用smc制品粉碎料和粉煤灰制成的bmc团状模塑料及制备方法
阅读说明：本技术 用smc制品粉碎料和粉煤灰制成的bmc团状模塑料及制备方法 (BMC bulk molding compound prepared from SMC product crushed material and fly ash and preparation method thereof ) 是由 袁春 袁筱月 于 2021-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用SMC制品粉碎料和粉煤灰制成的BMC团状模塑料及制备方法,属于SMC制品回收再利用技术领域。该团状模塑料由以下重量份的各原料制备而成：不饱和聚酯树脂350-450份、低收缩剂260-300份、固化剂3-5份、增稠剂2-4份、SMC大颗粒粉体600-700份、内脱模剂25-30份、矿物填料350-450份、HQ抑制剂1-3份、色浆2-5份。本发明的利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料,以回收的SMC制品为主要原料之一,节省了阻燃剂氢氧化铝和用于增强增韧的短切玻璃纤维,既实现了SMC制品废弃物的回收和利用,又降低了BMC团状模塑料的生产成本,得到的BMC团状模塑料性能符合相关标准。(The invention discloses a BMC bulk molding compound prepared from SMC product crushed aggregates and fly ash and a preparation method thereof, belonging to the technical field of SMC product recycling. The bulk molding compound is prepared from the following raw materials in parts by weight: 450 parts of unsaturated polyester resin 350-containing material, 300 parts of low shrinkage agent 260-containing material, 3-5 parts of curing agent, 2-4 parts of thickening agent, 700 parts of SMC large particle powder 600-containing material, 25-30 parts of internal release agent, 450 parts of mineral filler 350-containing material, 1-3 parts of HQ inhibitor and 2-5 parts of color paste. The environment-friendly BMC bulk molding compound prepared by utilizing the SMC product crushed material takes the recycled SMC product as one of the main raw materials, saves flame retardant aluminum hydroxide and chopped glass fiber for reinforcing and toughening, realizes the recycling and utilization of SMC product waste, reduces the production cost of BMC bulk molding compound, and ensures that the performance of the obtained BMC bulk molding compound meets the relevant standard.)
技术领域
本发明属于SMC制品回收再利用技术领域，具体涉及一种用SMC制品粉碎料和粉煤灰制成的BMC团状模塑料及制备方法。
背景技术
SMC模塑复合材料成型工艺及应用随着环保和工业化发展需求，近几年正在快速发展，产品应用范围不断延申拓展。随之而来的如何处理SMC制品废品并加以回收利用成为行业急需解决的问题，这对SMC材料是否能更广泛应用和环保至关重要。目前国内处理办法主要是粉碎后作为填料加到水泥预制件中，利用粉碎料里的玻璃纤维起到加强水泥强度，但此种方法经济效益不高。欧美日韩的处理办法是将SMC制品两次研磨制成超细粉料作为填料制成BMC材料用于建筑模板和污水净化池等产品生产，使得回收料应用经济效益有所提高。
在目前的BMC团料生产中，需要添加阻燃剂氢氧化铝和用于增强增韧的短切玻璃纤维是必须的。
发明内容
本发明使用SMC制品大颗粒粉碎料做为填料制作仿石BMC团料。以此填料，辅以不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和其他助剂在BMC团料生产过程中取代氢氧化铝和短切玻璃纤维，制作仿石BMC团料。粉煤灰的主要成分为空心玻璃微珠，粉煤灰可以减轻产品重量，增加强度和阻燃性。
本发明的第一方面在于公开一种用SMC制品粉碎料和粉煤灰制成的BMC团状模塑料，由以下重量份的各原料制备而成：
不饱和聚酯树脂350-450份、低收缩剂260-300份、固化剂3-5份、增稠剂2-4份、SMC大颗粒粉体600-700份、内脱模剂25-30份、矿物填料350-450份、HQ抑制剂1-3份、色浆2-5份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述低收缩剂为PS/苯乙烯1：3溶剂。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述固化剂为过苯甲酸叔丁酯。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述增稠剂为氢氧化钙和氧化镁中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述内脱模剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述矿物填料为碳酸钙粉体或粉煤灰干燥粉体的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中，由以下重量份的各原料制备而成：
不饱和聚酯树脂400份、PS/苯乙烯1：3溶剂-低收缩剂280份、TBPB 4份、氧化镁3份、SMC大颗粒粉体650份、硬脂酸锌27份、碳酸钙粉体400份、HQ抑制剂2份、色浆3份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述SMC大颗粒粉体的粒径为10-20mm。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述增稠剂为氧化镁，所述内脱模剂为硬脂酸锌。
本发明的第二方面在于公开一种用SMC制品粉碎料和粉煤灰制成的BMC团状模塑料的制备方法，包括以下步骤：
S01，将回收的SMC材料进行干燥和粉碎，得到SMC大颗粒粉体；
S02，将S01得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
在本发明的一些优选的实施方式中，S01中，SMC颗粒粉体的含量通过下式确定：
其中，C1为不饱和聚酯树脂的重量含量，取值25-40％，K为比例系数，取值1.5-1.8，a、b、c均为矫正系数，分别取值0.8-0.9、1.1-1.2、1.3-1.5；R为SMC颗粒粉体粒径。
在本发明的一些优选的实施方式中，S01中，还包括对搅拌得到的混合液进行均一度检验的步骤：
S11，取10个搅拌得到的混合液为样品，搅拌30min-60min，测定所述样品搅拌前后的密度，分别记为向量X1和X2；
S23，通过下式计算X1和X2的均一度：
若t1和t2均大于-1.38，则进行下一步骤的捏合；
若t1和t2之一小于-1.38，则第二次搅拌30min-60min，以第二次搅拌前后的密度分别记为向量X1和X2，重复直至若t1和t2均大于-1.38。
本发明的有益效果：
(1)本发明的利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料，以回收的SMC制品为主要原料之一，节省了阻燃剂氢氧化铝和用于增强增韧的短切玻璃纤维，既实现了SMC制品废弃物的回收和利用，又降低了BMC团状模塑料的生产成本，得到的BMC团状模塑料性能符合相关标准。
(2)本发明的利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料，SMC制品大颗粒粉体在不饱和聚酯中分散均匀，相容性极佳，粉体粗糙表面和大部分保持完好的玻璃纤维后期成型和不饱和树脂聚合时链接更加牢固，使得成型产品表面外观有花岗岩石材美感，产品硬度，强度更高，耐腐蚀，耐老化性能更高等。由于未破损的玻璃纤维得到充分应用，不需在额外添加，大副降低材料成本，可应用于水槽、花盆、淋浴盆和路牙等更多产品的生产，经济价值大幅提高。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明中，所述不饱和聚酯树脂购自常州华科聚合物股份有限公司，牌号1520#；所述PS/苯乙烯1：3溶剂购自常州华科聚合物股份有限公司，牌号9817#；所述碳酸钙粉体为1200目的超细碳酸钙粉体，购自安徽江东科技粉业限公司；所述TBPB固化剂和HQ抑制剂购自常州乐邦复核材料有限公司，所述色浆购自江阴市和毅化工有限公司，牌号7030。HQ抑制剂和色浆均为市售商品。
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。
实施例1
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法：
(1)将回收的SMC材料在50℃干燥1h，粉碎，得到颗粒粉体，其中，超颗粒粉体的粒径为30-50mm，大颗粒粉体的粒径为10-20mm，中颗粒粉体的粒径为低于8mm。
(2)将步骤(1)得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的配方(重量份)为：
不饱和聚酯树脂350份、PS/苯乙烯1：3溶剂260份、TBPB 3份、氢氧化镁2份、SMC大颗粒粉体600份、硬脂酸钙25份、碳酸钙粉体350份、HQ抑制剂1份、色浆2份。
实施例2
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法：
(1)将回收的SMC材料在50℃干燥1h，粉碎，得到颗粒粉体，其中，超颗粒粉体的粒径为30-50mm，大颗粒粉体的粒径为10-20mm，中颗粒粉体的粒径为低于8mm。
(2)将步骤(1)得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的配方(重量份)为：
不饱和聚酯树脂450份、PS/苯乙烯1：3溶剂300份、TBPB 5份、氢氧化镁4份、SMC大颗粒粉体700份、硬脂酸钙30份、碳酸钙粉体450份、HQ抑制剂3份、色浆5份。
实施例3
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法：
(1)将回收的SMC材料在50℃干燥1h，粉碎，得到颗粒粉体，其中，超颗粒粉体的粒径为30-50mm，大颗粒粉体的粒径为10-20mm，中颗粒粉体的粒径为低于8mm。
(2)将步骤(1)得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的配方(重量份)为：
不饱和聚酯树脂350份、PS/苯乙烯1：3溶剂260份、TBPB 3份、氢氧化镁2份、SMC大颗粒粉体600份、硬脂酸钙25份、碳酸钙粉体350份、HQ抑制剂1份、色浆2份。
实施例4
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法：
(1)将回收的SMC材料在50℃干燥1h，粉碎，得到颗粒粉体，其中，超颗粒粉体的粒径为30-50mm，大颗粒粉体的粒径为10-20mm，中颗粒粉体的粒径为低于8mm。
(2)将步骤(1)得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的配方(重量份)为：
不饱和聚酯树脂400份、PS/苯乙烯1：3溶剂280份、TBPB 4份、氧化镁3份、SMC大颗粒粉体650份、硬脂酸锌27份、碳酸钙粉体400份、HQ抑制剂2份、色浆3份。
实施例5
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法，与实施例1的区别在于，S01中，SMC颗粒粉体的含量通过下式确定：
其中，C1为不饱和聚酯树脂的重量含量，取值25-40％，K为比例系数，取值1.5-1.8，a、b、c均为矫正系数，分别取值0.8-0.9、1.1-1.2、1.3-1.5；R为SMC颗粒粉体粒径。
本实施例的确定SMC颗粒粉体的含量的方法，考虑了不饱和聚酯树脂的重量含量以及SMC颗粒粉体粒径的影响。通过本实施例的方法确定的范围内的SMC颗粒粉体的含量，得到的环保BMC团状模塑料的冲击强度和弯曲强度显著优于范围外的SMC颗粒粉体的含量。
实施例6
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法，与实施例1的区别在于，S01中，还包括对搅拌得到的混合液进行均一度检验的步骤：
S11，取10个搅拌得到的混合液为样品，搅拌30min-60min，测定所述样品搅拌前后的密度，分别记为向量X1和X2；
S23，通过下式计算X1和X2的均一度：
若t1和t2均大于-1.38，则进行下一步骤的捏合；
若t1和t2之一小于-1.38，则第二次搅拌30min-60min，以第二次搅拌前后的密度分别记为向量X1和X2，重复直至若t1和t2均大于-1.38。
本实施例的均一度检验的方法，以粘度为考察指标，以-1.38为阈值。通过该方法得到的混合液，制备时间少，均一度好，得到的环保BMC团状模塑料的性能差异性小，很好的减少了系统误差。
对比例1
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法：
(1)将回收的SMC材料在50℃干燥1h，粉碎，得到颗粒粉体，其中，超颗粒粉体的粒径为30-50mm，大颗粒粉体的粒径为10-20mm，中颗粒粉体的粒径为低于8mm。
(2)将步骤(1)得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的配方(重量份)为：
不饱和聚酯树脂350份、PS/苯乙烯1：3溶剂260份、TBPB 3份、氢氧化镁2份、SMC超颗粒粉体600份、硬脂酸钙25份、碳酸钙粉体350份、HQ抑制剂1份、色浆2份。
对比例2
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法：
(1)将回收的SMC材料在50℃干燥1h，粉碎，得到颗粒粉体，其中，超颗粒粉体的粒径为30-50mm，大颗粒粉体的粒径为10-20mm，中颗粒粉体的粒径为低于8mm。
(2)将步骤(1)得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的配方(重量份)为：
不饱和聚酯树脂350份、PS/苯乙烯1：3溶剂260份、TBPB 3份、氢氧化镁2份、SMC中颗粒粉体600份、硬脂酸钙25份、碳酸钙粉体350份、HQ抑制剂1份、色浆2份。
对比例3
一种利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的制备方法：
(1)将回收的SMC材料在50℃干燥1h，粉碎，得到颗粒粉体，其中，超颗粒粉体的粒径为30-50mm，大颗粒粉体的粒径为10-20mm，中颗粒粉体的粒径为低于8mm。
(2)将步骤(1)得到的SMC大颗粒粉体和不饱和聚酯树脂、低收缩剂、固化剂、增稠剂、内脱模剂、矿物填料、HQ抑制剂、色浆混合，恒温油浴中高速搅拌，通过捏合机进行捏合，得到所述环保BMC团状模塑料。
利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的配方(重量份)为：
不饱和聚酯树脂750份、PS/苯乙烯1：3溶剂260份、TBPB 3份、氢氧化镁2份、SMC大颗粒粉体200份、硬脂酸钙25份、碳酸钙粉体350份、HQ抑制剂1份、色浆2份。
实验例
取本发明的实施例和对比例得到的团状模塑料，采用《JB/T 7770-1995不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料》的方法，测试模塑收缩率、冲击强度(筒支架，无缺口)和弯曲强度，结果见表1。
表1团状模塑料的性能
模塑收缩率/％
冲击强度/MPa
弯曲强度/MPa
实施例1
0.19
23
81
实施例2
0.18
22
86
实施例3
0.15
24
99
实施例4
0.12
27
111
对比例1
0.34
19
72
对比例2
0.37
17
63
对比例3
0.21
20
75
结果显示，实施例1-4的模塑收缩率、冲击强度和弯曲强度性能均符合《JB/T7770-1995不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料》中DMC-3的标准，表明了利用SMC制品粉碎料制成的环保BMC团状模塑料的可行性。
结果显示，实施例1-3的模塑收缩率、冲击强度和弯曲强度性能优于对比例1-3，其中又以实施例3为最优，具有显著性差异，P＜0.05，表明了特定比例含量和特定粒径的SMC中颗粒粉体分别对得到的环保BMC团状模塑料模塑收缩率、冲击强度和弯曲强度性能的显著影响。
结果显示，实施例4的模塑收缩率、冲击强度和弯曲强度性能优于实施例3，表明了特定的增稠剂组分氧化镁与内脱模剂组分硬脂酸锌的组合对得到的环保BMC团状模塑料模塑收缩率、冲击强度和弯曲强度性能的预料不到的技术效果。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。