随着SMC的发展,人们对SMC制品的外观色彩装饰要求越来越多样化,越来越严格。着色是美化与装饰制品的主要方法。如何生产出色彩丰富、色泽持久的SMC制品已成为当前SMC研究的主方向之一。

    SMC的着色方法不外乎两种。一种为外着色技术,即对SMC成型制品采用不同的方法进行表面喷涂,从而得到所要求的外观色调与装饰效果。通常采用传统的涂装工艺方法,其过程大致为:SMC制品打磨、刮腻子、底面调整、底涂、研磨、中涂、面涂。当然也可以采用模内涂饰(IMC)技术、丝网印刷技术、化学电镀技术等来实现。

    另一种为内着色技术,即在SMC树脂糊配方中加入各种有效的着色剂,从而得到内外均一的色调与装饰。能按相关颜色标准(如RAL、NCF)内着色是SMC与其它热固性塑料相比的一个优点。它可避免外着色复杂的模压后涂装工序.随着SMC技术的发展与应用领域的扩张,采用诸如铝粉、聚酯、石英、玻璃微珠及着色聚合物颗粒等结构填料,加入到SMC配方中可得到奇佳的外观着色与装饰效果。多数SMC能自由地进行内着色,当然对于那些不能内着色或着色不好的SMC制品,也就只能采用外着色。SMC内着色制品的典型应用包括座椅、桌面、厨房洗涤池、浴缸、淋浴间、电话外壳、花盆,以及冰箱、洗衣机、电熨斗、加湿器、空气清新器等壳体和水箱、天棚板、外墙板等建筑材料等。

    下面围绕SMC的内着色问题进行一些探讨。

    SMC用着色剂的选择

    1、常规着色剂

    传统上,着色剂包括燃料和颜料两大类。染料是具有强烈着色能力的有机化合物,能溶于树脂或溶剂中,由于其耐热性、耐光性、耐化学药品性、耐迁移性差,所以一般不用于SMC内着色。用于SMC内着色的主要是颜料,它可分为无机颜料和有机颜料两种,其对比如表一。

表一 无机颜料与有机颜料的对比

    具体该选用何种着色剂来进行SMC内着色,在很大程度上取决于SMC成型加工温度与时间、SMC其它组成的存在以及SMC制品的最终用途。但首先需考虑的是该颜料的热稳定性能否承受其加工温度与时间。表二列出了常用SMC内着色剂及其性能,实际工作中可根据具体要求来选择。

表二 常用着色剂及其性能

    着色剂的具体选择原则为:
    ①有良好热稳定性,其分解温度高于SMC模压成型温度;
    ②有良好的光稳定性,在光的作用下不退色或变色太快;
    ③在树脂糊中易分散,不迁移;
    ④色彩鲜艳,着色力大;
    ⑤对SMC的加工性(包括储存性、增稠性、流动性、固化特性等)与使用性能(如物理机械性能、老化性能、电性能等)无影响;
    ⑥无毒,不污染产品;
    ⑦来源丰富,价格适中。

    由于颜料的分散性对其着色力有很大影响,同时为便于带多个分支混合系统的现代SMC生产机组着色剂走泵的需要,通常需将着色剂作成色糊,现在我们见到的大多为这种预混好的色糊。这些色糊常用无单体的聚酯树脂为载体,经三辊研磨机等设备粉碎碾细,制成浆料。颜料在色糊中的比例一般为:有机颜料10~30%;无机颜料50~70%。根据工艺要求,色糊的粘度可以不同。如果单纯的着色剂不能满足色调与装饰要求的话,则可以象调拼美术彩色那样进行拼色、配色。目前市场上使用的有人工配色与电脑配色。配色的准确与否通常以标准色板为对比依据,采用目测法和仪器检测法予以判定。色糊的制造与配色是SMC内着色研究中不可或缺的技术。

    色糊可以作为现成混合糊或单一颜色糊而购买到。现成混合色糊易于使用,不需要配色工作,但缺点是只能提供一个颜色。若使用者购买单一色糊,则可以通过多种单一色糊的调配得到多种用途。对于储存时间较长的色糊,使用前,最好进行搅拌均匀。为有效防止配制好的色糊在存放过程中出现沉降和微差分离现象,常有选择性地加入某些特殊的添加剂或助剂,并已取得满意的效果。

    2、结构填料

    通常情况下,采用常规的着色剂是为了实现均匀的着色效果。但在特殊情况下,需要实现表观颜色不一但又花到恰到好处的装饰效果,如“均匀”的表面彩色斑点或无规则的多彩效果等,这就需要在SMC配方中加入特殊的结构填料。SMC装饰用结构填料具有不同的种类,包括铝片、聚酯、石英、玻璃微珠和着色聚合物颗粒等。

    结构铝填料与环氧树脂一起喷涂,并在高温下加热。颗粒尺寸接近0.2×0.2mm的面积,呈矩形或六角形,厚度约为11μm。该填料具有良好的抗紫外线能力,耐温达2300摄氏度。

    聚酯填料采用饱和型聚酯,可以象铝填料一样用环氧树脂进行涂覆,其颗粒结构与铝填料相近。耐温1700摄氏度,具有极好的亮度和抗紫外线能力。

    云母在也是合适的着色用结构填料,其选用的颗粒尺寸约为40~900μm,莫氏硬度为2~3。由于它表面光滑,对SMC成型模具表面磨损小,模具表面可不镀铬。

    装饰用石英采用外覆饱和聚酯树脂的晶体砂子,选用为粒径0.1~0.6mm和3.6~6.0mm单独使用或混合使用。石英具有耐化学性、耐刻划、耐压、耐磨(莫氏硬度为7)。由于其硬度较高,需要SMC成型模具耐磨性要好。

    玻璃微珠的使用已有很长时间,它是涂覆特殊粘接剂的玻璃珠,对SMC的流动性具有重要影响,它与着色树脂体系配合使用,可发现有趣的装饰结构。它具有极佳的耐磨性。

    结构填料可在传统SMC机组设备中使用,但是需要一个特殊的混合与配料技术。采用上述结构填料制得的SMC,除了可以达到某些神奇的表面装饰效果外,还具有极佳的物理与电性能,具有非常好的耐候性与颜色牢固性。