环氧BMC的配方设计及成型工艺研究

作     者：朱莉云 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王翔

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：环氧BMC 模压工艺参数 低密度 力学性能 电性能 

摘      要：BMC具有很高的机械强度,良好的电绝缘性、抗静电性、抗漏电性、耐化学腐蚀性等性能,因此广泛应用于电气部件、汽车部件和电子塑封等领域。然而随着高科技的发展,人们对BMC材料的性能特别是其力学性能,电性能和耐热性能要求越来越高。传统的BMC材料综合性能不够理想,在电气、建筑和航天军工领域的应用受到限制。环氧树脂作为一种高性能树脂,拥有耐温性、耐腐蚀性好、力学强度高、绝缘效果好、收缩性低、吸水性低等诸多优点。如果能运用环氧树脂独特的优点,制备出环氧团状模塑料,就可以有效地解决了现有的BMC中存在的性能缺点。 本文首先选择了符合模压工艺和性能要求的原材料,选用了固化剂二氨基二环己基甲烷（简称HMDA）与E-51环氧树脂作为BMC材料的树脂基体,滑石粉和空心玻璃微珠作为填料,无碱短切玻纤作为增强材料。制备了环氧BMC模压料,并对BMC模压料的粘度进行了评价,确定了合适的初始粘度。之后通过测试力学强度、外观、模压料的流动性、固化反应程度来调整和优化模压工艺参数;通过改变短切纤维、填料、环氧树脂三组分的配比,测试不同配比时,环氧BMC的电性能、力学性能、吸水率、收缩率等,讨论了纤维/填料质量比对BMC材料综合性能的影响,研究了模压制品纤维取向问题,确定了BMC模压料的最优配方及性能设计。最终的结果为当玻璃纤维/填料质量比为35/15,成型温度80℃,模压压力6MPa,保温时间为60min时,环氧BMC的弯曲强度为159Mpa,拉伸强度为43.1Mpa,体积电阻率为3.38×1014Ω·cm,介电常数为3.48,介电损耗为0.0197,耐电弧为123s。且环氧BMC的固化收缩率小于0.5%。 最后本文研究了低密度环氧团状模塑料的制备,及玻璃微珠的含量对环氧BMC的密度和力学性能的影响。当玻璃微珠加入量在8%-20%时,环氧BMC板材的密度显著降低,当加入量为20%时,BMC的密度可以降低到0.91g/cm3,但是拉伸强度也呈下降的趋势,从玻璃微珠加入量为8%时的35.4Mpa到加入量为20%的21.2Mpa。