目前,世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保。减轻汽车本身的重量是减少汽车排放、提高燃烧效率的有效措施之一,汽车的重量每减轻10%,油耗可降低6% ~ 8%。因此,增加塑料材料在汽车中的使用成为降低汽车成本和重量,增加汽车有效载荷的关键。FRP作为一种塑料材料,由于其重量轻、耐腐蚀、能耗低、抗振动、隔音、强度高、做工好、零件易于集成等优点,在汽车工业中得到了广泛的应用。那么中空玻璃微珠作为一种轻质高强填料,在应用上与玻璃钢又如何做出大的区别呢?
与碳酸钙等传统填料相比,中空玻璃微珠具有密度轻、强度高、导热系数低(0.03-0.07W/(m- k))、介电低(1.2-2.0F/m)等玻璃球状材料的特点。可用于汽车、轨道交通、卫生洁具等玻璃钢复合材料的轻量化。适用于SMC/BMC、手胶、拉挤、碳纤维预浸料等行业。
SMC(片状成型复合材料)
汽车轻量化是未来的发展趋势,SMC薄板通过成型工艺成型速度快,可塑性灵活,力学性能好,加工方便,在相同的性能下可以减轻自重,是替代部分汽车车身和零部件,实现汽车轻量化的材料之一。目前,国内一些企业在SMC材料增强性能上处于国际先进水平,但在材料的相对密度比例上与国外相比仍有很大的提升空间。
通过与国外轻量化先进技术的比较,用更轻的空心玻璃微珠代替填料中的CaCO3,用更轻的碳纤维代替玻璃纤维垫是SMC轻量化材料的发展方向。其中,从成本和工艺的角度来看,用更轻的空心玻璃微珠代替填料中的CaCO3是一种相对容易和快速的实现方法。
一个完整的SMC装置由机架、输送系统、PE供膜装置、刮板、玻璃纤维切割器、浸渍压实装置、缠绕装置等七个主要部分和玻璃纤维纱机架、树脂浆料制备及喂料系统、静电消除器等三个必要的辅助系统组成。在制备树脂浆料时需要加入中空玻璃微珠。
中空玻璃微珠对树脂基和颜料的附着力差也是众所周知的。对于要求高表面质量的部件或需要塑料涂层的应用来说,这是一个挑战。但是,我们可以通过中空玻璃微珠的表面处理来满足需要。SMC与中空玻璃微珠也可以达到a级表面光洁度。
BMC(散装成型复合材料)
BMC是一种半干法制造玻璃纤维增强热固性制品的成型中间材料,它是由不饱和聚酯树脂、低收缩/低姿态助剂、引发剂、内脱模剂、矿物填料等预先混合成糊状,然后加入增稠剂、着色剂等,并与不同长度的玻璃纤维混合,将玻璃纤维在专用的锅中搅拌而成。经过增稠过程,最终形成团块状中间材料,可用于成型和注射成型。
手铺成型工艺
手工层压成型,又称手工层压成型、接触成型,是指在模具上涂上脱模剂,采用手工作业,即一边铺设补强材料(补强材料,如:玻璃布、未捻粗纱方格布、玻璃毡),一边喷涂树脂(树脂一般采用:合成树脂(主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂)直到达到所需厚度的塑料制品,再经过固化脱模而获得塑料制品。这是通过固化和脱模形成塑料制品的过程。与RTM工艺添加中空玻璃微珠相比,容易出现颗粒大堵塞孔洞渗透不透水的缺陷,手工铺层工艺可以避免,添加中空玻璃微珠后重量减轻明显,工艺简单,技术成熟。
拉挤成型工艺
拉挤成型工艺是一种通过牵引装置的连续牵引,使纱架上未捻的玻璃纤维粗纱、毛毡等增强材料被粘接剂液体浸渍,而形成的一种自动化生产工艺