CN116640458A - 一种bmc材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种BMC材料及其制备方法。BMC材料包括以重量份计的以下组分:不饱和聚酯树脂:25‑45份;低收缩剂:5‑20份;木纤维:40‑60份;固化剂:0.5‑2份;脱模剂:0.5‑1.5份,其中,在BMC材料中,木纤维的质量分数为40%‑60%。BMC材料的制备方法包括以下步骤:对木纤维原料进行预处理,形成木纤维;根据BMC材料中,木纤维的质量分数为40%‑60%,混合25‑45份的不饱和聚酯树脂和40‑60份的木纤维得到第一混合物;在第一混合物中加入5‑20份的低收缩剂、0.5‑2份的固化剂和0.5‑1.5份的脱模剂得到第二混合物,第二混合物为上述BMC材料。本申请提供的BMC材料具有稳定的物理特性,且VOC含量和气味低、颜色浅,具有成本优势。
Description
技术领域
本申请涉及团状模塑料(Bulk Molding Compound,BMC)材料技术领域,特别是BMC材料及其制备方法。
背景技术
当前BMC材料主要使用玻璃纤维、无机粉体(如碳酸钙)、碳纤维等填料,通过这些填料制备的BMC材料难以兼顾具备一定物理性能要求的同时,满足低气味、低密度、低成本、绿色环保等白色家电领域的现有需求和未来的发展趋势。
发明内容
本申请的实施例提供的BMC材料及其制备方法,能够降低BMC材料的低挥发性有机化合物(VOC,volatile organic compounds)和气味。
第一方面,本申请实施例提供一种BMC材料。BMC材料包括以重量份计的以下组分:不饱和聚酯树脂:25-45份;低收缩剂:5-20份;木纤维:40-60份;固化剂:0.5-2份;脱模剂:0.5-1.5份,其中,在BMC材料中,木纤维的质量分数为40%-60%。
在一些实施例中,不饱和聚酯树脂包括邻苯二甲酸型不饱和聚酯和间苯二甲酸型不饱和聚酯的混合物、双酚A型不饱和聚酯、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯中的一种或多种。
在一些实施例中,低收缩剂包括饱和聚酯和苯乙烯的混合物、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚氨酯中的一种或多种。
在一些实施例中,木纤维的平均长度为1mm-2mm,木纤维的平均直径为20μm-50μm,木纤维的纤维细胞直径为10μm-20μm。
在一些实施例中,固化剂包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化异壬酯、叔丁基过氧化碳酸异丙酯中的一种或多种。
在一些实施例中,脱模剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或多种。
第二方面,本申请实施例提供一种上述BMC材料的制备方法。BMC材料的制备方法包括以下步骤:S10:对木纤维原料进行预处理,形成木纤维;S20:根据BMC材料中,木纤维的质量分数为40%-60%,混合25-45份的不饱和聚酯树脂和40-60份的木纤维得到第一混合物;S30:在第一混合物中加入5-20份的低收缩剂、0.5-2份的固化剂和0.5-1.5份的脱模剂得到第二混合物,第二混合物为上述BMC材料。
在一些实施例中,对第一混合物的搅拌时间为5min-30min,对第二混合物的搅拌时间为5min-30min。
在一些实施例中,将木纤维原料进行预处理包括:S110:将木纤维原料浸泡在pH值大于7的碱性溶液中,得到中间混合物;S120:加热中间混合物至55℃-65℃并持续搅拌25min-65min;S130:过滤中间混合物并取出木纤维,冲洗木纤维至pH值为6.5-7.5;S140:将木纤维置于100℃-120℃下干燥3h-8h。
在一些实施例中,碱性溶液包括氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。
本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请提供的BMC材料包含木纤维,木纤维中含有大量细胞腔,重量轻,比强度高,并且细胞腔内部的空间可以吸附有机小分子有机物质,从而使得制备的BMC材料的VOC含量和气味低、颜色浅,综合性能取得了意料不到的效果。此外,木纤维作为生物大分子材料,易降解,符合绿色材料发展趋势。再者,木纤维的来源广、价格低,能进一步降低BMC材料的整体成本。
附图说明
图1是本申请BMC材料制备方法实施例的一步骤流程图。
图2是本申请BMC材料的木纤维原料预处理实施例的一步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。本文中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外,本文中的“多”表示两个或者多于两个。
本申请研究人员在实验过程中意外的发现,当BMC材料中包含以重量计的木纤维为40-60份时,制备得到的BMC材料具有低挥发性有机化合物(VOC,volatile organiccompounds)、低气味和颜色浅的特点。以下本申请实施例描述BMC材料。BMC材料包括以重量份计的以下组分:不饱和聚酯树脂:25-45份;低收缩剂:5-20份;木纤维:40-60份;固化剂:0.5-2份;脱模剂:0.5-1.5份,其中,BMC材料中,木纤维的质量分数为40%-60%
其中,不饱和聚酯树脂以重量份计的份数可以是25份、28份、30份、31份、34.5份、35份、36.5份、38份、40份、42份、43.5份、45份等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,不饱和聚酯树脂以重量份计的份数可以是25份-30份、30份-35份、35份-38份、38份-42份、42份-45份等。
低收缩剂以重量份计的份数可以是5份、7份、8份、9份、10份、12份、15份、16.5份、18份、19.5份、20份等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,低收缩剂以重量份计的份数可以是5份-7份、7份-9份、9份-12份、12份-15份、15份-20份等。
木纤维以重量份计的份数可以是40份、42份、44.5份、45份、47份、49份、50份、52份、53.5份、57份、60份等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,木纤维以重量份计的份数可以是40份-45份、44.5份-47份、47份-50份、50份-53.5份、53.5份-60份等。
固化剂以重量份计的份数可以是0.5份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、1.9份、2份等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,固化剂以重量份计的份数可以是0.5份-0.7份、0.7份-1.0份、1.0份-1.4份、1.4份-1.8份、1.8份-2.0份等。
脱模剂以重量份计的份数可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,脱模剂以重量份计的份数可以是0.5份-0.7份、0.7份-1.0份、1.0份-1.2份、1.2份-1.4份、1.4份-1.5份等。
BMC材料中,木纤维的质量分数为40%-60%。例如,木纤维的质量分数可以为40%、42%、45%、47%、49%、50%、52%、54%、55%、56.5%、58%、60%等,或是上述任意两个数值所组成的范围,例如,可以是40%-42%、42%-47%、47%-50%、50%-54%、54%-56.5%、56.5%-60%等。将BMC材料中的木纤维的质量分数限定在上述范围内,能够使得制备的BMC材料低VOC、低气味、颜色浅,综合性能取得了意料不到的效果。并且木纤维作为生物大分子材料,易降解,符合绿色材料发展趋势。此外,将BMC材料中的各组分限定在上述范围内,能够保证BMC材料的理化性质之外,还能降低整体的材料成本。
其中,木纤维的原料可以选自多年生杨木、松木、桦木、椴木、桉木、枫木、竹木、柳木等林木。多年生的树木纤维细胞生长完整,在建材、造纸领域的常用木材,易获得,价格低,并且已经工业化。木纤维的原料还可以选自其他多年生的树木,比如檀木、楠木、樟木、梨木等。
以杨木作为示例,杨木的木纤维中含有大量细胞腔,重量轻,比强度高,并且细胞腔内部的空间可以吸附有机小分子有机物质,从而使得制备的BMC材料低VOC、低气味、颜色浅,综合性能取得了意料不到的效果。并且木纤维作为生物大分子材料,易降解,符合绿色材料发展趋势。此外,将BMC材料中的各组分限定在上述范围内,能够保证BMC材料的理化性质之外,还能降低整体的材料成本。
在一些实施例中,不饱和聚酯树脂包括邻苯二甲酸型不饱和聚酯和间苯二甲酸型不饱和聚酯的混合物、双酚A型不饱和聚酯、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯中的一种或多种。例如,在一些实施例中,BMC材料中所含的不饱和聚酯树脂可以是邻苯二甲酸型不饱和聚酯和间苯二甲酸型不饱和聚酯的混合物。在另一些实施例中,BMC材料中所含的不饱和聚酯树脂可以是双酚A型不饱和聚酯。在其他实施例中,BMC材料中所含的不饱和聚酯树脂可以是乙烯基树脂或者卤代不饱和聚酯。不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物,在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键,而在大分子链两端各带有羧基和羟基,具有良好的耐热性、力学性能(较高的拉伸、弯曲、压缩等强度)、耐化学腐蚀性能(耐水、稀酸、稀碱的性能较好),以及良好的介电性能。将邻苯二甲酸型不饱和聚酯和间苯二甲酸型不饱和聚酯的混合物、双酚A型不饱和聚酯、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯中的一种或多种作为BMC材料的主要原材料之一,能保证BMC材料的理化性能的条件下,降低BMC材料的总体材料成本。
在一些实施例中,低收缩剂包括饱和聚酯和苯乙烯的混合物、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚氨酯中的一种或多种。不饱和聚酯树脂具有良好的加工性能,但是在聚合时树脂单元会紧密堆积,集结成核,这会导致树脂出现聚合收缩和热收缩的现象。而收缩引起的内应力会导致树脂从表面向内凹陷,此凹陷从聚合物表面至中心逐步传递,释放内应力直至平衡,这直接导致了缺陷的发生。低收缩剂能够通过局部松弛释放内应力补偿聚合收缩,从而达到降低收缩率的效果。例如,在一些实施例中,BMC材料中所含的低收缩剂包括饱和聚酯和苯乙烯的混合物。在另一些实施例中,BMC材料中所含的低收缩剂可以是聚醋酸乙烯酯。在其他实施例中,BMC材料中所含的低收缩剂可以是聚甲基丙烯酸甲酯或热塑性聚氨酯。将饱和聚酯和苯乙烯的混合物、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚氨酯中的一种或多种作为BMC材料的主要原材料之一,能保证BMC材料的理化性能的条件下,降低BMC材料的总体材料成本。
在一些实施例中,木纤维的平均长度为1mm-2mm,木纤维的平均直径为20μm-50μm,木纤维的纤维细胞直径为10μm-20μm。
在一些实施例中,木纤维的平均长度为1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,木纤维的平均长度为1.0mm-1.2mm、1.2mm-1.6mm、1.6mm-1.8mm、1.8mm-2.0mm等。
在一些实施例中,木纤维的平均直径为20μm、24μm、26μm、27μm、28μm、30μm、33μm、35μm、38μm、40μm、42μm、44μm、46μm、48μm、50μm等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,木纤维的平均直径为20μm-26μm、26μm-28μm、28μm-35μm、33μm-40μm、40μm-44μm、44μm-48μm、48μm-50μm等。
在一些实施例中,木纤维的纤维细胞直径为10μm、12μm、13μm、15μm、16μm、17μm、19μm、20μm等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,木纤维的纤维细胞直径为10μm-12μm、12μm-15μm、15μm-17μm、17μm-20μm等。
以杨木作为示例,常规多年生杨木的纤维细胞直径为10μm~20μm,低于这个范围的木纤维由于过度加工,纤维细胞被过度破坏,细胞腔不具备结构完整性,无法实现吸附有机小分子物质的效果。本申请的木纤维直径和长度限定在上述范围,能够保证木纤维细胞结构完整性的前提下,使得木纤维对BMC材料释放的小分子具有良好的吸附效果。
木纤维的长度、直径和纤维细胞直径具有本领域公知的含义,可以通过显微镜观测法、光纤直径分析法、激光纤维直径测量法、气流仪法、振动测量法等方法进行测量。
在一些实施例中,固化剂包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化异壬酯、叔丁基过氧化碳酸异丙酯中的一种或多种。例如,在一些实施例中,BMC材料中所含的固化剂可以是过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物。在另一些实施例中,BMC材料中所含的固化剂可以是叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯。在其他实施例中,BMC材料中所含的固化剂可以是叔丁基过氧化异壬酯或叔丁基过氧化碳酸异丙酯。固化剂的种类对BMC材料的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等有很大影响。本申请将固化剂限定在上述范围内,能够保证BMC的理化性质的前提下,进一步降低材料成本。
在一些实施例中,脱模剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或多种。例如,在一些实施例中,BMC材料中所含的脱模剂可以是硬脂酸锌。在另一些实施例中,BMC材料中所含的脱模剂可以是硬脂酸钙或硬脂酸镁。脱模剂的作用是将固化成型的BMC材料顺利地从模具上分离开来,从而得到光滑平整的制品。上述脱模剂具有良好的润滑性、脱模持续性好、良好的耐热性和稳定性好等优点。本申请将脱模剂限定在上述范围内,使得BMC材料的物理、化学性能稳定。
第二方面,本申请实施例提供一种BMC材料的制备方法。如图1所示,BMC材料的制备方法包括以下步骤:
S10:对木纤维原料进行预处理,形成木纤维。
S20:根据BMC材料中,木纤维的质量分数为40%-60%,混合25-45份的不饱和聚酯树脂和40-60份的木纤维得到第一混合物。
S30:在第一混合物中加入5-20份的低收缩剂、0.5-2份的固化剂和0.5-1.5份的脱模剂得到第二混合物,第二混合物为上述BMC材料。
在一些实施例中,对第一混合物的搅拌时间为5min-30min,对第二混合物的搅拌时间为5min-30min。其中,对第一混合物的搅拌时间可以是5min、8min、10min、12min、15min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,可以是5min-10min、10min-15min、15min-20min、20min-26min、26min-30min等。
对第二混合物的搅拌时间可以为5min、7min、9min、10min、12min、15min、19min、23min、24min、27min、28min、30min等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,可以为5min-9min、9min-10min、10min-15min、15min-24min、24min-30min等。
在一些实施例中,可以在混合腔中对第一混合物和第二混合物进行搅拌混合。
如图2所示,在一些实施例中,将木纤维原料进行预处理包括如下步骤:
S110:将木纤维原料浸泡在pH值大于7的碱性溶液中,得到中间混合物。
其中,碱性溶液的pH值可以是8、9、9.5、10、11、11.5、12、12.5、13等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,碱性溶液的pH值可以是8-9.5、9-11、11-12、12-13等。
S120:加热中间混合物至55℃-65℃并持续搅拌25min-65min。
加热中间混合物的温度可以是55℃、56℃、57℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、65℃等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,可以是55℃-56℃、56℃-59℃、59℃-60℃、60℃-62℃、62℃-65℃等。
对中间混合物的搅拌时间可以是25min、28min、30min、32min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、62min、65min等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,可以是25min-28min、28min-32min、32min-40min、40min-50min、50min-60min、60min-65min等。
S130:过滤中间混合物并收集木纤维,冲洗木纤维至pH值为6.5-7.5。
在一些实施例中,可以冲洗木纤维使pH值为以下任意值,例如,6.5、6.8、7.0、7.2、7.5等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,6.5-6.8、6.8-7.2、7.2-7.5等。
在一些实施例中,可以采用清水冲洗木纤维。
S140:将木纤维在100℃-120℃下干燥3h-8h。
干燥温度可以是100℃、105℃、110℃、115℃、118℃、120℃等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,可以是100℃-105℃、105℃-115℃、115℃-120℃等。
干燥时间可以是3h、3.5h、4h、4.5h、5h、6h、7h、8h等,或是上述任意两个数值组成的范围,例如,可以是3h-3.5h、3.5h-4.5h、4h-6h、6h-8h等。
在一些实施例中,可以将木纤维置于恒温干燥箱中进行干燥。
以上步骤对木纤维原料进行预处理,能够去除木纤维原料表面的二氧化硅、高级脂肪醇、脂肪酸等油状薄膜物,使木纤维在与其他组分混合时,可以更好的分散,进而增强木纤维与其他组分(例如,不饱和聚酯树脂)的相容性,并且可以打开木纤维的细胞腔,提升细胞腔的空间占比,从而可以吸收BMC材料释放的小分子有机物,进一步降低制备的BMC材料中VOC含量和气味。将木纤维原料进行上述步骤的处理,且将上述步骤中的各项参数限制在上述范围内,能够提高木纤维原料的处理效率,同时经过预处理的木纤维填充BMC材料力学性能高,VOC含量和气味更低,具有意想不到的效果。
在一些实施例中,碱性溶液包括氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。例如,碱性溶液仅包括氢氧化钠或者氢氧化钾,或者碱性溶液包括氢氧化钠和氢氧化钾的混合物。在木纤维原料进行预处理过程中,相较于弱碱性溶液,运用强碱性溶液对木纤维原料进行浸泡,能够高效去除木纤维原料表面的在二氧化硅、高级脂肪醇、脂肪酸等油状薄膜物,进而提高对木纤维原料的处理效率。
以下结合实施例进一步说明本申请的有益效果。
为了使本申请实施例所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚,以下将结合实施例和附图进行进一步详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用的任何限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。
一、BMC材料的制备
实施例1
不饱和聚酯树脂42.5份,低收缩剂15份,木纤维40份,固化剂1.5份,脱模剂1.0份。将木纤维原料浸泡在pH值为12的氢氧化钠溶液中,加热溶液至60℃并持续搅拌30min,而后过滤溶液收集木纤维,在清水中冲洗木纤维至pH值为7,最后把木纤维置于恒温干燥箱内在100℃下干燥4h。按配方比例称取不饱和聚酯树脂与木纤维,放入捏合机中搅拌10min,之后依次在捏合机中加入配方比例的低收缩剂、固化剂、脱模剂,再搅拌10min,即得到BMC材料。
实施例2
不饱和聚酯树脂35.5份,低收缩剂12份,木纤维50份,固化剂1.5份,脱模剂1.0份。将木纤维原料浸泡在pH值为11的氢氧化钠溶液中,加热溶液至65℃并持续搅拌15min,而后过滤溶液收集木纤维,在清水中冲洗木纤维至pH值为7,最后把木纤维置于恒温干燥箱内在110℃下干燥4.5h。按配方比例称取不饱和聚酯树脂与木纤维,放入捏合机中搅拌10min,之后依次在捏合机中加入配方比例的低收缩剂、固化剂、脱模剂,再搅拌10min,即得到BMC材料。
实施例3
不饱和聚酯树脂29份,低收缩剂9份,木纤维60份,固化剂1.0份,脱模剂1.0份。将木纤维原料浸泡在pH值为12的氢氧化钾溶液中,加热溶液至60℃并持续搅拌10min,而后过滤溶液收集木纤维,在清水中冲洗木纤维至pH值为7,最后把木纤维置于恒温干燥箱内在105℃下干燥5h。按配方比例称取不饱和聚酯树脂与木纤维,放入捏合机中搅拌10min,之后依次在捏合机中加入配方比例的低收缩剂、固化剂、脱模剂,再搅拌20min,即得到BMC材料。
对比例1
不饱和聚酯树脂35.5份,低收缩剂12份,短切玻璃纤维50份,固化剂1.5份,脱模剂1.0份。按配方比例称取不饱和聚酯树脂与短切玻璃纤维,先加入不饱和聚酯树脂和一半的短切玻璃纤维进入捏合机中搅拌10min,之后依次在捏合机中加入配方比例的低收缩剂、固化剂、脱模剂和另外一半的短切玻璃纤维,再搅拌20min,即得到BMC材料。
对比例2
不饱和聚酯树脂35.5份,低收缩剂12份,碳酸钙50份,固化剂1.5份,脱模剂1.0份。按配方比例称取不饱和聚酯树脂与碳酸钙,先加入不饱和聚酯树脂和一半的碳酸钙进入捏合机中搅拌10min,之后依次在捏合机中加入配方比例的低收缩剂、固化剂、脱模剂和另外一半的碳酸钙,再搅拌20min,即得到BMC材料。
对比例3
不饱和聚酯树脂35.5份,低收缩剂12份,碳纤维50份,固化剂1.5份,脱模剂1.0份。按配方比例称取不饱和聚酯树脂与碳纤维,先加入不饱和聚酯树脂和一半的碳纤维进入捏合机中搅拌10min,之后依次在捏合机中加入配方比例的低收缩剂、固化剂、脱模剂和另外一半的碳纤维,再搅拌20min,即得到BMC材料。
对比例4
不饱和聚酯树脂35.5份,低收缩剂12份,未经预处理的木纤维原料50份,固化剂1.5份,脱模剂1.0份。按配方比例称取不饱和聚酯树脂与木纤维原料,放入捏合机中搅拌10min,之后依次在捏合机中加入配方比例的低收缩剂、固化剂、脱模剂,再搅拌10min,即得到BMC材料。
二、BMC材料性能测试
BMC材料测试的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度样条使用BMC注塑机和BMC标准样条模具注塑制备,各项测试标准按照国标进行,BMC材料的颜色测试为目视,BMC材料的气味测试为使用大众汽车PV3900标准进行测试,比强度是拉伸强度与密度的比值。具体的测试标准和测试结果见下表1。
表1:各实施例1至3和对比例1至4的测试结果
通过实施例2与对比例1、2、3可以看出,包含木纤维的BMC材料低气味,低VOC。将木纤维替换为等比例的玻璃纤维、碳酸钙、碳纤维后,BMC材料的VOC很高,气味明显,并且有刺激性气味释放,说明木纤维的加入可以显著降低BMC材料的气味。
通过实施例2与对比例3可以看出,虽然使用碳纤维作为填料的BMC材料有着更高的物理性能,但碳纤维对材料VOC和气味无改善作用,材料颜色为黑色,在白色家电领域应用范围较窄,并且碳纤维的价格比木纤维高出很多倍,在家电领域的BMC材料中难以作为一种优选填料使用。而使用木纤维能够降低整体的材料成本,且进一步扩大在白色家电领域的应用。
通过实施例2与对比例4可以看出,在填充物比例同为50%的情况下,经过预处理的木纤维填充BMC材料力学性能高,VOC含量和气味更低,对比例4中填充的是木纤维原料,未经预处理填充到BMC树脂后,物理性能和比强度发生了明显下降,并且VOC较高,气味较明显,说明本发明对木纤维的预处理过程起到了重要作用。
综上所述,本申请提供的BMC材料以木纤维作为填料,木纤维中含有大量细胞腔,重量轻,比强度高,并且细胞腔内部的空间可以吸附有机小分子有机物质,从而使得制备的BMC材料的VOC含量和气味低、颜色浅。此外,木纤维作为生物大分子材料,易降解,符合绿色材料发展趋势。再者,木纤维的来源广泛,应用成本低,能进一步降低BMC材料的整体成本。
以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种团状模塑料(Bulk Molding Compound,BMC)材料,其特征在于,所述BMC材料包括以重量份计的以下组分:
不饱和聚酯树脂:25-45份;
低收缩剂:5-20份;
木纤维:40-60份;
固化剂:0.5-2份;
脱模剂:0.5-1.5份;
其中,在所述BMC材料中,所述木纤维的质量分数为40%-60%。
2.根据权利要求1所述的BMC材料,其特征在于,所述不饱和聚酯树脂包括邻苯二甲酸型不饱和聚酯和间苯二甲酸型不饱和聚酯的混合物、双酚A型不饱和聚酯、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的BMC材料,其特征在于,所述低收缩剂包括饱和聚酯和苯乙烯的混合物、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚氨酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的BMC材料,其特征在于,所述木纤维的平均长度为1mm-2mm,所述木纤维的平均直径为20μm-50μm,所述木纤维的纤维细胞直径为10μm-20μm。
5.根据权利要求1所述的BMC材料,其特征在于,所述固化剂包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化异壬酯、叔丁基过氧化碳酸异丙酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的BMC材料,其特征在于,所述脱模剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或多种。
7.一种团状模塑料(Bulk Molding Compound,BMC)材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
对木纤维原料进行预处理,形成木纤维;
根据BMC材料中,木纤维的质量分数为40%-60%,混合25-45份的不饱和聚酯树脂和40-60份的木纤维,得到第一混合物;
在所述第一混合物中加入5-20份的低收缩剂、0.5-2份的固化剂和0.5-1.5份的脱模剂,得到第二混合物,所述第二混合物为如权利要求1至6任一项所述的BMC材料。
8.根据权利要求7所述的BMC材料的制备方法,其特征在于,对所述第一混合物的搅拌时间为5min-30min,对所述第二混合物的搅拌时间为5min-30min。
9.根据权利要求8所述的BMC材料的制备方法,其特征在于,将所述木纤维原料进行预处理包括:
将木纤维原料浸泡在pH值大于7的碱性溶液中,得到中间混合物;
加热所述中间混合物至55℃-65℃并持续搅拌25min-65min;
过滤所述中间混合物并收集木纤维,冲洗所述木纤维至pH值为6.5-7.5;
将所述木纤维在100℃-120℃下干燥3h-8h。
10.根据权利要求9所述的BMC材料的制备方法,其特征在于,所述碱性溶液包括氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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