减小SMC材料密度的方法

      多年来，SMC(片状模塑料)为汽车市场制造轻质零部件作出了巨大贡献，而今，帝斯曼公司(DSM)报告用它的高性能低收缩剂Palapreg H2700-01与表面改性的空心玻璃微珠相配合可能进一步大幅度减轻重量。
      与常规“A级”配方SMC的密度1.85g／cm3相比，帝斯曼能够把SMC的密度降到1～g／cm3左右(降幅30％)，同时保持其表面品质和力学性能。这样就可以生产更轻的制件，对汽车原始设备制造商减少碳排放的目标是一支持。
      为制得更轻的SMC，一般可用空心玻璃微珠来部分取代碳酸钙之类的高密度无机填料。然而，只有一小部分填料可用玻璃微珠取代。当空心玻璃微珠用量较高时，由于SMC糊料的粘度大大变低，其加工常遇麻烦。
      另一个挑战是空心玻璃微珠类型的选择，选错了类型将导致微珠在SMC：模塑过程中破碎，造成更低的力学性能和不良的表面品质。除了这些问题之外，空心玻璃微珠还与基体树脂和漆料粘结不良。这对要求高表面品质的制品和需要上漆的用途是一难题。

高性能低收缩剂Palapreg H2700-01

为了解决轻量化难题，帝斯曼在聚酯树脂中加入了新研制的高性能低收缩剂Palapreg H2700-01。这种新的低收缩剂提高了SMc制品的力学性能(例如弯曲强度和弯曲模量)，此外还提供了固化制品更好的脱模性能和曲面制品更少的排放物。Palapreg H2700-01已在商业规模上用于为各大汽车原始设备制造商制造的SMC制品。除了上述优点外，帝斯曼还发现，当与表面改性的空心玻璃微珠一起使用时，这种低收缩剂还能促进空心玻璃微珠与基体树脂的粘结。
       以下示出低密度“A级”SMC糊料的一种起始配方。据发现，为获得SMC糊料粘度与加工性能、力学性能和制品表面品质的合适平衡，填料与空心玻璃微珠的最佳比例是60：28(体积比)。
       配方一例：
      不饱和聚酯树脂Palapreg®P0423-02
       低收缩剂(LPA1)：Palapreg®H2700-01或H2681-01
       低收缩剂(LPA2)：Palapreg®H1080-01
       填料(碳酸钙)
       空心玻璃微珠
       玻璃纤维(含量30％)

      空心玻璃微珠的使用

为了优化密度、抗压碎性能、力学强度和表面品质，帝斯曼评价了几种类型的空心玻璃微珠。根据经验可知，粒度更小的微珠一般会造成更好的表面品质，因此帝斯曼选用了小直径的微珠。
       所用的各种空心玻璃微珠都从3M公司购得。在使用不同类型空心玻璃微珠的试验中，未观察到显著的力学性能差异。因此，根据货源和成本，帝斯曼选用了VS5500型微珠。
       其次，帝斯曼评价了用不同类型硅烷来处理微珠表面对促进微珠与基体树脂粘结的效果。用硅烷处理微珠表面的方法采用硅烷供应商迈图高性能材料公司提供的程序。为进行评价，帝斯曼准备了几种配方的SMC，所有配方的密度都在1.3／cm3左右，而且能够成型为A级表面品质的制品。
       实验中所用但硅烷类型有：
       甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
       环氧丙烷丙基三甲氧基硅烷；
       巯基丙基三甲氧基硅烷；
       氨基丙基三甲氧基硅烷。