一种阻燃型低粘度光固化BMC复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及bmc复合材料，尤其涉及一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、团状塑料膜(bmc)是一种热固型塑料，混合了各种惰性填料、增强材料和稳定剂等，形成一种用于压塑或注塑的胶粘“油灰状”复合材料。适于采用模压、传递模塑、注塑成型等工艺成型，制得的制品机械性能良好、尺寸稳定性高、表面光洁度好、耐水、耐油、耐蚀性优良、耐热、电性能优良等优点，尤其是耐电弧性可达到190s左右。配成树脂浆料，主要用于电器、电机、无线电、仪表、机械制造、化工设备、建筑、交通运输和国防等部门。由于使用领域的要求，bmc复合材料需要拥有优异的阻燃性能，阻燃剂一般选用氢氧化铝，但是由于氢氧化铝存在加工温度高，阻燃效率较低和价格较高等诸多问题，所以目前工业上寻求新的阻燃剂替代氢氧化铝。其中氢氧化镁被认为是能够有效替代氢氧化铝的阻燃剂，但是目前存在的问题是氢氧化镁加入bmc复合材料后，体系粘度迅速上升，使得材料固化时间过快，不利于复合材料的储存和运输。

2、针对上述问题，目前解决方案包括在氢氧化镁表面进行改性，通过降低氢氧化镁ph值从而降低体系粘度。但使用传统表面改性剂或者硅烷偶联剂进行改性虽然能够明显提高氢氧化镁与复合材料之间的相容性，但是并不能明显改变ph值，使得体系粘度过高问题依然存在。如果加入酸性物质进行中和，对氢氧化镁结构又会造成破坏，这就会严重影响氢氧化镁的阻燃效果。综上所述，氢氧化镁在体系中的粘度问题与阻燃效果之间不能达到一个良好的平衡。

3、因此，如何提供一种拥有良好阻燃效果且保持良好结构的改性氢氧化镁，并将其引入bmc体系制备阻燃型低粘度光固化bmc复合材料是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料及其制备方法，以解决现有方法存在不能同时保证复合材料低粘度和优异的阻燃效果的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料，由包含如下质量份数的原料制备而成：bmc树脂150～200份、氢氧化镁30～50份、金属化合物5～10份、固化剂1～5份、光引发剂1～5份和消泡剂1～5份。

4、优选的，所述金属化合物包含碳酸锌、硝酸锌、硝酸镍、硝酸钴、硝酸镧、硝酸银和硝酸铈中的一种或多种。

5、优选的，所述固化剂包含三乙烯基胺、氨乙基哌嗪、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、三亚乙基四胺、异佛尔酮二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺中的一种或多种。

6、优选的，所述光引发剂包含2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯甲酰甲酸甲酯、安息香双甲醚、安息香乙并老举醚、安息香异丙醚和安息香丁醚中的一种或多种。

7、优选的，所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯甘油醚、乙烯醇、聚酰胺中的一种或多种。

8、本发明的另一目的是提供一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料的制备方法，包括如下步骤：

9、1)将氢氧化镁和金属化合物在有机溶剂中进行改性反应，得到改性氢氧化镁；

10、2)将bmc树脂与改性氢氧化镁混合，制备复合材料浆料；

11、3)将复合材料浆料与固化剂、光引发剂和消泡剂混合，得到阻燃型低粘度光固化bmc复合材料。

12、优选的，所述步骤1)中改性反应的温度为70～130℃，改性反应的时间为30～120min。

13、优选的，所述步骤2)中混合的温度为30～150℃，混合的时间为10～90min。

14、在本发明中，运用金属离子沉积原理，将金属离子以氢氧化物的形式沉积在氢氧化镁表面，这意味着金属化合物以化学键合的方式与氢氧化镁上的表面羟基结合起来，一方面降低了氢氧化镁的ph值，使其加入到bmc体系中粘度也明显下降，这一点从氢氧化镁表面羟基数明显减少可以看出。同时由于氢氧化镁表面羟基数的减少，原本应该恶化其阻燃效果，但由于金属氧化物中金属离子独特的催化阻燃特性，能够促进高分子材料在燃烧过程中快速成炭，其结果能够使得生成致密炭层。这是由于在燃烧过程中，金属离子能够催化高分子材料的烷烃分子链形成高度不饱和烃，吸附在氢氧化镁分解产生的氧化镁上，使得复合材料的阻燃性能大大增强。

15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、(1)本发明制得的阻燃型低粘度光固化bmc复合材料体系中，在氢氧化镁上负载金属化合物沉淀，得到的改性氢氧化镁表面羟基大量减少，其结构能够显著降低bmc复合材料体系中的粘度，使加入改性氢氧化镁体系与传统氢氧化铝体系粘度相比，前者更低。并且在价格上更有优势。

17、(2)本发明通过在传统bmc树脂中加入改性氢氧化镁制得阻燃型低粘度光固化bmc复合材料，具备较好的阻燃性能。金属离子的加入能够起到催化阻燃的作用，在氢氧化镁表面羟基减少引起的阻燃效果恶化会被填补，从而对于整体复合材料的阻燃性能反而有所提高。本发明制备的阻燃型低粘度光固化bmc复合材料具有优异的阻燃性能，粘度≤3200，固含量＞60％，极限氧指数≥37.8，最大烟密度≤69.00，烟密度等级≤58.46。

技术特征：

1.一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料，其特征在于，由包含如下质量份数的原料制备而成：bmc树脂150～200份、氢氧化镁30～50份、金属化合物5～10份、固化剂1～5份、光引发剂1～5份和消泡剂1～5份。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料，其特征在于，所述金属化合物包含碳酸锌、硝酸锌、硝酸镍、硝酸钴、硝酸镧、硝酸银和硝酸铈中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料，其特征在于，所述固化剂包含三乙烯基胺、氨乙基哌嗪、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、三亚乙基四胺、异佛尔酮二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料，其特征在于，所述光引发剂包含2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯甲酰甲酸甲酯、安息香双甲醚、安息香乙并老举醚、安息香异丙醚和安息香丁醚中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料，其特征在于，所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基硅氧烷、聚氧乙烯、聚氧丙烯甘油醚、乙烯醇、聚酰胺中的一种或多种。

6.权利要求1～5任一项所述的一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中改性反应的温度为70～130℃，改性反应的时间为30～120min。

8.根据权利要求6或7所述的一种阻燃型低粘度光固化bmc复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中混合的温度为30～150℃，混合的时间为10～90min。

技术总结本发明属于BMC复合材料技术领域，具体公开了一种阻燃型低粘度光固化BMC复合材料及其制备方法。原料包括：BMC树脂150～200份、氢氧化镁30～50份、金属化合物5～10份、固化剂1～5份、光引发剂1～5份和消泡剂1～5份。先将氢氧化镁和金属化合物在有机溶剂中进行改性反应，得到改性氢氧化镁；然后与BMC树脂混合，制备复合材料浆料；再与固化剂、光引发剂和消泡剂混合，得到阻燃型低粘度光固化BMC复合材料。通过在氢氧化镁上负载金属化合物沉淀，使氢氧化镁表面羟基大量减少，显著了降低BMC复合材料体系中的粘度，而金属离子的催化阻燃作用，又会填补羟基减少引起的阻燃效果恶化。技术研发人员：曹鹤鸣,彭鹤松,陈超,邓克文,徐灵峰受保护的技术使用者：江西广源化工有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18