一种高耐热bmc复合材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及耐热复合材料技术领域，具体涉及一种高耐热bmc复合材料及其制备方法。
背景技术：
2.bmc即不饱和聚酯团状模塑料，是由不饱和聚酯树脂、短切玻璃纤维、填料以及各种助剂等充分混合而成的。由于其拥有优良的机械性能、电气性能和耐化学腐蚀性，同时该材料耐热好、收缩率小并具有良好的加工性能，因此被广泛地应用于电气、汽车、机械、建筑等行业。
3.现有技术中，如中国专利号为：cn 107141685 a的“高耐热bmc 复合材料”，该复合材料采用短切玻璃纤维和碳纤维粉末乙烯基树脂复合而成的料状成型材料；主要解决耐高温、零收缩、低比重等功能性问题，提高材料的机械性能和稳定性。热bmc复合材料，该复合材料采用短切玻璃纤维和碳纤维粉末乙烯基树脂复合而成的料状成型材料；主要解决耐高温、零收缩、低比重等功能性问题，提高材料的机械性能和稳定性。
4.但现有技术中，玻璃纤维经偶联剂处理后，会在玻璃纤维界面处发生化学键合作用，从而改变玻璃纤维表面活性，以提高玻璃纤维与树脂的结合，为提升bmc复合材料的耐热性，就需提高bmc复合材料中的玻璃纤维含量，而玻璃纤维用量过多时，bmc复合材料的弯曲强度会变差，或玻璃纤维在bmc中的局部分布不均匀，也导致制品的强度呈下降趋势。
技术实现要素：
5.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供一种高耐热 bmc复合材料及其制备方法，本发明所制备的一种高耐热bmc复合材料，利用滑石粉表面覆盖改性的物理方法，即将硅烷偶联剂以吸附或化学键的形式与粒子表面相结合，使得经表面改性后的滑石粉填充的bmc复合材料，不仅具有良好的耐热性、耐电弧性，还提高了bmc复合材料的弯曲强度，滑石粉相对于玻璃纤维，体积和占比更小，更易在bmc复合材料中均匀混合。同时，在bmc复合材料中添加氢氧化铝，其在245-320℃温度范围内可完成脱水反应，释放出结晶水，吸收热量，使bmc复合材料温度降低，并且高温反应会生成三氧化二铝包裹在材料基面，提升了材料的阻燃性能。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种高耐热bmc复合材料，包含有150-200重量份的不饱和聚酯树脂、80-100重量份的树脂、50-70重量份的短切玻璃纤维、10-20 重量份的固化剂、14-18重量份的促进剂、15-20重量份的矿物填料、 2-6重量份的表面改性滑石粉、6-12重量份的氢氧化铝混合粒、7-15 重量份的内脱模剂和4-8重量份的增稠剂。
8.本发明进一步设置为：所述不饱和聚酯树脂为马来酸酐不饱和聚酯树脂和邻苯型不饱和聚酯树脂的混合物，所述马来酸酐不饱和聚酯树脂为85-125重量份，所述邻苯型不饱和聚酯树脂25-75重量份，所述短切玻璃纤维的长度为3-8mm。
9.本发明进一步设置为：所述固化剂为叔胺、咪唑、双氰双胺、三氟化硼络合物、氯化亚锡、异辛酸亚锡和辛酸亚锡中的一种或多种组合。
10.本发明进一步设置为：所述氢氧化铝混合粒包含有粒径为0.5-1 μm的氢氧化铝6-10重量份，粒径为10-12μm的氢氧化铝2-6重量份。
11.本发明进一步设置为：所述内脱模剂为粒径150目的硬脂酸钙粉末，所述矿物填料为90-150目的硅酸钙。
12.一种高耐热bmc复合材料的制备方法，包括以下步骤：
13.s1、制取表面改性滑石粉。
14.s2、混合不饱和聚酯树脂和树脂，获得树脂浆料。
15.s3、将所述s2步骤中获得的树脂浆料与固化剂、促进剂、氢氧化铝混合粒和矿物填料，投入至反应釜中搅拌均匀，获得混合液。
16.s4、向所述步骤s3获得混合液中加入内脱模剂和增稠剂并混合搅拌，获得糊状树脂。
17.s5、向上所述s4步骤中获得糊状树脂内，投入短切玻璃纤维并混合均匀。
18.本发明进一步设置为：在所述步骤s1中制取表面改性滑石粉，包括以下步骤：
19.s101、将滑石粉在100-120℃的烘箱中烘干。
20.s102、按照4:1的比例与硅烷偶联剂混合。
21.s103、高速混合机中搅拌15-30min。
22.本发明进一步设置为：混合不饱和聚酯树脂和树脂使用行星式搅拌机，以200-700r/min在温度为25-32℃下搅拌15-60min。
23.本发明进一步设置为：在所述步骤s3中，反应釜在温度26-32℃下，以400-1200r/min混合搅拌10-15min。
24.本发明进一步设置为：在所述步骤s5中，糊状树脂投入混料机中搅拌5-10min，再加入短切玻璃纤维，搅拌45-60min。
25.有益效果
26.采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
27.本发明所制备的一种高耐热bmc复合材料，利用滑石粉表面覆盖改性的物理方法，即将硅烷偶联剂以吸附或化学键的形式与粒子表面相结合，使粒子表面由亲水性变为疏水性，从而使粒子与聚合物之间的相容性得以改善，改性前的滑石粉表面呈极性状，改性后的滑石粉表面呈非极性状，与水相界面之间的排斥作用力增强，依次对应的活化率随之增大，使得经表面改性后的滑石粉填充的bmc复合材料，不仅具有良好的耐热性、耐电弧性，还提高了bmc复合材料的弯曲强度。同时，在bmc复合材料中添加氢氧化铝，其在245-320℃温度范围内可完成脱水反应，释放出结晶水，吸收热量，使bmc复合材料温度降低，并且高温反应会生成三氧化二铝包裹在材料基面，提升了材料的阻燃性能。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明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作出创造性劳动前提
下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
30.实施例1
31.一种高耐热bmc复合材料，包含有200重量份的不饱和聚酯树脂、 80重量份的树脂、70重量份的短切玻璃纤维、10重量份的固化剂、 18重量份的促进剂、15重量份的矿物填料、6重量份的表面改性滑石粉、12重量份的氢氧化铝混合粒、7重量份的内脱模剂和8重量份的增稠剂。不饱和聚酯树脂为马来酸酐不饱和聚酯树脂和邻苯型不饱和聚酯树脂的混合物，马来酸酐不饱和聚酯树脂为125重量份，邻苯型不饱和聚酯树脂25重量份，短切玻璃纤维的长度为3mm，固化剂为叔胺、咪唑、双氰双胺、三氟化硼络合物、氯化亚锡、异辛酸亚锡和辛酸亚锡的多种组合，氢氧化铝混合粒包含有粒径为0.5μm的氢氧化铝10重量份，粒径为10μm的氢氧化铝6重量份，内脱模剂为粒径150目的硬脂酸钙粉末，矿物填料为90目的硅酸钙。
32.一种高耐热bmc复合材料的制备方法，包括以下步骤：
33.步骤一、制取表面改性滑石粉：
34.101)将滑石粉在120℃的烘箱中烘干。
35.102)按照4:1的比例与硅烷偶联剂混合。
36.103)高速混合机中搅拌30min。
37.步骤二、使用行星式搅拌机，以700r/min在温度为32℃下搅拌 60min混合不饱和聚酯树脂和树脂，获得树脂浆料。
38.步骤三、将获得的树脂浆料与固化剂、促进剂、氢氧化铝混合粒和矿物填料，投入至反应釜中在温度32℃下，以1200r/min混合搅拌15min，获得混合液。
39.步骤四、获得混合液中加入内脱模剂和增稠剂并混合搅拌，获得糊状树脂；
40.步骤五、糊状树脂投入混料机中搅拌10min，再加入短切玻璃纤维，搅拌60min，将获得的成品放置于温度23℃，湿度为60
±
5％的环境中密封保存。
41.实施例2
42.本实施例所提供的一种高耐热bmc复合材料及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：包含有150重量份的不饱和聚酯树脂、100重量份的树脂、50重量份的短切玻璃纤维、20重量份的固化剂、16重量份的促进剂、17重量份的矿物填料、4重量份的表面改性滑石粉、10重量份的氢氧化铝混合粒、10重量份的内脱模剂和5重量份的增稠剂。
43.实施例3
44.本实施例所提供的一种高耐热bmc复合材料及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：包含有170重量份的不饱和聚酯树脂、90重量份的树脂、20重量份的短切玻璃纤维、24重量份的固化剂、38重量份的促进剂、16重量份的矿物填料、10重量份的表面改性滑石粉、14重量份的氢氧化铝混合粒、3重量份的内脱模剂和4 重量份的增稠剂。
45.对比例1
46.本实施例所提供的一种高耐热bmc复合材料及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在：未加入表面改性滑石粉。
47.对比例2
48.本实施例所提供的一种高耐热bmc复合材料及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在：未加入氢氧化铝混合粒。
49.对比例3
50.本实施例所提供的一种高耐热bmc复合材料及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在：未加入表面改性滑石粉和氢氧化铝混合粒。
51.性能测试
52.取实施例1～3和对比例1～3所制备高耐热bmc复合材料，并对其模压成型所制备出的高温耐火材料的板材的相关性能进行检测，其检测方法如下：
53.按照检测标准gb/t30873-2014分别对上述各高温耐火材料的抗热震性能进行检测，按照检测标准gb/t 2406.2-2008分别对上述各高温耐火材料的阻燃性能进行检测，按照检测标准gb/t 2 567-2008分别对上各高温耐火材料的常温弯折性能进行检测，将所得测试结果记录于表1；
54.表1高耐热bmc复合材料检测表
55.测试项目抗热震性阻燃系数常温弯折强度实施例199.72.645.4实施例298.21.942.6实施例397.82.142.9对比例172.61.443.7对比例284.91.243.9对比例364.20.844.7
56.通过分析上述表中的相关数据可知，通过本发明所制备的一种高耐热bmc复合材料，利用滑石粉表面覆盖改性的物理方法，即将硅烷偶联剂以吸附或化学键的形式与粒子表面相结合，使粒子表面由亲水性变为疏水性，从而使粒子与聚合物之间的相容性得以改善，改性前的滑石粉表面呈极性状，改性后的滑石粉表面呈非极性状，与水相界面之间的排斥作用力增强，依次对应的活化率随之增大，使得经表面改性后的滑石粉填充的bmc复合材料，不仅具有良好的耐热性、耐电弧性，还提高了bmc复合材料的弯曲强度，且滑石粉相对于玻璃纤维，体积和占比更小，更易在bmc复合材料中均匀混合。同时，在bmc复合材料中添加氢氧化铝，其在245-320℃温度范围内可完成脱水反应，释放出结晶水，吸收热量，使bmc复合材料温度降低，并且高温反应会生成三氧化二铝包裹在材料基面，提升了材料的阻燃性能。
57.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。