化;
⑵成型壓力:比壓制成型高1.5~2.5倍,14~28MPa;
⑶預熱時間:40~60秒/mm;
⑷充模時間:10~30秒;
⑸固化時間:10~30秒/mm。
BMC成型法的缺陷及對策
現 象 | 原 因 | 對 策 |
填充不良 | 沒有放氣,可能是空氣積聚 模具温度太高,材料尚未充滿模腔情況下就凝膠了 由於注射速度慢,材料未流動即固化 材料供應不足 模具間隙太大 | 真空成型 設計氣孔 模具上設頂出銷等併兼作氣孔 注射速度減慢 降低模具温度 提高注射速度 檢查計量情況 改造模具 |
氣泡 | 温度過高,苯乙烯氣體揮發 固化時間短,內部固化慢 模具温度低,固化不良 | 降低模具温度 延長固化時間 提高模具温度 增加pe粉 |
脱模不良 | 模具表面不好 倒錐 模具温度低,固化不良 製品受熱膨脹 新模具上有油等 | 研磨修理模具 改造模具 提高模具温度 延長固化時間 注意温度差 再考慮頂出器裝置 改用熱膨脹係數小的材料 把油等完全擦去,充分塗刷外脱模劑 |
翹曲 | 因後收縮 因纖維配置方向不當 | 重新調整冷卻過程 重新調整產品設計 採用冷卻夾具 重新調整注口位置 用注射壓縮成型 |
合流紋 | 因銷、孔等使兩個以上材料流不融混 尖端部的合流紋 | 真空成型,設通氣口 把孔用薄飛邊連接 注入口位置做大的變動 |
光澤不好 | 固化不充分 壓力不足 模具表面不光 温度不均勻 | 提高模具 延長固化時間 提高壓力 研磨模具 改善温度分佈情況 |
變色 | 閉模之後集積在模內的空氣受壓縮,温度升高造成熱分解 | 真空成型,開通氣孔 降低模具温度 注射速度減慢 |
裂紋 | 頂出部分破損 纖維流線在合流紋處產生彎曲 注射壓力太高 因收縮開裂 | 增加頂出銷數目 使頂出銷位置合適 調整頂出板的動作 研磨模具 固化時間延長,固化充分,變更注口位置 真空成型,開能氣孔 降低注射壓力 改用pe粉 參看脱模不良一項 |
- 參考資料
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- 1. BMC方面的介紹 .奧科興模具.2012-01-13[引用日期2014-07-22]