一种防静电BMC复合材料及其制备方法和应用与流程

专利检索2026-02-01  2


本发明属于复合材料,具体涉及一种防静电bmc复合材料及其制备方法和应用。


背景技术:

1、bmc是英文bulk molding compound的字首缩写,中文名称为团状模塑料。bmc是一种半干法制造玻璃纤维增强热固性制品的模压中间材料,由不饱和聚酯树脂、低收缩/低轮廓添加剂、引发剂、内脱模剂、矿物填料等预先混合成糊状,再加入增稠剂、着色剂等,与不同长度的玻璃纤维,在专用的料釜中进行搅拌,进行增稠过程,最终形成团状的中间体材料,可用于进行模压和注塑。bmc材料具有优异的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性,而且具有自身较高的成型能力,因此,广泛应用于汽车、电子电器、建筑、军工航空等各领域的制造过程中。

2、但是bmc材料为高绝缘材料,材料表面容易产生高的静电电压,静电放电过程中会产生高强度的瞬时电压和电流,造成产品损坏;尤其是在电子电器领域中,对bmc材料的防静电性能具有较高的要求。例如家用电器的接线盒内部装有集成电路,有些接线盒就采用bmc材质,对于防静电性能差的bmc材料,在静电放电过程中产生的电压和电流,足以熔化半导体芯片的内部电路或者将绝缘层击穿,导致集成电路损坏。

3、因此,开发一种防静电,导电性能好的bmc材料,是本领域亟待解决的问题。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种防静电bmc复合材料及其制备方法和应用。所述bmc复合材料解决了现有技术中bmc材料容易产生高静电,导致产品损坏的问题;具有优异的防静电性能和高导电性能。

2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

3、第一方面,本发明提供一种防静电bmc复合材料,以质量百分含量计,所述防静电bmc复合材料包括不饱和聚酯树脂12~25%(例如可以为12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%等)、填料15~30%(例如可以为15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%等)、第一导电材料0.2~0.7%(例如可以为0.2%、0.22%、0.24%、0.26%、0.28%、0.3%、0.32%、0.34%、0.36%、0.38%、0.4%、0.42%、0.44%、0.46%、0.48%、0.5%、0.52%、0.54%、0.56%、0.58%、0.6%、0.62%、0.64%、0.66%、0.68%、0.7%等)、第二导电材料15~30%(例如可以为15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%等)、玻璃纤维15~25%(例如可以为15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%等)和固化剂0.1~0.4%(例如可以为0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%等);所述第一导电材料包括石墨烯纳米管和/或石墨烯纤维;所述第二导电材料包括石墨粉和/或铜粉。

4、本发明中,通过加入第一导电材料,利用第一导电材料的高导电性能,提升bmc材料的导电性能;由于注塑后第一导电材料是按照流动方向分布,导致沿轴向(注塑流动方向)具有高导电性能,但是径向(垂直于流动方向)导电缺少导电通道,导电性差的问题;因此,通过第一导电材料和第二导电材料复配,使第二导电材料在第一导电材料之间搭建高效导电通道,提高了材料流动垂直方向的高导电性能,提高了材料导电性能的均匀性,得到优异的防静电性能和高导电性能的bmc复合材料。

5、优选地,所述第二导电填料与第一导电填料的质量比为(45~75):1,其中,(45~75)中的具体取值例如可以为45、45.5、46、46.5、47、47.5、48、48.5、49、49.5、50、51、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、75等;进一步优选为(45~50):1。

6、本发明中,所述第一导电材料与第二导电材料以特定含量复配,导电性能以及防静电效果更优,且成本低。

7、优选地,本发明中,导电材料包括石墨烯纳米管和石墨粉的组合、石墨烯纳米管和铜粉的组合、石墨烯纤维和石墨粉的组合或石墨烯纤维和铜粉的组合中的至少一种。

8、优选地,所述石墨烯纳米管的直径为1~20nm,例如可以为2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm等;长度为5~30μm,例如可以为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm等。

9、优选地,所述石墨烯纤维的直径为1~4μm,例如可以为1μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm等;长度为200~1000μm,例如可以为200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm等。

10、优选地,所述石墨烯纳米管包括多壁石墨烯纳米管。

11、优选地,所述第二导电材料的目数为1600~2000目,例如可以为1600目、1700目、1800目、1900目、2000目等。

12、优选地,所述填料包括碳酸钙和/或氢氧化铝。

13、优选地,所述玻璃纤维的直径为6~20μm,例如可以为6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm等;长度为5~10mm,例如可以为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等。

14、优选地,所述固化剂包括过氧化二苯甲酰和/或过氧化苯甲酸叔丁酯。

15、优选地,以质量百分含量计,所述防静电bmc复合材料还包括低收缩剂6~11%(例如可以为6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%等)、脱模剂1~1.5%(例如可以为1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%等)和分散剂1~2%(例如可以为1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等);

16、优选地,所述低收缩剂包括苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯或聚氯乙烯中的至少一种。

17、优选地,所述脱模剂包括硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸镁中的至少一种。

18、优选地,所述分散剂包括聚氨酯类分散剂。

19、本发明中,所述分散剂包括但不限于毕克byk-w972。

20、第二方面,本发明提供一种根据第一方面所述的防静电bmc复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:

21、将不饱和聚酯树脂、填料、第一导电材料、第二导电材料、玻璃纤维和固化剂混合,得到所述防静电bmc复合材料。

22、优选地,所述混合的物料还包括低收缩剂、脱模剂和分散剂。

23、优选地,所述混合的设备包括捏合机。

24、优选地,所述混合的时间为30~45min,例如可以为30min、35min、40min、45min等。

25、优选地,所述混合包括将不饱和聚酯树脂、配方量25~35%的填料、第一导电材料、第二导电材料、配方量25~35%的玻璃纤维、固化剂以及任选的低收缩剂、脱模剂和分散剂混合均匀,然后加入剩余填料和玻璃纤维继续混合30~45min,得到所述防静电bmc复合材料。

26、第三方面,本发明提供一种根据第一方面所述的防静电bmc复合材料在汽车材料、建筑材料、电子电器、军工航空材料中的应用。

27、本发明中,所述汽车材料包括但不限于车身、车顶、前端和内饰等部件;所述建筑材料包括但不限于地下排水板、薄板外墙挂板、广告板、人行天桥、外墙板等;所述电子电器包括防爆产品的外壳、电器用接线盒、电气灭弧罩、煤矿用电话机壳体、断路器外壳、绝缘子、电缆支架等;所述军工航空材料包括但不限于飞机罩等。

28、本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值,还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

29、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

30、本发明提供的防静电bmc复合材料,通过第一导电材料和第二导电材料以特定含量复配,能够有效提高bmc材料的防静电性能,使得所述bmc材料具有较低的摩擦电压和电阻率,避免了因bmc材料易产生静电导致的产品损坏的问题。


技术特征:

1.一种防静电bmc复合材料,其特征在于,以质量百分含量计,所述防静电bmc复合材料包括不饱和聚酯树脂12~25%、填料15~30%、第一导电材料0.2~0.7%、第二导电材料15~30%、玻璃纤维15~25%和固化剂0.1~0.4%;

2.根据权利要求1所述的防静电bmc复合材料,其特征在于,所述第二导电填料与第一导电填料的质量比为(45~75):1,进一步优选为(45~50):1。

3.根据权利要求1或2所述的防静电bmc复合材料,其特征在于,所述石墨烯纳米管的直径为1~20nm,长度为5~30μm;

4.根据权利要求1~3任一项所述的防静电bmc复合材料,其特征在于,所述第二导电材料的目数为1600~2000目。

5.根据权利要求1~4任一项所述的防静电bmc复合材料,其特征在于,所述填料包括碳酸钙和/或氢氧化铝;

6.根据权利要求1~5任一项所述的防静电bmc复合材料,其特征在于,以质量百分含量计,所述防静电bmc复合材料还包括低收缩剂6~11%、脱模剂1~1.5%和分散剂1~2%;

7.一种根据权利要求1~6任一项所述的防静电bmc复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述混合的物料还包括低收缩剂、脱模剂和分散剂;

9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,所述混合包括将不饱和聚酯树脂、配方量25~35%的填料、第一导电材料、第二导电材料、配方量25~35%的玻璃纤维、固化剂以及任选的低收缩剂、脱模剂和分散剂混合均匀,然后加入剩余填料和玻璃纤维混合30~45min,得到所述防静电bmc复合材料。

10.一种根据权利要求1~6任一项所述的防静电bmc复合材料在汽车材料、建筑材料、电子电器、军工航空材料中的应用。


技术总结
本发明提供了一种防静电BMC复合材料及其制备方法和应用。以质量百分含量计,所述防静电BMC复合材料包括不饱和聚酯树脂12~25%、填料15~30%、第一导电材料0.2~0.7%、第二导电材料15~30%、玻璃纤维15~25%和固化剂0.1~0.4%;所述第一导电材料包括石墨烯纳米管和/或石墨烯纤维;所述第二导电材料包括石墨粉和/或铜粉。本发明中,所述防静电BMC复合材料,通过第一导电材料和第二导电材料以特定含量复配,能够有效提高BMC材料的防静电性能,使得所述BMC材料具有较低的摩擦电压和电阻,避免了因BMC材料易产生静电导致的产品损坏的问题。

技术研发人员:任富佳,余冰波,余小华,田梦涛,李果,赖绍兴
受保护的技术使用者:杭州老板电器股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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