填料及低收缩剂影响不饱和聚酯体积收缩机理研究及高性能BMC的制备

摘要

BMC (Bulk Molding Compounds 团状模塑料)是不饱和聚酯树脂在模塑料中应用的一类很重要的品种不饱和聚酯树脂由于其价格低工艺性好而成为纤维增强复合材料中应用最为广泛的树脂基体对于典型的不饱和聚酯树脂固化后的体积收缩率大约在7％~10％ 如此高的收缩量给生产带来了很多问题制约着大批量制品生产的发展加入低收缩添加剂(LPA)是减小收缩的最有效的办法填料是BMC 中被广泛使用的组分之一但人们并没有认识到填料也可降低不饱和聚酯固化时的体积收缩故本论文研究了不同填料(碳酸钙氢氧化铝)对不饱和聚酯固化时体积收缩的影响并讨论了其影响机理此外还研究了不同低收缩剂对不饱和聚酯体积收缩的影响及其影响机理研究发现三种不同粒径的碳酸钙及两种不同粒径的氢氧化铝的加入都会导致填料/UP 复合体系的体积收缩率先上升后下降且将不同粒径的填料进行复配可使不饱和聚酯固化时的体积收缩率低于使用相同用量的单一粒径填料的体系用偶联剂对填料进行表面处理后加入复合体系中发现复合体系的体积收缩率变小通过研究填料影响不饱和聚酯固化时体积收缩的机理发现填料主要通过以下三个方面影响复合体系的体积收缩填料取代了部分树脂有利于体系的体积收缩率下降复合体系固化后在填料和UP 界面处形成空隙有利于复合体系体积收缩率的降低填料抑制苯乙烯的挥发导致体系中不饱和聚酯固化密度增大使得体系体积收缩率上升偶联剂的加入增加了填料与树脂的界面作用力且可使苯乙烯的挥发量增加导致其交联密度下降使得体积收缩率下降研究低收缩剂对不饱和聚酯固化时体积收缩的影响及其作用机理发现低收缩剂可在不饱和聚酯固化时形成空穴来有效降低其体积收缩最后针对杭申绝缘材料有限公司生产的BMC 在制备制品时出现的制品弯曲强度低制品表观质量差的问题通过对配方中玻璃纤维的含量及长度树脂填料及偶联剂的含量进行调整分别得到了可用于制备电气开关内部构件的高强度配方及外部构件的较高强度及良好表观质量的配方通过在BMC 配方中引入少量纳米碳酸钙发现在BMC 配方中加入少量的用硬脂酸进行表面处理的纳米碳酸钙可提高体系的力学性能且可使制品具有较好的表观质量比较低收缩剂PS 及SW7315 发现PS 可使制品具有较高的力学性能及较好的表观质量。