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CN110903622A - 一种空调电器盒bmc复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种空调电器盒bmc复合材料及其制备方法 Download PDF

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CN110903622A CN201911070246.5A CN201911070246A CN110903622A CN 110903622 A CN110903622 A CN 110903622A CN 201911070246 A CN201911070246 A CN 201911070246A CN 110903622 A CN110903622 A CN 110903622A
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Abstract

本发明涉及一种空调电器盒BMC复合材料及其制备方法，按照重量份，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂14‑18重量份、低收缩剂5‑10重量份、分散剂0.7‑1重量份、固化剂0.3‑0.5重量份、阻聚剂0.05‑0.1重量份、脱模剂1‑1.5重量份、填料50‑70重量份、短玻纤15‑25重量份。本发明人经过大量的试验筛选各原料按照一定的配比制备出本发明的复合材料，使用本发明的复合材料制作空调电器盒，降低成本，提高生产效率，零部件实现标准化，且提高了电器盒阻燃级别，防止电器短路时火焰扩散，且电器盒异味无异味，VOC含量低。

Description

一种空调电器盒BMC复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子与化工技术领域，具体涉及一种空调电器盒BMC复合材料及其制备方法。
背景技术
目前空调内、外机电器盒都采用注塑阻燃ABS电器盒和钣金屏蔽盖加工制作，其在生产过程造成零件多、成本高、装配效率低，防火性能差(在内部起火，达到85℃时就会有热变形，包覆的钣金松动，由于钣金件折弯等存在缝隙，当有火星燃烧时，会造成扩散等隐患)。此外，在用BMC(团状模塑料)复合材料注塑成电器盒时，在密闭空间或者空调在制热过程中会释放出异味。
目前，钣金加塑料电器盒生产效率低、成本高、标准化通用化差，阻燃性能和力学性能差，加热时容易产生异味等问题。传统阻燃ABS+金属屏蔽盖形式的电器盒已不适应对电器安全有高要求的场合。
鉴于以上原因，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种空调电器盒BMC复合材料及其制备方法，本发明制备的复合材料阻燃级别可以达到5Va，有效解决了BMC电器盒异味问题，无需再对制品进行烘干除臭，力学性能好，成本低等优点。
本发明的第一目的提供了一种空调电器盒BMC复合材料，按照重量份，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂14-18重量份、低收缩剂5-10重量份、分散剂0.7-1重量份、固化剂0.3-0.5重量份、阻聚剂0.05-0.1重量份、脱模剂1-1.5重量份、填料50-70重量份、短玻纤15-25重量份。
进一步的，按照重量份，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂16.3重量份、低收缩剂7重量份、分散剂0.85重量份、固化剂0.4重量份、阻聚剂0.075重量份、脱模剂1.25重量份、填料55重量份、短玻纤20重量份。
进一步的，所述的低收缩剂为饱和聚酯树脂和聚苯乙烯按照重量比1-4.5：1混合而成。
进一步的，所述的聚苯乙烯固含量为35-45％，苯乙烯含量为55-65％。
进一步的，所述的聚苯乙烯固含量为40％，苯乙烯含量为60％。
本发明人经过大量试验发现，低收缩剂选择饱和聚酯树脂和聚苯乙烯混合使用比单独使用饱和聚酯树脂时具有更好的模塑收缩率和弯曲强度，且电器盒异味无异味，VOC含量低。另外，通过控制低收缩剂聚苯乙烯含量，减少低收缩剂中苯乙烯的含量，可以进一步降低制品异味的残留。
进一步的，所述的固化剂为固化剂TBPB与固化剂TBPO复配而成。
进一步的，所述的阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、叔丁基对苯二酚、2,5-叔丁基对苯二酚、甲基对苯二酚中的一种或多种。
进一步的，所述的脱模剂为硬脂酸锌，所述的短玻纤为长度为3mm与长度为6mm的玻纤复配而成或长度为6mm与长度为12mm的玻纤复配而成。
不同长度的短玻纤会对制品的强度和流动性具有较大的影响，选用本发明的短玻纤的长度混合可以使得制备具有较高的强度和流动性。
进一步的，所述的填料为氢氧化铝和碳酸钙按照重量比7:3混合而成，所述的氢氧化铝的粒径为900-1100目，所述的碳酸钙的粒径为400-800目。
本发明的填料选择氢氧化铝和碳酸钙按照重量比7:3混合可以使制备的复合材料达到5VA阻燃要求。
进一步的，所述的碳酸钙由粒径为400目碳酸钙和粒径为800目碳酸钙按照质量比为3:2-3混合而成。
本发明人经过大量试验发现采用不同粒径的碳酸钙混合时，可以有效解决气味问题，不同粒径的填料进行混合时，注塑成型后冷却室温进行多人气味测试，无异味，不同粒径填料有利于空间颗粒度更密实，使成品更加致密，会使苯乙烯残留更低。
本发明的第二目的提供了一种所述的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的不饱和聚酯树脂和低收缩剂进行搅拌混合2-5min，再加入固化剂搅拌2min，再依次加入阻聚剂、分散剂和脱模剂搅拌3-10min，再进行高速分散混合，得到混合物，再将1/2重量的填料进行搅拌均匀；
(3)将所述的混合物与搅拌均匀的填料进行混合均匀后，再加入剩余的1/2重量填料搅拌混合，最后加入短玻纤搅拌混合，得到所述的空调电器盒BMC复合材料。
进一步的，步骤(2)中高速分散的分散速度为1000-2000r/min，分散时间为10-15min。
进一步的，步骤(3)中加入剩余1/2重量填料搅拌混合15-25min，加入短玻纤搅拌混合6-12min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明人经过大量的试验筛选，各原料按照一定的配比制备出本发明的复合材料，使用本发明的复合材料制作空调电器盒，可以进行一模多腔注塑，提高了电器盒生产效率，降低了成本，零部件实现标准化，且提高了电器盒阻燃级别，防止电器短路时火焰扩散；
(2)本发明的BMC复合材料中低收缩剂选择饱和聚酯树脂和聚苯乙烯混合使用比单独使用饱和聚酯树脂收缩剂时具有更好的模塑收缩率和弯曲强度，且电器盒异味无异味，VOC含量低；用不同粒径的碳酸钙混合时，可以有效解决气味问题，本发明采用氢氧化铝提高了制品的阻燃性能，且阻燃性能达到5VA，采用特定长度的玻璃纤维提高了制品强度及流动性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明实施例中不饱和聚酯树脂生产厂家金陵力联思树脂有限公司，型号：P6029-901；固化剂选用生产厂家阿克苏化工有限公司的TBPB与TBPO复配的固化剂，分散剂生产厂家毕克化学有限公司，型号：BYK996。
实施例1
一种空调电器盒BMC复合材料，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂14kg、低收缩剂6kg、分散剂0.7kg、固化剂0.3kg、阻聚剂0.05kg、脱模剂1kg、填料50kg、短玻纤15kg。其中，所述的低收缩剂为饱和聚酯树脂和聚苯乙烯按照重量比1:1混合而成，聚苯乙烯固含量为35％，苯乙烯含量为55％，阻聚剂为对苯二酚，脱模剂为硬脂酸锌，填料为氢氧化铝和碳酸钙按照重量比7:3混合而成，氢氧化铝粒径为900目，碳酸钙的粒径为400目，短玻纤为长度为6mm和长度3mm的玻纤按照重量比1:1复配而成。
本实施例的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的不饱和聚酯树脂和低收缩剂进行搅拌混合2-5min，再加入固化剂搅拌2min，再依次加入阻聚剂、分散剂和脱模剂搅拌3-10min，再进行高速分散混合，分散速度为1000r/min，分散时间为15min，得到混合物，再将1/2重量的填料放入到捏合机中进行搅拌均匀；
(3)将所述的混合物倒入捏合机与搅拌均匀的填料进行混合均匀后，再加入剩余的1/2重量填料搅拌混合15min，最后加入短玻纤搅拌混合6min，得到所述的空调电器盒BMC复合材料。
实施例2
一种空调电器盒BMC复合材料，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂16.3kg、低收缩剂7kg、分散剂0.85kg、固化剂0.4kg、阻聚剂0.075kg、脱模剂1.25kg、填料55kg、短玻纤20kg。其中，所述的低收缩剂为饱和聚酯树脂和聚苯乙烯按照重量比2.75:1混合而成，聚苯乙烯固含量为40％，苯乙烯含量为60％，阻聚剂为对苯醌，脱模剂为硬脂酸锌，填料为氢氧化铝和碳酸钙按照重量比7:3混合而成，氢氧化铝粒径为1000目，所述的碳酸钙由粒径为600目碳酸钙和粒径为800目碳酸钙按照质量比为3:2混合而成，短玻纤为长度为6mm和长度12mm的玻纤按照重量比1:1复配而成。
本实施例的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的不饱和聚酯树脂和低收缩剂进行搅拌混合2-5min，再加入固化剂搅拌2min，再依次加入阻聚剂、分散剂和脱模剂搅拌3-10min，再进行高速分散混合，分散速度为1500r/min，分散时间为12.5min，得到混合物，再将1/2重量的填料放入到捏合机中进行搅拌均匀；
(3)将所述的混合物倒入捏合机与搅拌均匀的填料进行混合均匀后，再加入剩余的1/2重量填料搅拌混合20min，最后加入短玻纤搅拌混合8min，得到所述的空调电器盒BMC复合材料。
实施例3
一种空调电器盒BMC复合材料，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂15kg、低收缩剂10kg、分散剂1kg、固化剂0.5kg、阻聚剂0.1kg、脱模剂1.5kg、填料70kg、短玻纤25kg。其中，所述的低收缩剂为饱和聚酯树脂和聚苯乙烯按照重量比4.5:1混合而成，聚苯乙烯固含量为45％，苯乙烯含量为65％，阻聚剂为2,5-叔丁基对苯二酚，脱模剂为硬脂酸锌，填料为氢氧化铝和碳酸钙按照重量比7:3混合而成，氢氧化铝粒径为1100目，所述的碳酸钙由粒径为600目碳酸钙和粒径为800目碳酸钙按照质量比为3:2.5混合而成，短玻纤为长度为6mm和长度3mm的玻纤按照重量比1:1复配而成。
本实施例的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的不饱和聚酯树脂和低收缩剂进行搅拌混合2-5min，再加入固化剂搅拌2min，再依次加入阻聚剂、分散剂和脱模剂搅拌3-10min，再进行高速分散混合，分散速度为2000r/min，分散时间为10min，得到混合物，再将1/2重量的填料放入到捏合机中进行搅拌均匀；
(3)将所述的混合物倒入捏合机与搅拌均匀的填料进行混合均匀后，再加入剩余的1/2重量填料搅拌混合25min，最后加入短玻纤搅拌混合10min，得到所述的空调电器盒BMC复合材料。
实施例4
一种空调电器盒BMC复合材料，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂18kg、低收缩剂9.69kg、分散剂0.8kg、固化剂0.5kg、阻聚剂0.08kg、脱模剂1.2kg、填料65kg、短玻纤18kg。其中，所述的低收缩剂为饱和聚酯树脂和聚苯乙烯按照重量比3:1混合而成，聚苯乙烯固含量为42％，苯乙烯含量为62％，阻聚剂为叔丁基对苯二酚，脱模剂为硬脂酸锌，填料为氢氧化铝和碳酸钙按照重量比7:3混合而成，氢氧化铝粒径为1100目，所述的碳酸钙由粒径为600目碳酸钙和粒径为800目碳酸钙按照质量比为1:1混合而成，短玻纤为长度为6mm和长度3mm的玻纤按照重量比1:1复配而成。
本实施例的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的不饱和聚酯树脂和低收缩剂进行搅拌混合2-5min，再加入固化剂搅拌2min，再依次加入阻聚剂、分散剂和脱模剂搅拌3-10min，再进行高速分散混合，分散速度为1800r/min，分散时间为12min，得到混合物，再将1/2重量的填料放入到捏合机中进行搅拌均匀；
(3)将所述的混合物倒入捏合机与搅拌均匀的填料进行混合均匀后，再加入剩余的1/2重量填料搅拌混合22min，最后加入短玻纤搅拌混合9min，得到所述的空调电器盒BMC复合材料。
对比例1
本对比例的空调电器盒BMC复合材料的原料及制备方法与实施例2相同，不同之处，低收缩剂只选用饱和聚酯树脂，不添加聚苯乙烯。
对比例2
本对比例的空调电器盒BMC复合材料的原料及制备方法与实施例2相同，不同之处，将低收缩剂中的聚苯乙烯替换为聚乙烯。
试验例1
将实施例1-4和对比例1-2制备的空调电器盒BMC复合材料采用模压的方式进行成型，控制模具温度为130-140℃，固化时间为120s。
(1)测试制备的电器盒的性能如表1所示。
表1
样品 流动性/mm 模塑收缩率/％ 弯曲强度/Mpa 阻燃性/级
实施例1 400-500 0.082 110 5VA
实施例2 400-500 0.074 142 5VA
实施例3 400-500 0.070 150 5VA
实施例4 400-500 0.072 105 5VA
对比例1 400-500 0.123 74 5VA
对比例2 400-500 0.114 76 5VA
从表1中可以看出本发明方法制备的复合材料制成的电器盒的模塑收缩率和弯曲强度均比对比例1-2的好，这样由于饱和聚酯树脂和聚苯乙烯混合使用具有更好的模塑收缩率和弯曲强度，加入聚乙烯可以降低收缩率和提高弯曲强度但是不如聚苯乙烯的效果好。
(2)分别测定实施例1-4和对比例1制成的电器盒的异味，每个处理条件下均保持2h，结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002260725290000081
从表2中可以看出，低收缩剂中加入聚苯乙烯后可以降低电器盒中的异味，VOC含量降低。
试验例2
研究不同的碳酸钙粒径对复合材料制成的电器盒制品的气味影响
只改变碳酸钙粒径的大小或不同粒径按照质量比混合，其他条件均与实施例2相同制备BMC复合材料，按照试验例1的方法进行异味评价，结果见表3。
表3
Figure BDA0002260725290000091
从表3可以看出，VOC的含量与碳酸钙的目数有关，目数越大VOC含量越高，但是变化不明显，但是当采用不同粒径的碳酸钙进行混合后制备的复合材料对VOC含量影响较大，采用不同的粒径混合时会降低VOC的含量，本发明人经过大量的试验发现，当碳酸钙由粒径为400目碳酸钙和粒径为800目碳酸钙按照质量比为3:2混合时的VOC含量最低，为最优选的方案。
试验例3
只改变短玻纤的种类，其他原料及制备方法均与实施例2相同，制备空调电器盒BMC复合材料，研究玻纤对制品强度和流动性的影响，测试方法与试验例1相同，结果如表4所示。
表4
短玻纤的种类 弯曲强度(MPa)
长度为3mm的玻纤 105
长度为6mm和长度12mm的玻纤按照重量比1:1复配而成 142
长度为3mm和长度6mm的玻纤按照重量比1:1复配而成 128
长度为6mm的玻纤 110
长度为12mm的玻纤 120
从表4可以看出，采用不同长度的玻纤的复配可以增加制备的弯曲强度，采用复配的性能比单独使用一种长度的玻纤均好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种空调电器盒BMC复合材料，其特征在于，按照重量份，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂14-18重量份、低收缩剂5-10重量份、分散剂0.7-1重量份、固化剂0.3-0.5重量份、阻聚剂0.05-0.1重量份、脱模剂1-1.5重量份、填料50-70重量份、短玻纤15-25重量份。
2.根据权利要求1所述的空调电器盒BMC复合材料，其特征在于，按照重量份，包括如下原料制成：不饱和聚酯树脂16.3重量份、低收缩剂7重量份、分散剂0.85重量份、固化剂0.4重量份、阻聚剂0.075重量份、脱模剂1.25重量份、填料55重量份、短玻纤20重量份。
3.根据权利要求1或2所述的空调电器盒BMC复合材料，其特征在于，所述的低收缩剂为饱和聚酯树脂和聚苯乙烯按照重量比1-4.5：1混合而成。
4.根据权利要求3所述的空调电器盒BMC复合材料，其特征在于，所述的聚苯乙烯固含量为35-45％，苯乙烯含量为55-65％。
5.根据权利要求1或2所述的空调电器盒BMC复合材料，其特征在于，所述的阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、叔丁基对苯二酚、2,5-叔丁基对苯二酚、甲基对苯二酚中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的空调电器盒BMC复合材料，其特征在于，所述的脱模剂为硬脂酸锌，所述的短玻纤为长度为3mm与长度为6mm的玻纤复配而成或长度为6mm与长度为12mm的玻纤复配而成。
7.根据权利要求1或2所述的空调电器盒BMC复合材料，其特征在于，所述的填料为氢氧化铝和碳酸钙按照重量比7:3混合而成，所述的氢氧化铝的粒径为900-1100目，所述的碳酸钙的粒径为400-800目。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的不饱和聚酯树脂和低收缩剂进行搅拌混合2-5min，再加入固化剂搅拌2min，再依次加入阻聚剂、分散剂和脱模剂搅拌3-10min，再进行高速分散混合，得到混合物，再将1/2重量的填料进行搅拌均匀；
(3)将所述的混合物与搅拌均匀的填料进行混合均匀后，再加入剩余的1/2重量填料搅拌混合，最后加入短玻纤搅拌混合，得到所述的空调电器盒BMC复合材料。
9.根据权利要求8所述的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中高速分散的分散速度为1000-2000r/min，分散时间为10-15min。
10.根据权利要求8所述的空调电器盒BMC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中加入剩余1/2重量填料搅拌混合15-25min，加入短玻纤搅拌混合6-12min。
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