低密度SMC的制作工艺及性能探究

一、前言
        汽车领域现在已经成为SMC 的主要目标市场。国内各型卡车也都已经采用并在逐步扩大SMC部件的使用量，而新设计的家用/商用轿车也正在考虑使用 SMC 部件。这对 SMC 的发展有着极大的促进作用。
       但同时，节能已经成为当今世界的主流。汽车作为深入人们生活方方面面的交通工具，不可避免的被纳入到了这个洪流之中。于是，保持部件强度的同时尽可能的降低车身重量的要求被提了出来。因此，如何行之有效的降低SMC的密度就成了一个当务之急的任务。
二、原理
        SMC 是由不饱和聚酯树脂、填料和玻纤的混合物组成的。这里面树脂和玻纤的密度已经基本固定，没有太多可变的余地。相反，填料由于选材广泛，比重跨越范围大，因此成为降低SMC密度的首选。

从欧洲和美国的经验来看，空心玻璃微珠的使用能够有效降低SMC体系的比重，成为不二的选择。
      本文探究了在使用空心玻璃微珠与DSM低波纹体系和用于A级表面体系的树脂配合下低密度SMC的制作工艺和性能表现。
三、原材料选择
3.1 树脂体系的选择

   树脂体系我们选择了如下两个体系:
         (1). P17-902/H870-901体系
         该体系具有良好的低收缩和力学性能，并且对填料体系进行了优化。
       (2). P18-03/H892-02体系
       低粘度、低收缩、高光亮体系
3．2 玻璃微珠的选择
       由于玻璃微珠为空心结构，而模压过程是一个高温高压的过程，因此玻璃微珠必须具备足够的抗压强度来防止破损。我们选择了具有高抗压强度的3M S60HS，其抗压强度达到了18000 psi。
四、低密度SMC工艺过程设计
         为了保护玻璃微珠的空心结构，必须对 SMC 的各个过程进行优化设计。

  优化后的工艺过程如下：

         以上工艺过程中，可以比较有效的保证所有填料的均匀分散和玻璃微珠不被剪切力损坏。至于分散的转速，依据不同机器的不同分散效率而定，通常情况下，800转以上可算高速。同时，在SMC 浸润段的压力也不宜过高，介于3-4Bar即可。
五、配方设计
       虽然理论上玻璃微珠具有较普通填料小的表面积，对树脂的浸润要求很低，但通过粘度测试对比，我们仍发现玻璃微珠对体系粘度的影响较大。因此我们使用一些工艺性助剂来进行改善。

六、 实验数据

  SMC 片材经过一段时间的熟化后进行压制,我们对最终制品测定了以下几个项目:
        (1). 表面质量测定
        (2). 常规力学性能
        (3). 耐热性测试
6.1 表面质量测定

     从测试结果来看，玻璃微珠对A级表面体系的影响更大。对于低波纹体系基本与正常密度的SMC制品一致。这应该与空心玻璃微珠粒径过大有关。

6．2  常规力学性能测试

 6．3  耐热性测试

        耐热性测试的主要目的是考察低密度体系热强度的变化。
       热强度保留率
       150℃，190℃ 100小时弯曲强度保留率。对比了普通SMC配方和低密度SMC的热弯曲强度保留情况。
经过测试，低密度SMC的弯曲强度保留率大概在80%左右。
       总的看来添加玻璃微珠后体系热强度保留率要高于普通SMC。

七、结论
 
       DSM的P17-902/H892-02非常适合低波纹/低密度SMC 体系；对于A级表面制品，不适宜使用玻璃微珠制作低密度SMC体系。对最终制品的表面质量影响非常大；玻璃微珠能够很有效的提高体系流动性和制品白度。