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開發用于戶外應用的BMC和SMC

   日期:2019-10-21     來源:復合材料網    評論:0       [ 進入汽車材料社區 ] [ 汽車材料館 ]
核心提示:眾所周知,塊狀模塑料(BMC)和片狀模塑料(SMC)具有輕巧的特性,可產生持久的產品。正在進行的研究正在將這些材料用于更苛刻的環境和應用中。現在可以配制模塑料,用于低密度應用,汽車外飾和戶外應用。傳統上,這些材料在暴露于室外環境時需要進行涂層或噴漆。
   【中國汽車材料網】眾所周知,塊狀模塑料BMC)和片狀模塑料(SMC)具有輕巧的特性,可產生持久的產品。正在進行的研究正在將這些材料用于更苛刻的環境和應用中。現在可以配制模塑料,用于低密度應用,汽車外飾和戶外應用。傳統上,這些材料在暴露于室外環境時需要進行涂層或噴漆。但是如今,配方設計方面的考慮因素可以最小化甚至消除對涂層的需求。這使得化合物的物理性質和固有顏色可用于產品中,而無需額外的步驟和涂覆成本。
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  戶外降解
  
  模塑料容易受到許多外部因素的影響,包括熱,凍結/融化,濕氣和紫外線。這些元素在化妝品和物理上都會降解該化合物。外觀變化包括粉化,褪色和玻璃纖維起霜。這些變化雖然僅僅是外觀,但會使產品在人行道上的觸覺面板或電氣箱蓋等應用中表現不佳。物理變化會影響產品的拉伸,彎曲和沖擊性能。為了克服這些問題,在選擇原材料和BMC / SMC的過程中,必須將耐室外暴露性納入選擇范圍。
  
  配方設計
  
  在配制用于戶外暴露的模塑料時,第一步是選擇正確的組件。但是,重要的是不要只看每個組件,而要看它們如何整體相互作用。BMC / SMC中的每種組分都可以顯示出不同的耐候性,尤其是樹脂,填料,增稠劑,玻璃纖維和顏料。
  
  樹脂化學是一個開始考慮您的成型模塑料在戶外性能如何的好地方。間苯二甲酸和馬來酸酯基樹脂通常在耐候性方面比鄰苯二甲酸基不飽和聚酯樹脂更好。乙烯基酯和芳族環氧樹脂通常因其耐候性而聞名,但穩定劑包裝可以改善它們。與芳族環氧樹脂相比,脂肪族環氧樹脂的耐候性非常好,是戶外應用的理想選擇。樹脂生產商還生產具有定制化學的特種樹脂,這些樹脂具有出色的抗紫外線性。填料的選擇還有助于或降低模塑料的耐候性。例如,三水合鋁優于碳酸鈣。
  
  另外,玻璃纖維的選擇還很大程度上影響了BMC / SMC在外部的表現,這是因為玻璃纖維上的膠料,該膠料是化合物與玻璃之間的粘結界面。如果尺寸在耐候性上降低,則該接口將受到損害,從而導致性能下降。雙酚A上漿劑的化學性質表現出較差的耐候性,并且可能導致BMC / SMC在室外應用中的性能下降。
  
  現在,在某些SMC配方中發現了碳纖維,并且碳纖維在風化條件下會顯示出降解的跡象。碳纖維可用糊劑中的顏料和穩定劑穩定,這將使其在耐候性方面表現良好。
  
  顏料在風化中的性能通常是人們首先想到的,因為產品顏色的變化是如此明顯。炭黑通常比其他類型的顏料更容易掩蓋風化失效。其他顏色(尤其是紅色和黃色)通常顯示較差的性能。應該注意的是,高質量顏料通常在風化過程中表現出更好的抗色移性。如果樹脂選擇不佳并開始粉化或變色,則可能浪費此優勢。
  
  BMC / SMC配方中的其他成分,例如低調添加劑,抑制劑和單體,也會影響耐候性,尤其是吸濕性和抗紫外線性。這些中任何一個的性能差都會改變最終化合物的性能。
  
  通過向模塑料中添加特殊化學物質(包括抗氧化劑,紫外線吸收劑和自由基清除劑)可以增強耐候性。每種化學品都有不同的機制來增強化合物的耐候性,盡管添加這些化學品可能會對化合物中基礎材料的耐候性產生正面或負面的影響。BMC / SMC原材料供應商通常會在產品本身中定制特殊化學品的混合物,以增強產品的耐候性能。
  
  復合成型會影響產品在戶外氣候下的表現。最常見的故障之一是隨著樹脂頂層的降解,玻璃暴露出來。這不僅在外觀上是不可接受的,而且還會影響產品的物理性能。玻璃必須充分潤濕,以保持與化合物的良好粘合。使用正確的增稠劑和適當的成型粘度對于在玻璃上形成堅固的富含樹脂的層并確保耐候性至關重要。
  
  最后,成型零件的質地常常被忽略。質地會影響化合物暴露于天氣中的量,污垢/鹽如何堆積以及水如何凍結和融化,從而改變化合物的降解。
  
  測試耐候性
  
  修改配方和造型以制造出更加戶外穩定的產品需要進行測試以確認。我們不想等待來自不同位置的5、10甚至20年的暴風雨來獲取反饋。許多行業使用加速風化方法來預測和關聯直接的室外暴露結果。加速老化測試主要由熒光燈或氙弧燈(一種專用的氣體放電燈)光源定義。氙弧燈可緊密模擬太陽光,并可以設置不同的波長濾光片和暴露于水。
  
  ASTM G155是Xenon-Arc常用的標準化測試。汽車行業依靠SAE J2527進行標準化測試來預測結果。熒光燈測試使用更小,更便宜的設備,但不模擬太陽光譜。有時會使用諸如ASTM G154之類的方法,但已知所產生的結果并不代表室外暴露于陽光下。
  
  總而言之,該行業擁有許多工具來配制,模制和測試用于戶外應用的產品。耐候性化合物是使用BMC / SMC尋找新的和創新的解決方案的努力的一部分,可以幫助它們在市場上長壽。
 
連接技術 新能源
標簽: 塑料 涂層
 
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