CN110760036B - 接线板用的bmc材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种接线板用的BMC材料，包括树脂、低收缩剂、固化剂、脱模剂、阻聚剂、填料和玻璃纤维。采用本发明的BMC材料制作空调接线板材料，可以降低材料成本，提高接线板强度，防止在运输过程中碎裂，并且采用模压工艺制作接线板适合小批、异性件等不同新品开发。

Description

接线板用的BMC材料及其制备方法
技术领域
本发明属于团状模塑料(BMC)材料技术领域，具体涉及一种接线板用的BMC材料及其制备方法。
背景技术
目前空调内、外机接线板，都采用PBT或者蜜胺材料进行制作，PBT长期耐高温性能差，容易老化且在极恶劣的环境中易短路打火等缺陷，使用蜜胺材料其颜色比较单调，由于其蜜胺原材料增强材料采用粉末玻纤，因此强度方面不是非常优良，蜜胺是由三聚氰胺和甲醛水溶液在特定条件下合成的高分子聚合物，在生产过程中会释放甲醛等有害气体。
综合考虑接线板对耐温性能，绝缘性能，机械性能方面有较高要求，需要对BMC复合材料进行配方设计，以达到替代蜜胺接线板要求。
发明内容
空调电器盒部件中接线板是非常重要的部件，其主要为整机正常运行提供电源枢纽，通过该接线板实现外部电源与空调内外机使用电源进行转化。本发明主要针对现有技术中存在的以下几方面的问题：使用蜜胺材料强度差、成本高；生产蜜胺过程中易产生甲醛等有害物质；蜜胺在生产过程中温度较高、耗能大；蜜胺材料只能采用注塑机进行生产。本发明的发明人采用BMC材料有效地解决的上述技术问题，BMC材料可以降低成本，且BMC材料无毒、生产能耗较低，采用模压及注塑方式都可以进行生产。
本发明首次提出在家电空调领域采用BMC复合材料制作空调接线板材料，提供了一种BMC材料接线板配方比例及团料成型方法，并且采用搭配不同长度短玻纤，提高接线板强度，降低材料成本。
在第一方面，本发明提供了一种接线板用的BMC材料，包括树脂、低收缩剂、固化剂、脱模剂、填料和玻璃纤维。
根据本发明的一些实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，树脂占比为10-20％，低收缩剂占比为5-15％，固化剂占比为0.1-1％，脱模剂占比为0.5-2％，填料占比为50-90％，玻璃纤维占比为5-20％。
根据本发明的优选实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，树脂占比为10-15％，低收缩剂占比为5-10％，固化剂占比为0.1-0.5％，脱模剂占比为1-1.5％，填料占比为60-80％，玻璃纤维占比为5-15％。
根据本发明的一些实施方式，所述BMC材料还包括阻聚剂、分散剂和颜料中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，所述阻聚剂占比为0.05-0.2％。
根据本发明的优选实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，所述阻聚剂占比为0.05-0.1％。
根据本发明的一些实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，所述分散剂的占比为0.1-1％。
根据本发明的优选实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，所述分散剂的占比为0.7-1％。
根据本发明的一些实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，所述颜料的占比为0.1-10。
根据本发明的优选实施方式，以所述BMC材料的总重量为100％计，所述颜料的占比为0.5-5％。
根据本发明的一些实施方式，所述树脂包括选自不饱和聚酯树脂和环氧树脂中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述树脂选自邻苯树脂、间苯树脂和苯乙烯树脂中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述低收缩剂选自饱和聚酯型低收缩剂、聚苯乙烯和聚醋酸乙烯酯中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述固化剂选自高温固化剂、中温固化剂和低温固化剂中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述固化剂选自高温固化剂和中温固化剂复配的固化剂。
根据本发明的一些实施方式，所述脱模剂选自硬脂酸锌和/或液体脱模剂。
根据本发明的一些实施方式，所述阻聚剂选自对苯二酚。
根据本发明的一些实施方式，所述填料选自钙粉和铝粉中的至少一种。由于接线板要求VO等级阻燃，因此不能单独使用碳酸钙，铝粉是阻燃的原材料，但全部使用铝粉会造成成本增高。
根据本发明的优选实施方式，所述填料包括钙粉和铝粉。
根据本发明的优选实施方式，铝粉占填料总比例的50％以上，优选60％以上。此时，所制备的接线板可达到VO等级阻燃。
根据本发明的优选实施方式，所述铝粉包括不同粒径的钙粉和/或铝粉。
根据本发明的一些实施例，所述钙粉的粒径可以为400目、600目或800目。
根据本发明的一些实施方式，所述玻璃纤维为短玻纤。本发明中的短玻纤是指长度小于6mm的玻璃纤维。
根据本发明的一些实施方式，所述玻璃纤维包括至少两种不同长度的短玻纤。
根据本发明的优选实施方式，所述玻璃纤维的长度可以为2mm、3mm、4mm或4.5mm。
根据本发明的一个实施例，所述玻璃纤维包括长度为2mm和4mm的玻璃纤维，其质量比为1：2。
根据本发明的一些实施方式，所述颜料为黑色颜料。
根据本发明的优选实施方式，所述颜料为炭黑。
在第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的BMC材料的制备方法，其包括：
步骤A：制备第一混合物和第二混合物，其中所述第一混合物包含树脂、低收缩剂以及任选地阻聚剂和分散剂，所述第二混合物包含一部分填料；
步骤B：将所述第一混合物与第二混合物混合，得到第三混合物；
步骤C：将第三混合物与剩余部分填料进行混合，得到第四混合物；
步骤D：将第四混合物与玻璃纤维进行混合，得到所述BMC材料；
其中，所述第一混合物和/或所述第二混合物中还含有脱模剂，所述第一混合物和/或所述第四混合物中还含有固化剂。
根据本发明的一些实施方式，步骤A中，所述一部分填料占总填料的40-60％
根据本发明的一些实施方式，制备第一混合物包括将树脂、低收缩剂以及任选的阻聚剂和分散剂和任选的脱模剂、固化剂进行混合，混合的时间为5-20min；优选为10-15min。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤C中的混合时间为10-20min。
根据本发明的优选实施方式，所述步骤C中的混合时间为13-17min。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤D中的混合时间为5-15min。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤D中的混合时间为6-10min。
在第三方面，本发明提供了一种根据第一方面所述的BMC材料或根据第二方面所述的制备方法得到的BMC材料在家电领域尤其是在空调领域的应用。
在第四方面，本发明提供了一种接线板，其原料包括根据第一方面所述的BMC材料或根据第二方面所述的制备方法得到的BMC材料。
在第五方面，本发明提供了一种接线板的制备方法，其包括将根据第一方面所述的BMC材料或根据第二方面所述的制备方法得到的BMC材料采用模压或注塑的方式成型。
根据本发明的一些实施方式，所述模压的条件为：模具温度为100-150℃，优选为120-140℃；锁模的时间为10-20s，固化的时间为100-140s。
根据本发明的一些实施方式，所述注塑的条件为：温度为100-150℃，优选为120-140℃，时间为20-30s，固化的时间为100-140s。
本发明取得的有益的技术效果主要包括：
1、采用BMC复合材料制作空调接线板材料，降低材料成本；
2、提高接线板强度，防止在运输过程中碎裂；
3、可以采用模压工艺进行制作，适合小批、异性件等不同新品开发。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明做进一步地说明，但应理解，本发明的范围并不限于此。
以下实施例中，所用的原料如下所示：
不饱和聚酯树脂2813(邻苯或者间苯不饱和聚酯+苯乙烯)；
低收缩剂：2046(饱和聚酯+苯乙烯)，购自长兴化工；
复合固化剂：TBPB/TBPO(过氧化苯甲酸叔丁酯/过氧化-2-已基己酸叔丁酯)，购自阿克苏；
阻聚剂：对苯二酚；
分散剂：BYK-W-996，购自毕克化学；
苯乙烯抑制剂：BYK-S-740，购自毕克化学；
脱模剂：硬脂酸锌；
填料：铝粉(氢氧化铝)和钙粉(碳酸钙)；
颜料：炭黑。
实施例1
(1)一种BMC复合材料空调接线板配方，其材料重量百分比为：
不饱和聚酯树脂2813占比11-15％，
低收缩剂2046占比7-9％，
复合固化剂TBPB/TBPO：0.3-0.5％
阻聚剂：0.1％
分散剂：0.1％
脱模剂：1-1.5％，
填料(铝粉+钙粉)：60-70％，
颜料(黑色)：1-4％；
短玻纤：2mm：4mm＝1:2；7-12％。
(2)接线板BMC材料制作方法
首先将树脂、固化剂、脱模剂、阻聚剂和分散剂进行高速分散，使其分散10-15min，同时将1/2填料放入到捏合机进行搅拌，
其次待树脂糊搅拌均匀后，将树脂糊倒入捏合机中进行液体与填料粉料搅拌，待搅拌成糊状时，再倒入另一半的填料进行搅拌约15min，最后倒入短玻纤进行混合6-10min，即团料制作完成。
(3)接线板制作方法
采用模压、或者注塑的方式都可以进行成型，一模4腔/8腔，采用模压：控制模具温度为120-130℃，固化时间为：120s。其测试性能如下表1所示。
表1
1 流动性 mm 700-900
2 模塑收缩率 ％ 0.10
3 弯曲强度 MPa 60
13 阻燃性 级 VO
实施例2
(1)一种BMC复合材料空调接线板配方，其材料重量百分比为：
不饱和聚酯树脂2813占比11-13％，
低收缩剂2046占比7-10％，
苯乙烯抑制剂：1％
分散剂：0.7-1％
复合固化剂TBPB/TBPO：0.3-0.5％
阻聚剂：0.1％
脱模剂：1-1.5％，
填料铝粉：40-50％，
填料钙粉400目：15％
填料钙粉800目：10-15％
颜料(炭黑)：2-4％
短玻纤：3mm：4.5mm＝1:1，6-10％。
(2)接线板BMC材料制作方法：
首先将树脂、阻聚剂、分散剂等进行高速分散，使其分散10-15min,同时将1/2填料、脱模剂等放入到捏合机进行搅拌。
其次待树脂糊搅拌均匀后，将树脂糊倒入捏合机中进行液体与粉料搅拌，待搅拌成糊状时，再倒入另一半的填料进行搅拌约15min，之后加入固化剂(防止固化剂在前期搅拌过程中发生热分解，降低其活性)，最后倒入短玻纤进行混合6-10min，即团料制作完成。
(3)接线板制作方法
采用模压、或者注塑的方式都可以进行成型，采用模压：控制模具温度为130-140，固化时间为：120s。其测试性能如下表2所示。
表2
1 流动性 mm 600-800
2 模塑收缩率 ％ 0.06
3 弯曲强度 MPa 80
13 阻燃性 级 VO
实施例3
(1)一种BMC复合材料空调接线板配方，其材料重量百分比为：
不饱和聚酯树脂2813占比12％，
低收缩剂2046占比9％，
复合固化剂TBPB/TBPO：1.5％
阻聚剂：0.1％
脱模剂：1.5％，
填料(铝粉+钙粉)：63％，其中氢氧化铝42％，碳酸钙21％
颜料(黑色)：3％；
短玻纤2mm+4mm：9.9％。
按照与实施例1相同的方式制备接线板。其测试性能如下表3所示。
表3
1 流动性 mm 780
2 模塑收缩率 ％ 0.08
3 弯曲强度 MPa 65Mpa
13 阻燃性 级 V0
实施例4
(1)一种BMC复合材料空调接线板配方，其材料重量百分比为：
不饱和聚酯树脂2813占比12％，
低收缩剂2046占比9％，
复合固化剂TBPB/TBPO：1.5％
阻聚剂：0.1％
脱模剂：1.5％，
填料(铝粉+钙粉)：63％，其中氢氧化铝42％，碳酸钙21％
颜料(黑色)：3％；
短玻纤2mm：9.9％。
按照与实施例1相同的方式制备接线板。其测试性能如下表4所示。
表4
1 流动性 mm 780
2 模塑收缩率 ％ 0.08
3 弯曲强度 MPa 48Mpa
13 阻燃性 级 V0
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不对本发明构成任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性的词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可以扩展至其它所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (15)

1.一种空调接线板用的BMC材料，包括树脂、低收缩剂、固化剂、脱模剂、填料和玻璃纤维；
以所述BMC材料的总重量为100%计，树脂占比为10-20%，低收缩剂占比为5-15%，固化剂占比为0.1-1%，脱模剂占比为0.5-2%，填料占比为60-80%，玻璃纤维占比为5-20%；
其中，所述树脂为不饱和聚酯树脂；所述填料包括钙粉和铝粉，铝粉占所述填料总比例的50％以上；所述玻璃纤维包括长度为2mm和4mm的玻璃纤维，其质量比为1：2，所述低收缩剂选自饱和聚酯型低收缩剂和聚醋酸乙烯酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的BMC材料，其特征在于，以所述BMC材料的总重量为100%计，树脂占比为10-15%，低收缩剂占比为5-10%，固化剂占比为0.1-0.5%，脱模剂占比为1-1.5%，填料占比为60-80%，玻璃纤维占比为5-15%。
3.根据权利要求1或2所述的BMC材料，其特征在于，所述BMC材料还包括阻聚剂、颜料和分散剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的BMC材料，其特征在于，以所述BMC材料的总重量为100%计，所述阻聚剂占比为0.05-0.2%；和/或所述分散剂的占比为0.1-1%；和/或所述颜料的占比为0.1-10%。
5.根据权利要求4所述的BMC材料，其特征在于，以所述BMC材料的总重量为100%计，所述阻聚剂占比为0.05-0.1%；和/或所述分散剂的占比为0.7-1%；和/或所述颜料的占比为0.5-5%。
6.根据权利要求1或2所述的BMC材料，其特征在于，所述固化剂选自高温固化剂、中温固化剂和低温固化剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的BMC材料，其特征在于，所述固化剂选自高温固化剂和中温固化剂。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的BMC材料的制备方法，其包括：
步骤A：制备第一混合物和第二混合物，其中所述第一混合物包含树脂、低收缩剂以及任选地阻聚剂和分散剂，所述第二混合物包含一部分填料；所述一部分填料占总填料的40-60%；
步骤B：将所述第一混合物与第二混合物混合，得到第三混合物；
步骤C：将第三混合物与剩余填料进行混合，得到第四混合物；
步骤D：将第四混合物与玻璃纤维进行混合，得到所述BMC材料；
其中，所述第一混合物和/或所述第二混合物中还含有脱模剂，所述第一混合物和/或所述第四混合物中还含有固化剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，制备第一混合物包括将树脂、低收缩剂以及任选的阻聚剂和分散剂和任选的脱模剂、固化剂进行混合，混合的时间为5-20min；和/或所述步骤C中的混合时间为10-20min；和/或所述步骤D中的混合时间为5-15min。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，制备第一混合物包括将树脂、低收缩剂以及任选的阻聚剂和分散剂和任选的脱模剂、固化剂进行混合，混合的时间为10-15min；和/或所述步骤C中的混合时间为13-17min；和/或所述步骤D中的混合时间为6-10min。
11.一种根据权利要求1-7中任一项所述的BMC材料或根据权利要求8-10中任一项所述的制备方法得到的BMC材料在空调领域的应用。
12.一种接线板，其原料包括根据权利要求1-7中任一项所述的BMC材料或根据权利要求8-10中任一项所述的制备方法得到的BMC材料。
13.一种接线板的制备方法，其包括将根据权利要求1-7中任一项所述的BMC材料或根据权利要求8-10中任一项所述的制备方法得到的BMC材料采用模压或注塑的方式成型。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述模压的条件为：模具温度为100-150℃；锁模的时间为10-20s，固化的时间为100-140s；所述注塑的条件为：温度为100-150℃，时间为20-30s，固化的时间为100-140s。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述模压的条件中模具温度为120-140℃；所述注塑的条件中温度为120-140℃。
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