BMC(DMC)材料應(yīng)用發(fā)展與未來

材料的發(fā)展應(yīng)用是社會(huì)科技發(fā)展進(jìn)步的集中體現(xiàn)。我國(guó)復(fù)合材料工業(yè)起步于1956年，當(dāng)時(shí)我國(guó)人均消耗纖維復(fù)合材料還很低。到1996年，我國(guó)人均纖維復(fù)合材料消耗量?jī)H為發(fā)達(dá)國(guó)家人均量1/30（0.2kg），而發(fā)達(dá)國(guó)家為6kg/人。

在歐洲BMC或DMC是有區(qū)別的。BMC是指以間苯二甲酸樹脂為基體的改進(jìn)型預(yù)混模塑料，稱為塊狀模塑料；DMC為普通常用的預(yù)混模塑料，稱為團(tuán)狀模塑料。因其特性相似，工藝一致，故BMC、DMC統(tǒng)稱為BMC,便于敘述。

春風(fēng)拂地百草綠，任何新事物都是發(fā)展的必然。1949年市場(chǎng)出現(xiàn)了玻璃纖維無捻粗紗時(shí)，BMC的應(yīng)用才得以實(shí)現(xiàn)。

BMC的稱呼主要有：團(tuán)狀模塑預(yù)混料、團(tuán)狀模塑料、塊狀模塑料、不飽和聚酯樹脂、不飽和聚酯為基體的BMC、Bulk moulding compound、BMC、DMC等。

1960年德國(guó)拜耳公司（Farben Fabriken Bayerco.）采用了聚酯模塑料進(jìn)行生產(chǎn)，隨后逐漸推廣于歐洲、美國(guó)、日本等，并形成機(jī)械化、大規(guī)模量產(chǎn)，為此大大推動(dòng)了工業(yè)材料技術(shù)進(jìn)步。

1989年，美國(guó)的BMC產(chǎn)品值超4億美元，已可與熱塑性多種工程塑料制品在很多領(lǐng)域進(jìn)行激烈競(jìng)爭(zhēng)。盡管BMC的開發(fā)應(yīng)用在我國(guó)起步較晚，但隨著科技發(fā)展，社會(huì)需求日益劇增。目前，這種材料已越來越受到高度重視與應(yīng)用。特別是近幾年我國(guó)材料發(fā)展突飛猛進(jìn)，取得巨大成果；成型設(shè)備上也已取得較大成果。世界很多國(guó)家都在不斷地開發(fā)、研究相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，并不斷地宣傳推廣。

BMC這種極具應(yīng)用價(jià)值和生命力的新型材料將在很廣泛領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。因?yàn)樗哂袩峁绦运芰系幕咎匦?，又具有增?qiáng)工程塑料的優(yōu)點(diǎn)。特別是BMC的拉伸強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度，耐熱性，尺寸穩(wěn)定性，絕緣性，耐漏電性，耐電弧性，剛性，阻燃性，耐磨性，耐化學(xué)、物理性，膨化系數(shù)小，收縮率極低，加工性，可自由著色等是其他原材料無可替代的。

BMC參數(shù)特性比較見表1—8：

表1—1 BMC與常用玻璃纖維增強(qiáng)塑料的性能比較

材料名稱	ASTM 檢驗(yàn)方法	BMC		POM	PA66	PC	PP	PBT	ABS	PPO
		模壓	注射
玻璃纖維含量/%		22	22	25	30	10	20	30	20	20
密度/g.cm-3	D792	1.82	1.82	1.61	1.48	1.26	1.04	1.52	1.22	1.21
拉伸強(qiáng)度/MPa	D638	41.4	33.8	127.6	179.3	82.7	44.8	131.0	75.8	100.0
彎曲強(qiáng)度/MPa	D790	88.3	87.6	7.58	241.3	110.3	57.2	193.1	107	127.6
彎曲模量/GPa	D790	10.89	9.93	7.58	18.96	4.14	3.59	9.65	6.0	5.17
壓縮強(qiáng)度/MPa	D695	137.9	—	117.2	182.7	96.5	172.4	124.1	96.5	121.4
沖擊強(qiáng)度/J·m-2	D256	227.9	153.7	95.4	106	196.1	159	95.4	74.2	90.1
洛氏硬度	D785	H80～H112		M78～M94		M75～M100	—	R95～R115	—	—
熱變形溫度(1.82MPa)/℃	D648	260		162	249	149	146	221	104	154

 表1—2  不同玻璃纖維含量電絕緣級(jí)BMC模塑料的力學(xué)性能

性    能	低輪廓BMC			性     能	低輪廓BMC
	玻璃纖維含量/%				玻璃纖維含量/%
	15	22	30		15	22	30
相對(duì)密度	1.80	1.82	1.85	熱變形溫度(1.86MPa)/℃	202	202	202
吸水率（煮沸4h)/%	0.65	0.65	0.65	著火時(shí)間/s	100	90	80
拉伸強(qiáng)度/MPa	35	42	49	著火溫度/℃	530	520	510
彎曲強(qiáng)度/MPa	91.4	105	119	燃燒時(shí)間/s	50	60	70
沖擊強(qiáng)度（無缺口）/kJ·m-2	2.65	3.24	3.73	氧指數(shù)/%	32	30	28
壓縮強(qiáng)度/Mpa	127	141	155	介電強(qiáng)度/kV·mm-1	15.75	14.76	13.78
收縮率/%	0.1	0.1	0.1	耐電弧性/s	185	180	180

 表1—3  塑封電器用BMC和常用工程塑料性能對(duì)比

項(xiàng)     目	塑封電器用(BMC)	聚乙烯	聚丙烯	聚碳酸酯	ACS	尼龍
熱導(dǎo)率/W·(m·k-1)	0.5	0.1～0.14	0.16	0.14	0.12～0.18	0.22
收縮率/%	0.1	0.5～2.5	1～8	0.5～0.7	0.5	1～2.5
尺寸穩(wěn)定性（后收縮率）/%	0	易變形	3～4	4.6	0.4～0.8	—
線膨脹系數(shù)10-5/℃	1	7	11	6～7	11	9.1～10
UL746長(zhǎng)期耐熱溫度/℃	130	85	80	110	60～80	—
熱變形溫度/℃	> 200	54～74	60～70	138～157	74～107	66

  表1—4  BMC與部分玻璃纖維增強(qiáng)塑料主要性能的比較

性   質(zhì)	BMC(無收縮）	SMC(低收縮）	FRP(高強(qiáng)度）	性    質(zhì)	BMC(無收縮）	SMC(低收縮）	FRP(高強(qiáng)度）
材料形態(tài)	團(tuán)狀	片(帶）狀	—	拉伸強(qiáng)度/MPa	34.32～39.22	78.45	212.8
玻璃纖維含量/%	15	20	67	彎曲模量/GPa	8.83	10.8	21.3
玻璃纖維長(zhǎng)度/cm	0.635	2.54	網(wǎng)狀	洛氏硬度（M）	97～102	100	—
成型溫度/℃	125～150	130～150	80	常態(tài)電阻/MΩ	107～108	108	105
密度/g·cm-3	1.8～1.95	1.64	1.75	煮沸后電阻/MΩ	105	105	105
成型收縮率/%	0.05	0.3	—	耐電壓型/kV·mm-1	13～15	12	12
吸水率/%	0.10～0.20	0.07	—	介電常數(shù)（1MHz)	5.0～5.5	4.2	4.2
煮沸吸水率/%	0.40～0.50	0.7	—	耐電弧性/s	180～182	130	—
耐熱性/℃	200	200	200	耐漏電性/CTI	600	600	—
熱變形溫度/℃	200	200	200	高電流電弧點(diǎn)火性/次	200	—	—
彎曲強(qiáng)度/MPa	98～127	176.5	331.5	熱線電火性/s	300	—	—
沖擊強(qiáng)度/kJ·m-2	2.65～3.31	9.94	3.64	耐燃性94V-0		—	—
壓縮強(qiáng)度/MPa	78.5～98	137.3	214.7

表1—5  幾種典型BMC模塑料的主要性能參數(shù)

指   標(biāo)	普通型	電絕緣型	防爆型	電器封裝型
密度/g·cm-3	1.3～2.1	1.3～2.0	1.7～1.8	2.0
收縮率/%	0.1～0.15	0.1～0.12	0.2	0.1
后收縮率/%	0	0	0	0
吸水率/%	< 0.2	< 0.2	< 0.2	< 0.2
熱變形溫度/℃	> 200	> 200	> 200	> 200
馬丁耐熱/℃	> 150	230	230	150～230
沖擊強(qiáng)度/kJ·m-2	> 20	> 20	> 20	7.7
彎曲強(qiáng)度/MPa	> 80	> 80	> 80	70
工頻擊穿強(qiáng)度/kV·mm-1	> 12	> 12		> 12
體積電阻/Ω	5.9×1018	> 1014	—	1013
表面電阻/Ω	1018	1014	< 109
耐電弧/s		> 180
耐漏電/V		KC600	KC450
阻燃/級(jí)		V-0
阻燃/s			< 15

表1—6  BMC和酚醛電木對(duì)比

項(xiàng)   目	酚醛電木	BMC	項(xiàng)  目	酚醛電木	BMC
密度/g·cm-3	1.5	1.8～1.85	體積電阻/Ω	≥1010	≥1013
吸水性/mg·cm-2	≤0.4	≤0.2	擊穿強(qiáng)度/kV·mm-1	≥12	≥12
成型收縮率/%	0.5～0.7	0.1～0.2	耐電弧/s	差	180
沖擊強(qiáng)度/kJ·m-2	≥6	≥20(260)	抗漏電/V	差	KC600
彎曲強(qiáng)度/MPa	—	> 80	尺寸穩(wěn)定性	差	好
馬丁耐熱/℃	≥120	≥200

表1—7  BMC與鋁或鋼比較

項(xiàng)   目	BMC制品	鋁或鋼制品	項(xiàng)   目	BMC制品	鋁或鋼制品
密度/g·cm-3	1.85		價(jià)格/萬元·噸-1	1.4～1.8	鋁1.4，鋼0.45
絕緣性	好	差（鋁2.3，鋼7.8）	產(chǎn)品可設(shè)計(jì)性	好	差
機(jī)械強(qiáng)度	中等	高	耐化學(xué)腐蝕性	耐腐蝕	差
耗能	低	高

表1—8  不同品級(jí)的BMC制品的力學(xué)性能

品    種	相對(duì)密度	成型收縮/%	拉伸強(qiáng)度/MPa	彎曲強(qiáng)度/MPa	彎曲模量/GPa	吸水率/%
高強(qiáng)度BMC	1.7	0.15	45	95	7	20
自熄BMC	1.8	—	45	100	9	25
低收縮BMC	1.8	0.05	50	95	8.5	20
雙酚A、耐化學(xué)BMC	1.7	0.02	50	110	7	10
電絕緣BMC	1.8	0.15	45	90	8.5	15
快固化BMC	1.85	0.1	35	85	7	25

BMC應(yīng)用范圍主要有：

建材產(chǎn)品類：水管接頭，彎頭，管道，門窗框，水閥……

工業(yè)產(chǎn)品：礦用隔炸型電纜連接器，船用塑殼自動(dòng)開關(guān)，醫(yī)療設(shè)備，航空配件……

民用產(chǎn)品：管道，浴盆，電熨斗托盤，底座，電弧隔柵，手柄，滾輪，廚房用具，餐具，水殼把柄，勺柄，絕緣配件，照相器材，攝影器材，玩具，水槽，微波爐，馬路旁井蓋，縫紉機(jī)外殼攪拌器……

電器、電子產(chǎn)品：大功率開關(guān)，短路器配件，接觸器配件，電容器，電視、家用配件，電磁閥，插座，燈頭，日光燈罩，骨架，支架，旋鈕，電腦配件……

運(yùn)動(dòng)器材類:高爾夫球，運(yùn)動(dòng)器材機(jī)身，踏板，抓手把……

交通運(yùn)輸類：火車座椅與臥鋪床，高檔汽車車燈殼，車身，汽車擋板，引擎箱，車內(nèi)飾件，儀表架，操作板，煙灰缸……

工具類:電動(dòng)工具外殼，電機(jī)殼，機(jī)械零件，電鉆開關(guān)殼體，轉(zhuǎn)子軸，焊機(jī)鉗殼……

BMC的成型工藝：

BMC的成型主要有：壓制成型、壓鑄成型和注射（注塑）成型。

壓制或注射成型時(shí)，樹脂纖維、填料等能夠同時(shí)流動(dòng)，并速度均勻地充滿模腔，在極端時(shí)間內(nèi)就可一次成型而制得具有較高剛性和強(qiáng)度，帶有深筋、預(yù)埋嵌件或凸出結(jié)構(gòu)的良好復(fù)雜的制品。具有流動(dòng)性、固化性、成型收縮及尺寸精度穩(wěn)定性、著色性等。

隨著航空、航天、工業(yè)發(fā)展、社會(huì)需求的日益提升，對(duì)設(shè)備、模具、原料的提升，科技發(fā)展愈加強(qiáng)烈。有許多領(lǐng)域傳統(tǒng)的壓制、壓鑄成型已滿足不了日益發(fā)展的需求?？上驳氖拢O(shè)備、模具、原料的發(fā)展日趨完善。如今很多國(guó)家都在大規(guī)模注射成型生產(chǎn)制品。模具已達(dá)到自動(dòng)切流道料柄，除塵灰或冷流道無料柄等自動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)。原料也達(dá)到依需所配，依需之量產(chǎn)出。工藝上，注射（塑）機(jī)型機(jī)都已經(jīng)非常成熟。新銳公司自主研發(fā)生產(chǎn)的BMC注射（塑）成型機(jī)在很多運(yùn)用領(lǐng)域已得到眾多客戶好評(píng)。已有多項(xiàng)BMC成型專利獲得。為客戶提升效率，確保成品環(huán)保、美觀；大幅降低操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約原料，清料方便，節(jié)約時(shí)間，不破壞玻纖結(jié)構(gòu)等確保強(qiáng)度。

新銳公司提供ZS（注射式）,ZDZS(自動(dòng)加料復(fù)合式)，BMC(螺桿式),HBMC(螺桿注塞復(fù)合式)四種進(jìn)料結(jié)構(gòu)。依客戶產(chǎn)品提供合理立式、角式、雙鎖（一機(jī)多鎖）、臥式等BMC專用機(jī)。該類設(shè)備具有安全、快速、高效、環(huán)保等，并確保成品。

BMC應(yīng)用發(fā)展正日益遞增。應(yīng)用領(lǐng)域亦越來越廣。因其料具有能源、成本、環(huán)保等幾十種綜合優(yōu)良特點(diǎn)，必將取代其他更多材料。

復(fù)合材料應(yīng)用范圍之廣是生活質(zhì)量提升的標(biāo)志，也是一個(gè)社會(huì)文明進(jìn)步的體現(xiàn)。隨著我國(guó)開放成功，國(guó)力劇增，BMC的應(yīng)用需求將越來越廣泛。相信新銳公司與眾多同行必將能為BMC的發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)而努力著……

國(guó)殷民富科為先，企誠(chéng)人實(shí)技勤高；天道酬勤言不差，辛勤耕耘結(jié)碩果。讓我們?yōu)锽MC各個(gè)行業(yè)（材料、模具、設(shè)備、工藝……）辛勤耕耘者表示感激！百花齊放，讓我們?yōu)槊魈斓拿篮蒙疃Γ?/p>