CN101125958A - 防静电bmc复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防静电BMC复合材料，它由以下重量份数的原材料制成：不饱和树脂60～80，低收缩添加剂20～40，引发剂1～2，脱模剂3～6，填料180～220，玻璃纤维40～80，导电碳黑2～6。按配方先将全部重量份数的不饱和树脂、低收缩添加剂、引发剂、脱模剂、导电碳黑和部分填料加入到高速分散设备内搅拌分散，转速为1000～1400转/分，搅拌分散时间6～8分钟；再把分散好的树脂糊放入捏合机中，再加入余下的填料进行捏合分散，捏合时间为15～20分钟，最后加入玻璃纤维，捏合时间为8～12分钟。该BMC复合材料彻底解决了制品表面静电积累的问题，其本身具有优秀的耐高温抗静电性能。

Description

防静电BMC复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种功能性树脂基复合材料及其制备方法，具体讲是一种防静电BMC复合材料及其制备方法。

背景技术

随着现代电子技术应用越来越广泛，电子元件也越来越微型化和复杂化，这就使得现代高技术产品如精密电子仪器、电子产品等根据相关使用场合要求高分子材料具有不同程度的导电性，即要求其表面具有抗静电的性能，特别是防爆产品的外壳及结构件如煤矿、油船、油田、粉尘及可燃气体等场合中使用的电器产品的外壳及结构件，人们对其材料耐高温抗静电等性能等方面的要求越来越高。而目前市场上的防静电材料以热塑性高分子防静电材料为主，但该热塑性高分子防静电材料却很难克服上述的制品表面静电积累的问题，更不能满足其对材料的耐高温抗静电等性能方面的很高的客观要求。热塑性高分子防静电材料使用温度低，在使用温度比较高的条件下热塑性高分子防静电材料就很难满足使用要求。从另一方面来说，因BMC复合材料具有优良的电气性能、机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性和对各种成型工艺的适应性等优点，所以，其应用领域广泛。但普通的BMC复合材料的模压成品的表面电阻一般≥10¹³Ω，若直接用于上述产品，同样存在制品表面静电积累的问题，也同样不能满足其对材料的耐高温抗静电等性能方面的很高的客观要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点，提供一种既保持普通的BMC复合材料原有的优点，又能彻底解决制品表面静电积累的问题，并能满足防爆等仪器、产品对材料的耐高温抗静电等性能方面的很高客观要求的防静电BMC复合材料。

本发明要解决的另一技术问题是，提供一种防静电BMC复合材料的制备方法。

本发明的技术解决方案是，利用BMC复合材料的可设计性，通过改变BMC复合材料填料的种类和含量主要是加入导电碳黑等，使制成品的体积电阻率为102～109Ω/cm。

本发明防静电BMC复合材料由以下重量份数的原材料制成：

不饱和树脂        60～80

低收缩添加剂      20～40

引发剂        1～2

脱模剂        3～6

填料          180～220

玻璃纤维      40～80

导电碳黑      2～6。

所述不饱和树脂优选邻苯树脂或间苯树脂。如可购买南京帝斯曼树脂有限公司的产品。

所述低收缩添加剂优选采用PVAc、PSt、PMMA、PE、PVC、SBS或LPA-A中的一种。如可购买江苏合力化工有限公司的产品。

所述引发剂优选TBPB或TBPB/TBPO复合引发剂。如可购买黄岩焦坑化学厂的产品。

所述填料优选采用氢氧化铝或/和碳酸钙。如可购买山东铝业有限公司的产品。

所述脱模剂优选采用硬脂酸锌或硬脂酸钙。如可购买杭州油脂化工有限公司的产品。

所述玻璃纤维优选采用3～24mm的无碱玻璃纤维短切纱。如可购买重庆国际复合材料有限公司的产品。

所述导电碳黑的性能参数优选为：

外观自由流动级、黑色粒状，

孔体积(DBP)310～345ml/100g，

水份＜0.5％wt，

挥发组份＜1.0％wt，

碘吸收量740～840mg/g，

灰份＜0.05％wt，

pH值8～10，

表观密度125～145kg/m3。

所述导电碳黑可购买广州市新稀冶金化工有限公司生产的具有上述性能参数的产品。

本发明的另一技术解决方案是，提供一种防静电BMC复合材料的制备方法：按配方先将全部重量份数的不饱和树脂、低收缩添加剂、引发剂、脱模剂、导电碳黑和部分(一般是一半至十分之六)填料加入到高速分散设备内搅拌分散，高速分散设备转速为1000～1400转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束为6～8分钟，得分散好的树脂糊；再把分散好的树脂糊放入捏合机中，再加入余下的(十分之四至一半)填料进行捏合分散，捏合时间为15～20分钟，最后加入玻璃纤维，捏合时间为8～12分钟，出料包装即可。

上述的高速分散设备可采用如上海现代环境工程机械制造有限公司生产的CFJ-10规格型号的高速分散机；上述的捏合机可采用如皋市通达机械制造有限公司生产的NH-500规格的BMC捏合机。

本发明防静电BMC复合材料及其制备方法与以上现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

本发明利用BMC复合材料的性能可设计特点，对BMC复合材料进行技术改进，降低材料表面电阻以达到防静电的要求。本发明最主要的特点是充分利用了碳黑的导电性需求有较大的选择余地、它的制成品的电阻值可在102～109Ω之间的宽广范围内变化、其导电性持久、稳定的优秀性能。以上配比的导电碳黑的加入使得本发明BMC复合材料表面电阻下降到防静电材料所需要的技术要求，而氢氧化铝或/和碳酸钙阻燃填料的应用使得防静电BMC复合材料有良好的阻燃效果，其本身具有优秀的耐高温抗静电性能。

本发明防静电BMC复合材料既保持了普通的BMC复合材料原有的优点：阻燃、热稳定性好、强度高、耐腐蚀、使用寿命长、生产效率高，又彻底解决了该BMC复合材料的制品表面静电积累的难点问题，其本身具有优秀的耐高温抗静电性能。为防爆电器的高速发展提供了具有优秀的抗静电耐高温性能且价格相对低的BMC复合材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不仅局限于以下实施例。

实施例1

按配方称取邻苯树脂80公斤、PVAc20公斤、TBPB 1公斤、硬脂酸锌4公斤、氢氧化铝180公斤、4mm的无碱玻璃纤维短切纱40公斤、导电碳黑2公斤；将称取好的邻苯树脂、PVAc、TBPB、硬脂酸锌、导电碳黑和100公斤氢氧化铝加入到高速分散机内搅拌分散，高速分散机的转速为1200转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束共8分钟，得分散好的树脂糊；把分散好的树脂糊放到BMC捏合机中，再加入余下的80公斤氢氧化铝进行捏合分散，捏合时间为15分钟，最后加入40公斤4mm无碱玻璃纤维短切纱，捏合时间为8分钟，出料包装即可。模压成型制品测试表面电阻108Ω，符合抗静电要求。

本实施例以及以下四个实施例中均采用以下性能参数的导电碳黑：外观自由流动级、黑色粒状，孔体积(DBP)310～345ml/100g，水分＜0.5％wt，挥发组份＜1.0％wt，碘吸收量740～840mg/g，灰份＜0.05％wt，pH值8～10，表观密度125～145kg/m3。

实施例2

按配方称取间苯树脂70公斤、PE30公斤、TBPB 1.5公斤、硬脂酸钙4公斤、碳酸钙200公斤、10mm的无碱玻璃纤维短切纱50公斤、导电碳黑3公斤；将称取好的间苯树脂、PE、TBPB、硬脂酸钙、导电炭黑和100公斤碳酸钙加入到高速分散机搅拌分散，高速分散机的转速为1200转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束共8分钟，得分散好的树脂糊；把分散好的树脂糊放到BMC捏合机中，再加入余下的100公斤碳酸钙进行捏合分散，捏合时间为15分钟，最后加入50公斤10mm无碱玻璃纤维短切纱，捏合时间为8分钟，出料包装即可。模压成型制品测试表面电阻107Ω，符合抗静电要求。

实施例3

按配方称取间苯树脂60公斤、LPA-A40公斤、TBPB 1.5公斤、硬脂酸锌6公斤、氢氧化铝220公斤、6mm的无碱玻璃纤维短切纱50公斤、导电炭黑4公斤；将称取好的间苯树脂、LPA-A、TBPB、硬脂酸锌、导电碳黑和120公斤氢氧化铝加入到高速分散机搅拌分散，高速分散机的转速为1200转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束共7分钟，得分散好的树脂糊；把分散好的树脂糊放到BMC捏合机中，再加入余下的100公斤氢氧化铝进行捏合分散，捏合时间为15分钟，最后加入50公斤6mm无碱玻璃纤维短切纱，捏合时间为8分钟，出料包装即可。模压成型制品测试表面电阻106Ω，符合抗静电要求。

实施例4

按配方称取邻苯树脂70公斤、PMMA 30公斤、TBPB/TBPO复合引发剂1.2公斤、硬脂酸锌5公斤、碳酸钙200公斤，6mm的无碱玻璃纤维短切纱45公斤，导电碳黑3公斤；将称取好的邻苯树脂、PMMA、TBPB/TBPO复合引发剂、硬脂酸锌、导电碳黑和碳酸钙100公斤加入到高速分散机搅拌分散，高速分散机转速1200转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束8分钟，得分散好的树脂糊；把分散好的树脂糊放到BMC捏合机中，再加入余下的100公斤碳酸钙进行捏合分散，捏合时间18分钟，最后加入无碱玻璃纤维短切纱45公斤，捏合时间8分钟，出料包装即可。模压成型制品测试表面电阻106Ω，符合抗静电要求。

实施例5

按配方称取间苯树脂65公斤、LPA-A 35公斤、TBPB 1公斤、硬脂酸锌5公斤、氢氧化铝140公斤、碳酸钙60公斤、6mm的无碱玻璃纤维短切纱40公斤，导电碳黑2.2公斤；将称取好的间苯树脂、LPA-A、TBPB、硬脂酸锌、导电碳黑和氢氧化铝100公斤加入到高速分散机搅拌分散，高速分散机转速1200转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束8分钟，得分散好的树脂糊；把分散好的树脂糊放到BMC捏合机中，再加入余下的40公斤氢氧化铝和碳酸钙60公斤进行捏合分散，捏合时间20分钟，最后加入40公斤无碱玻璃纤维短切纱，捏合时间10分钟，出料包装即可。模压成型制品测试表面电阻105Ω，符合抗静电要求。

Claims (9)

1.一种防静电BMC复合材料，其特征在于：它由以下重量份数的原材料制成：

不饱和树脂      60～80

低收缩添加剂    20～40

引发剂          1～2

脱模剂          3～6

填料            180～220

玻璃纤维        40～80

导电碳黑        2～6。

2.根据权利要求1所述的防静电BMC复合材料，其特征在于：所述不饱和树脂采用邻苯树脂或间苯树脂。

3.根据权利要求1所述的防静电BMC复合材料，其特征在于：所述低收缩添加剂采用PVAc、PSt、PMMA、PE、PVC、SBS或LPA-A中的一种。

4.根据权利要求1所述的防静电BMC复合材料，其特征在于：所述引发剂采用TBPB或TBPB/TBPO复合引发剂。

5.根据权利要求1所述的防静电BMC复合材料，其特征在于：所述脱模剂采用硬脂酸锌或硬脂酸钙。

6.根据权利要求1所述的防静电BMC复合材料，其特征在于：所述填料采用氢氧化铝或/和碳酸钙。

7.根据权利要求1所述的防静电BMC复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维采用3～24mm的无碱玻璃纤维短切纱。

8.根据权利要求1所述的防静电BMC复合材料，其特征在于：所述导电碳黑的性能参数为：

外观  自由流动级、黑色粒状，

孔体积(DBP)310～345ml/100g，

水份＜0.5％wt，

挥发组份＜1.0％wt，

碘吸收量740～840mg/g，

灰份＜0.05％wt，

pH值8～10，

表观密度125～145kg/m3。

9.一种防静电BMC复合材料的制备方法，其特征在于：按配方先将全部重量份数的不饱和树脂、低收缩添加剂、引发剂、脱模剂、导电碳黑和部分填料加入到高速分散设备内搅拌分散，高速分散设备转速为1000～1400转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束为6～8分钟，得分散好的树脂糊；再把分散好的树脂糊放入捏合机中，再加入余下的填料进行捏合分散，捏合时间为15～20分钟，最后加入玻璃纤维，捏合时间为8～12分钟，出料包装即可。