BMC知识简介

2020/1/111BMC材料及其应用知识简介yudacompo2010年12月25日2020/1/112提纲：一、BMC简述①BMC的发展简史②BMC的基本组成③BMC的生产过程二、BMC的材料特性三、BMC的设计要点①产品结构设计②模具结构简介③成型工艺简介yudacompo2020/1/113BMC简述BMC定义BMC是英文BulkMoldingCompound的字首缩写，中文名称为团状模塑料或者聚酯料团。BMC是一种半干法制造玻璃纤维增强热固性制品的模压/注塑中间材料，由不饱和聚酯树脂、低收缩/低轮廓添加剂、引发剂、内脱模剂、矿物填料等预先混合成糊状，再加入增稠剂、着色剂等混合均匀后，放入专用的捏合釜中，对短切玻璃纤维进行充分捏合/浸渍，特殊使用材料需添加增稠过程，最终形成团/散装材料。yudacompo2020/1/114BMC简述BMC发展历史及其应用BMC材料于二十世纪60年代初，在英国的BIP公司和美国的R&H公司开发的低收缩、无收缩形BMC，大大改善了聚酯模塑料的尺寸稳定性、制品平滑性和外观。在70年代，在要求尺寸精度、高刚性和耐热方面的应用，如办公机器托架等，其主色调仍为黑色为。由于颜色单一，应用范围较窄。80年代中期，开发出了可以自由着色的BMC，使其应用范围得到了拓展。因BMC团状模塑料具有优良的电气性能，机械性能，耐热性，耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺，即可满足各种产品对性能的要求，又能满足外观的要求，因此越来越受到广大用户的认可。yudacompo2020/1/115BMC应用电气部件低压类：隔离开关，空气开关，配电盘，电表外壳等；高压类：绝缘子，绝缘罩，消弧罩，封闭引线板，ZW、ZN真空系列。汽车配件车灯发射器，即车灯反射器几乎都用BMC制成；汽车点火器，分离盘和装饰板，喇叭箱等；电机部件空调马达，电机轴，线圈骨架，电动及汽动部件。日用品类微波炉餐具，电烫斗外壳等2020/1/116BMC应用yudacompo空气开关底座空气开关盖体电表外壳低压配电盘2020/1/117BMC应用yudacompo反射杯2020/1/118BMC应用yudacompo电机包封2020/1/119BMC简述yudacompo微波炉餐具2020/1/1110BMC简述yudacompo电器用品2020/1/1111BMC简述高压绝缘类2020/1/1112BMC的基本组成从比例的角度看，BMC材料主要由三部分组成基体树脂－不饱和聚酯树脂及低收缩体系增强材料－以玻璃纤维为主填充料－碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝、瓷土等其它组份该类组份虽然用量在总组成中所占比例不大，但在BMC配方体系中的作用却极其特殊，对BMC的制备过程、制品成型及其最终性能都会产生重要影响。yudacompo2020/1/1113BMC的基本组成BMC专用聚酯树脂BMC主要采用聚酯树脂，在树脂体系的选择时，必须考虑粘度、贮存寿命、固化速度和放热、制品出模热强度、弹性模量和其它物理机械性能等因素。通常市售的商品是不饱和聚酯树脂、活性稀释剂（交联剂）苯乙烯及其它助剂的混合体，可分为邻苯型（通用型）、间苯型、乙烯基酯型、双酚A型、等等。yudacompo2020/1/1114BMC的基本组成低收缩和低轮廓添加剂（LSA、LPA）低收缩机理不相容型类－-聚乙烯、聚氯乙烯等,改善制品表面粗糙度；固化前相容类－－热塑性聚酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等，可以实现真正的零收缩甚至负收缩。yudacompo2020/1/1115BMC的基本组成填料填料在BMC配方中用量最大的一种组份，通常为200质量份以上，通过使用填料，降低材料的成本、改善BMC制造及其成型过程中的工艺性和改善BMC制品的各项相关性能（表面性能，电性能、燃烧性能、物理机械性能）影响填料选择的主要因素填料的相对密度、吸油值、填料价格和用量各种填料赋予SMC/BMC的性能见下表yudacompo2020/1/1116BMC的基本组成各种填料赋予SMC/BMC的主要性能举例性能填料耐化学尺寸稳定电绝缘性硬度耐热性冲击强度耐潮湿性刚性导热性三水合氧化铝●●铝粉●碳酸钙●●●●硫酸钙●●●●炭黑●●●●●滑石●●●●●●●高岭土●●●●●●云母●●●●●●●●二氧化硅●●碳纤维●●●yudacompo2020/1/1117BMC的基本组成BMC专用玻纤BMC的增强材料主要是短切玻璃纤维，它是BMC力学性能的重要保证，BMC采用的短切纤维，纤维长度一般为6.4mm和12.7mm。如右图所示。同时，还有一些其他类型的纤维可供选择和使用。yudacompo2020/1/1118BMC的基本组成BMC玻纤含量的高低取决于制品对强度的要求，但玻纤含量过高或过低都会增加生产和成型的困难，一般控制在5～50%之间。yudacompo2020/1/1119BMC的基本组成其它助剂①引发剂BMC使用的引发剂主要是存放期长，高温下起作用的高温引发剂，常用的是一些过氧化物，如：BPO（过氧化二苯甲酰）、TBPB（过氧化苯甲酸叔丁酯）等。为了提高生产效率、降低BMC成型温度，可以采用两种不同引发剂结合使用，这是一种新的固化体系。虽然可能使BMC的存放期有所缩短，但可以提高固化速度，降低模压温度从而适应制品的某些特殊要求，如温度过高会损坏制品。yudacompo2020/1/1120BMC的基本组成②化学增稠剂当树脂与其它原料配成树脂糊后，要保持一个较低的粘度，以便与玻纤良好的浸润。待BMC制作完成后，就需要片材的粘度迅速增大，达到一个很高的粘度。也就是说粘度要“先小后大、先慢后快”。这样才能进行BMC的成型加工，这就需要加入增稠剂。右图为BMC增稠过程的变化典型曲线。yudacompo2020/1/1121BMC的基本组成③内脱模剂我们知道为了使BMC成型后制品能够顺利脱模，必须加入脱模剂，涂在模具表面的称为外脱模剂，加在树脂糊内的称为内脱模剂；内脱模剂是一些长链脂肪酸盐类，它的熔点比模压温度低,在材料受热固化前会熔化并迁移到制品表面，将模具和制品隔离，达到脱模效果，常用的内脱模剂有硬脂酸锌（ZnSt）、硬脂酸钙（CaSt）等。yudacompo2020/1/1122BMC的基本组成④着色剂：所谓着色剂就是指色浆，它使BMC具有各种所需要的颜色，使SMC制品更加富有生命力，BMC所用的颜料不是一般的色浆，由于BMC是在高温下成型，对色浆的选择很重要，普通色浆在高温、高压下的流动过程中会出现分色、褪色等现象。yudacompo2020/1/1123BMC的基本组成⑤特殊助剂：BMC组分中除了上面的主要成分外，有时还需要根据制品和工艺的特殊要求要入一些微量的助剂，如防相分离和降粘剂等工艺助剂。另外在BMC制造过程中苯乙烯单体也是不可缺少的原料，它既是BMC中的交联剂，也是调整树脂糊粘度的稀释剂，可以使生产能更好的进行。2020/1/1124BMC的基本组成BMC典型配方举例ComponentQuantityCalciumcarbonate55-60UPR12-18LPAsolution8-12ZnSt1-3PBQ0.01MgO1-2Viscosityreducer0.5-12020/1/1125BMC的基本组成以上是从BMC的主要原料组成上来介绍，BMC制品的物理/机械性能很大程度上取决于BMC材料的配方设计，也就是说，BMC的材料性能是可设计的，合理运用好这些原材料，能使BMC制品具有各种所需要的优良性能。yudacompo2020/1/1126BMC的生产工艺yudacompoBMC生产工艺过程，取决与各组分的特性和配方，更重要的取决于BMC设备的结构和类型，下图为一个连续式BMC片材生产过程的示意图：2020/1/1127BMC的生产过程BMC的生产过程一般分为五个步骤：树脂的制备树脂糊的各组分，须预先进行严格的计量和充分的混合，然后成为一种糊状混合物--树脂糊，控制在一定的粘度范围内，然后静置脱泡，等待使用。填料的搅拌与混合：将所需要的各组分填料倒入混好的树脂糊中，搅拌均匀，时间不要超过5min。yudacompo2020/1/1128BMC的生产过程增强材料的混和：将增强材料倒入混合器中，进行搅拌混合，混合时间应尽可能短，但要注意使增强材料与树脂糊混合均匀。yudacompo熟化与存放当BMC团料包装后，一般要经过一定的熟化期。当其粘度达到规定的使用范围并稳定后，才能交付成型使用。分包装：当BMC团料从捏合机组取出时，进行分包装处理，如果客户有要求，可以放入挤条机进行规定包装或者重量的挤条处理。2020/1/1129BMC的生产过程如前所述，BMC材料是由多种组分经过专门的设备复合而成，从原料方面看，既有有机材料，又有无机材料；既有固体材料，又有液体材料；既有粉状材料，又有纤维状材料；而且，自各种组分复合在一起的哪一刻起，系统就会产生各种各样的物理和化学变化，因此，BMC材料的生产过程控制是相当复杂的，如果要获得高质量的稳定的BMC材料，它的过程控制必须是严格的、全面的，可以说是一个系统的工程。yudacompo2020/1/1130BMC的材料特性相关材料的机械性能比较表一材料类型性能玻纤含量弯曲强度弯曲模量压缩强度冲击强度拉伸强度拉伸模量伸长率单位%（质量）MpaGpaMpaJ/mMpaGpa%玻璃纤维增强热固性塑料UP（BMC)22879.931523410.550.5热塑性塑料PA661172.910342.7792.7660PP340.9~1.382483.3340.69200ABS762.41~2.7669240.1412.075金属低碳钢331331206.8537不锈钢552552195.0640yudacompo2020/1/1131BMC的材料特性材料类型性能玻纤含量密度硬度可燃性比热容线膨胀系数热变形温度热导率单位%（质量）MpaUL-94kj（kg.k)10-6k-1℃W/(m.K)玻璃纤维增强热固性塑料UP（BMC)221.8268V01.2611.92600.698热塑性塑料PA661.13R120V-21.268.1750.245PP0.89R50-96HB1.886.8530.175ABS1.03R107-115HB5.8980.138金属低碳钢7.86B34-520.4212.065.048不锈钢8.03B880.517.281.356相关材料的机械性能比较表二yudacompo2020/1/1132BMC的材料特性与金属材料相比有良好的设计适应性，包括高集约化的零件；高精度的成型公差；可省去许多机械操作，如焊接、冲孔等；yudacompo2020/1/1133BMC的材料特性良好的表面外观（含可成型着色和表面花纹）；在恶劣的环境中的耐腐蚀性；显著的介电强度和耐漏电痕迹性；低的导热率；yudacompo2020/1/1134BMC的材料特性良好的抗凹痕性；低的工装投入成本等；yudacompo与传统塑料相比尺寸精确，稳定性好并且在广泛的温度范围内保持良好的强度；在成型过程中对从薄到厚截面的设计适应性好；2020/1/1135BMC的材料特性为了满足特殊要求，配方的自由度高，可加快进入市场的速度；不熔融；阻燃和低发烟密度；在恶劣的环境下的耐溶剂性；yudacompo2020/1/1136BMC的材料特性BMC的阻燃性测试4minyudacompo塑料壳体25min2020/1/1137BMC的材料特性通过以上综合比较，BMC材料具有诸多自身独特的优点，可以实现总体成本，可靠性能、外观、安全性、易保养性和环境等因素的最佳组合，充分体现了BMC材料的可设计性的优势。yudacompo2020/1/11382020/1/1139SMC/BMC产品的设计要点产品结构设计SMC/BMC材料由于其特殊的材料特性，要求其在产品的结构设计过程中必须予以重点考虑，否则对制品的外观