CN104017384A - 一种高压缩强度团状模塑料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压缩强度团状模塑料及其生产方法。所述BMC材料由乙烯基树脂、增强纤维、无机矿物填料、固化剂、增稠剂、脱模剂、碳纳米增强填料等组成。其特征在于用高刚度、不增加体系粘度的埃洛石纳米材料作为填充材料，通过填料的级配技术尽量实现碳纳米材料的高填充量，制备高压缩强度的BMC材料。可广泛的应用于汽车、建筑、电子、电器等要求高压缩强度的领域。

Description

一种高压缩强度团状模塑料及其生产方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及团状模塑料的生产加工技术。

背景技术

埃洛石与高岭土都是铝硅酸盐，同属高岭石族矿物，其化学组成相似，因此埃洛石也称变性高岭土。铝硅酸盐在地质环境作用下经过胶体形成，胶体迁移，胶体沉淀富集以及凝胶老化结晶等过程后，在风化淋滤或者氧化淋滤或者岩液侵蚀的作用下，逐渐演变成了埃洛石。埃洛石是一种高长径比的纳米颗粒，长度约为 500-1500nm，直径约为 30-50nm。埃洛石纳米管直接添加至聚合物中，可有效改变聚合物的结晶行为，物理性能，力学性能，热学性能。通过熔融共混、机械共混等方式，埃洛石纳米填料加入聚合物中作为成核剂，提高了复合材料的整体结晶速率以及非等温结晶温度，促进 α-晶体的生长。在橡胶基-埃洛石纳米

管复合材料中，埃洛石纳米填料均匀分散其中，通过两者间的界面以及埃洛石纳米填料间的相互作用，以及埃洛石纳米填料形成的锯齿形结构，使得复合材料的热学、力学性能均得到了提高，同时也提高了埃洛石纳米填料的添加量。

团状模塑料具有优良的电气性能、机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性可满足各种产品对性能的要求，应用范围相对广泛。然而对于一些要求高压缩强度的场所，BMC材料制品的压缩强度相对陶瓷仍有一定的劣势，因此高压缩强度BMC的研发和制备成为重要的研究课题。从而实现BMC材料的轻量化、高强度的特点。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供了一种高压缩强度团状模塑料及其生产方法，通过不同粒径填料的级配技术，实现填料的高填充量，且不增加体系的粘度，以此制备高压缩强度的BMC材料。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种高压缩强度团状模塑料，由以下重量份的原料组成，并经过聚合反应得到，其中：

乙烯基树脂         60～80份；

低收缩剂           10～40份；

固化剂             1～2份；

脱模剂             2～5份；

碳酸钙晶须         30～80份；

偶联剂             2～5份；

无机填料           100～250份；

埃洛石奈米填料     10～70份；

玻璃纤维           50～150份。

所述低收缩剂为PVAc、PSt、PMMA、PE、PVC中的一种或几种。

所述固化剂为TBPB与TBPO复合引发体系。

所述脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。

所述偶联剂为苯乙烯基氨基官能团硅烷偶联剂。

所述玻璃纤维是3-24mm的无碱玻璃纤维。

所述无机填料为氢氧化铝或碳酸钙。

本发明另一目的是提供了一种上述团状模塑料的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、埃洛石纳米填料预处理：埃洛石纳米填料粉末经过120目筛筛选后，利用去离子水和乙醇的混合液进行洗涤，然后将过滤得到的滤饼在40±5℃温度下真空干燥至恒重，最后研磨成粉末备用；

步骤二、树脂糊的制备：先将乙烯基树脂、低收缩剂分别倒入容器搅拌均匀后，加入固化剂并搅匀，随后加入氧化镁继续搅匀得到树脂糊；

步骤三、在捏合机中加入无机填料、脱模剂和碳酸钙晶须进行捏合，然后倒入步骤二得到的树脂糊捏合5分钟以上，再加入玻璃纤维继续捏合均匀，最后加入步骤一处理好的埃洛石纳米填料进行捏合；

步骤四、最后，将步骤三捏合得到料团通过挤出机挤成小圆柱料或丸状块，并密封包装在30±2℃下保存24小时以上，完成。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过不同粒径填料的级配技术埃洛石纳米填料，实现填料的高填充量，且不增加体系的粘度，以此制备高压缩强度的BMC材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

填料在堆彻的过程中, 体系之间存在大量的空隙,将较细的颗粒加到这些空隙中, 体系总体积不变, 而较细的颗粒之间仍然存在空隙, 这些间隙再被更细的颗粒填充, 颗粒越来越细, 直至颗粒无穷小, 体系的总体积等于填料的真实体积, 这种堆彻相当于数学上的几何级数, 最终堆彻体积决定了颗粒分布及最终剩下的空隙体积。通过不同粒径填料的级配技术，实现填料的高填充量，且不增加体系的粘度，以此制备高压缩强度的BMC材料。

实施例

一种高压缩强度团状模塑料（BMC），该团状模塑料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：

乙烯基树脂                65份；

PVAc/St共聚物             10～40份；

TBPB                       1份

TBPO                       0.5份

硬脂酸锌                   4份

埃洛石碳纳米填料           60份

碳酸钙晶须                 40份

苯乙烯基氨基官能团硅烷     2.5份

碳酸钙                     200份

氧化镁                      0.2份

氧化镁12nm玻璃纤维         50份。

制备步骤如下：

l、埃洛石纳米填料的预处理：埃洛石纳米填料粉末过 120 目筛筛选，使用去离子水、乙醇混合液（液比为 8:2）进行洗涤，然后使用真空水力循环泵抽滤，揭下滤饼并在 40℃下真空干燥至恒重。最后研磨成粉末备用。

2、树脂糊的制备：先把乙烯基树脂、PVAc/St共聚物分别倒入不锈钢容器中，打开高速分散机设定转速至 1200转/ 分钟，搅拌两分钟；加入若干份的TBPB和TBPO，在1200转/ 分钟的转速中转8 分钟，然后加入氧化镁继续搅拌 1 分钟。 

3、捏合：

.在捏合机中加入碳酸钙、硬脂酸锌、碳酸钙晶须，合上捏合机盖，捏合辊转速打至快速，捏合5 分钟后倒入步骤2混合好的树脂糊，在快速转速中捏合 6 分钟，然后加入玻璃纤维，捏合机转速打至慢速，捏合 9 分钟。

.将混有玻璃纤维的树脂糊与处理好的埃洛石纳米填料进行捏合。

4、将浸渍纤维的料团进一步用挤出机挤成小圆柱条料或丸状块，并用易剥离的聚乙烯(PE)薄膜密封包装，于32℃干燥的环境下存放24小时即得到高压缩强度的BMC预混料。

5、制品模压成型使用100t压机，模具为12.7mm×12.7mm×27.4mm带控温装置的平板模具。模压工艺为模具升温110℃加料，合模加压2.5MPa，合模速度为30mm/min。经保压90s后开模取出成型样块，自然冷却室温。压制的标准样块进行力学性能测试：压缩强度180MPa。

 

对比例

    一种团状模塑料（BMC），该团状模塑料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：

乙烯基树脂                65份；

PVAc/St共聚物             30份；

TBPB                       1份

TBPO                       0.5份

硬脂酸锌                   4份

碳酸钙晶须                 40份

苯乙烯基氨基官能团硅烷     2.5份

碳酸钙                     200份

氧化镁                     0.2份

氧化镁12nm玻璃纤维        50份。

聚合反应具体如下：将称取好的乙烯基树脂、PVAc/St共聚物、TBPB、TBPO、硬脂酸锌加入到高速分散机搅拌分散，高速搅拌机转速1200转/分，搅拌分散时间从材料加入到结束7分钟；然后加入氧化镁继续搅拌 1 分钟；把碳酸钙与碳酸钙晶须导入BMC捏合机中，再把分散好的树脂糊倒入BMC捏合机中，捏合10分钟，称好玻璃纤维分两次倒入，捏合8分钟，出料包装即可。压制标准样块进行力学性能测试：压缩强度100MPa。

通过与对比实施例比较可知：本发明通过利用埃洛石纳米填料添加到SMC材料的制备过程中，起到了显著增加BMC材料压缩强度的目的。

Claims (8)

1.一种高压缩强度团状模塑料，其特征在于：由以下重量份的原料组成，并经过聚合反应得到，其中：

乙烯基树脂         60～80份；

低收缩剂           10～40份；

固化剂             1～2份；

脱模剂             2～5份；

碳酸钙晶须         30～80份；

偶联剂             2～5份；

无机填料           100～250份；

埃洛石奈米填料     10～70份；

玻璃纤维           50～150份。

2.根据权利要求1所述高压缩强度团状模塑料，其特征在于：所述低收缩剂为PVAc、PSt、PMMA、PE、PVC中的一种或几种。

3.据权利要求1所述高压缩强度团状模塑料，其特征在于：所述固化剂为TBPB与TBPO复合引发体系。

4.根据权利要求1所述高压缩强度团状模塑料，其特征在于：所述脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。

5.根据权利要求1所述高压缩强度团状模塑料，其特征在于：所述偶联剂为苯乙烯基氨基官能团硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1所述高压缩强度团状模塑料，其特征在于：所述玻璃纤维是3-24mm的无碱玻璃纤维。

7.根据权利要求1所述高压缩强度团状模塑料，其特征在于：所述无机填料为氢氧化铝或碳酸钙。

8.一种权利要求1～8任一所述团状模塑料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、埃洛石纳米填料预处理：埃洛石纳米填料粉末经过120目筛筛选后，利用去离子水和乙醇的混合液进行洗涤，然后将过滤得到的滤饼在40±5℃温度下真空干燥至恒重，最后研磨成粉末备用；

步骤二、树脂糊的制备：先将乙烯基树脂、低收缩剂分别倒入容器搅拌均匀后，加入固化剂并搅匀，随后加入氧化镁继续搅匀得到树脂糊；

步骤三、在捏合机中加入无机填料、脱模剂和碳酸钙晶须进行捏合，然后倒入步骤二得到的树脂糊捏合5分钟以上，再加入玻璃纤维继续捏合均匀，最后加入步骤一处理好的埃洛石纳米填料进行捏合；

步骤四、最后，将步骤三捏合得到料团通过挤出机挤成小圆柱料或丸状块，并密封包装在30±2℃下保存24小时以上，完成。