TBPB在SMC材料壓模中的應用案例研究報告

一、引言

片狀模塑料（Sheet Molding Compound, SMC）是一種由不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維、填料及添加劑組成的高性能復合材料，廣泛應用于汽車、軌道交通、電子設備等領域。其壓模成型工藝中，引發劑的選擇直接決定固化效率、制品性能和環保合規性。過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）作為一種中高溫自由基引發劑，憑借其獨特的分解特性與清潔反應路徑，逐漸成為SMC領域的關鍵助劑。本報告通過具體案例分析TBPB在SMC壓模中的實際應用場景及其技術優勢。

二、TBPB的作用機理

TBPB在100–140℃溫度范圍內分解，生成高活性自由基，觸發不飽和聚酯樹脂與單體（如苯乙烯）的交聯反應。其優勢包括：

溫度適配性?：與SMC壓模工藝溫度（120–150℃）完美匹配；

抗預反應性?：常溫下穩定，避免加工前的意外凝膠化；

無毒性殘留?：分解產物為苯甲酸和二氧化碳，符合食品接觸標準。

三、具體應用案例

案例1：新能源汽車電池殼體制造?

背景?：某車企需量產輕量化電池包殼體，要求材料彎曲強度≥200MPa，且成型周期≤5分鐘。

工藝優化?：

配方設計?：樹脂體系含30%玻璃纖維、10%碳酸鈣填料，TBPB添加量0.3%（質量比）；

壓模參數?：模具溫度135℃、壓力15MPa、保壓時間4分鐘；

性能結果?：

彎曲強度達235MPa（ASTM D790），較傳統體系提升18%；

表面光澤度85GU（ASTM D523），滿足A級外觀要求；

VOC排放降低60%，通過GB/T 檢測。

技術亮點?：TBPB的高效引發使樹脂在高溫下快速交聯，避免纖維分布不均導致的強度缺陷。

案例2：高速列車座椅骨架生產?

背景?：某軌道交通設備商需阻燃、低煙密度的SMC部件，符合EN 45545-2標準。

解決方案?：

配方調整?：添加氫氧化鋁阻燃劑（25%）、TBPB 0.25%；

工藝控制?：模具溫度140℃分段加熱（先120℃預熱2分鐘，再升至140℃固化3分鐘）；

性能驗證?：

極限氧指數（LOI）32%（GB/T 2406），達到UL94 V-0級；

煙密度（Ds max）85（ASTM E662），低于標準限值；

耐疲勞性提升，動態載荷測試壽命超50萬次。

技術突破?：TBPB的分解溫度避免阻燃劑在高溫下分解失效，保持樹脂-填料界面強度。

案例3：5G基站天線罩成型?

背景?：某通信設備廠商需低介電損耗（Dk