CN105378877B - 用于电阻性和导热的断路器和负载中心的散热器合成物及其制备方法 - Google Patents

用于电阻性和导热的断路器和负载中心的散热器合成物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105378877B
CN105378877B CN201480038936.1A CN201480038936A CN105378877B CN 105378877 B CN105378877 B CN 105378877B CN 201480038936 A CN201480038936 A CN 201480038936A CN 105378877 B CN105378877 B CN 105378877B
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
polymer
thermally conductive
mold
nanofiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480038936.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105378877A (zh
Inventor
J·G·马洛尼
E·E·利阿斯
J·S·吉布森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Intelligent Power Ltd
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of CN105378877A publication Critical patent/CN105378877A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105378877B publication Critical patent/CN105378877B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52—Cooling of switch parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2505/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as filler
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/036—Application nanoparticles, e.g. nanotubes, integrated in switch components, e.g. contacts, the switch itself being clearly of a different scale, e.g. greater than nanoscale

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Patch Boards (AREA)

Abstract

本公开概念涉及用于制造电阻性导热电开关设备的合成物以及方法。合成物包括聚合物组分和纳米纤维组分。纳米纤维组分的导热性高于聚合物组分的导热性，由此与由聚合物组分构成而缺乏纳米纤维组分的电开关设备相比，包括本公开概念的合成物的电开关设备改进了热耗散。本公开概念进一步涉及，通过形成来自本公开概念合成物的内部设备(例如断路器)和/或外壳来降低电阻性导热电开关设备的内部温度的方法。

Description

用于电阻性和导热的断路器和负载中心的散热器合成物及其 制备方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年8月28日提交的美国专利申请序列号No.14/012,398的优先权和权益，其通过引用并入本文。
技术领域
本公开概念一般涉及电开关设备，并且更特别地涉及诸如断路器和负载面板或中心的电路中断器。本公开概念进一步涉及用于制造电开关设备和相关外壳的合成物，以及用于制备合成物的方法。
背景技术
电开关设备包括例如电路开关装置和电路中断器，诸如断路器、接触器、电机启动器、电机控制器和其它负载中心。这些设备一般为本领域公知的。例如，断路器已知包括至少一对可分离触点，操作该可分离触点从而保护电路免受过流条件(诸如过载条件或相对高级别的短路或故障条件)的危害。电开关设备一般包括用于提供包括电开关设备中所包含的电子器件(诸如可分离触点、操作机构和跳闸机构)的外壳，以及用于提供强度和温度绝缘的壳体。构成壳体的材料可能从可被塑模成各种几何形状的各种已知材料中选择，诸如但不限于液晶聚合物热塑性塑料。在一些实例中，壳体可通过被称为注射塑模的过程而形成，该过程是注射塑模过程，其中导入树脂(例如被注射)到腔或模具中并且然后允许其定型或固化。结果得到例如壳体的单个模制塑料件。
通常，在电开关设备(例如断路器或负载中心)中使用的模制塑料是电阻性的，即电流不能从其通过，诸如以提供屏蔽并防止位于设备外部的人员与导电部件接触以及触电可能的屏障。
本领域中同样已知用于制造纳米级尺寸的合成纤维的各种技术，例如电纺丝和ForceSpinningTM技术。图1中示出了典型的电纺丝工艺。如图1所示，电纺丝设备包括含聚合物熔体(polymer molten mass)2或溶液的注射器1。纺丝毛细管(spinning capillary)3位于注射器1的尖端，该纺丝毛细管与电压生成布置6(电流源)的一极耦接。通过注射泵9，将聚合物熔体2从注射器1向纺丝毛细管3传送出去，其中在尖端处形成液滴。通过纺丝毛细管3与反向电极5之间的电场，克服从纺丝毛细管3出来的聚合物熔体2或溶液的液滴的表面张力。然后，从纺丝毛细管3出来的液滴变形，并且当该液滴达到临界电势时被吸出从而形成称为射流的细丝。持续从纺丝毛细管3提取新的聚合物熔体2或溶液的这种带电的射流，然后在电场中向反向电极5加速。射流在其向反向电极5传送期间通过溶剂蒸发或通过冷却而固化，由此在短时间期间生成彼此连接的连续的纳米纤维7，具有几纳米到几微米的典型直径。将这些纳米纤维7以网或非纺织垫的形式放置在与反向电极5相关联的模板4上。导电模板4用作收集器，并与反向电极5一起接地。聚合物纳米纤维7在导电模板4上直接纺成。
图2中示出了典型的ForceSpinningTM设备(其在商业上可从Technology Corporation获得)。如图2所示，ForceSpinningTM设备包括喷丝头20，该喷丝头20具有包含液态材料24的容器22。在操作期间，喷丝头20以高的每分钟转速在轴25上离心转动，产生流体静力和离心力。随着喷丝头20转动，流体静力和离心力将液态材料24推送到具有位于其中的孔口27的外壁26。图2示出了一个孔口27，然而可以预想在外壁26中可以形成多个孔口。液态材料24进入到一个或多个孔口27，并从空口释放。离心力和流体静力组合以启动液态材料24的喷射，其撞击纤维收集器28以产生纳米纤维29。在图2中，将纤维收集器28设置为围绕喷丝头20的仅一部分，然而可以预想纤维收集器28可以被设置为围绕直至喷丝头20的整个周围。
在ForceSpinningTM设备中，由离心力代替用于在电纺丝设备中产生纳米纤维的静电力。液态材料可包括溶液或熔融材料，诸如聚合物熔体。可适用材料的示例包括热塑性塑料、热固性树脂和撞击挤压聚合物，诸如聚四氟乙烯(PTFE)。除了纳米纤维之外，设备还可产生微米或亚微米范围的纤维。在ForceSpinningTM技术中，电导性和/或静电电荷不是针对用以产生纤维的材料选择的相关参数，并且因此与静电纺丝相比将纺成的材料的范围可以更宽，例如可将具有低电解常数的材料纺成纳米纤维而无需额外的盐或溶剂。ForceSpinningTM设备的受控变量为喷丝头的转速、收集系统的设计以及孔口的形状和尺寸。
在本领域中同样已知通过将聚合物材料注射成模型来产生注射塑模部件。在典型的注射塑模制造过程中，加热的熔融塑料在压力下被推入到塑模腔中。注射塑模包括含模具腔的模具，该模具腔形成期望的完成组件的形状并且与熔融材料(例如典型地为树脂但还可包括金属)的源进行直接流体导通。熔融材料被推入到模具腔中并且允许其冷却成形。因此，熔融材料符合腔的形状。然后从模具腔移出冷却的组件。然后可重复该过程从而制造额外的组件。
一般而言，模具腔是要被制造的负部件。也就是说，当采用塑料填充腔时，模具腔被冷却并且塑料成为产生完成的正组件的固体材料。
注射压力可改变并且可以在从5000到20,000psi的范围内。由于所涉及的高压，模具在注射和冷却期间可能需要使用以吨测量的锁模力而夹紧封闭。
常规的注射塑模技术能够制造大量的具有高级别精度和一致性的组件。例如，采用材料、组件设计和模具设计的适当组合，可相对容易地实现小于0.001英寸(0.0025mm)的保持公差。已证明采用额外的努力可获得甚至更窄(即更紧)的公差。
用于制造诸如断路器和外壳的电开关设备的常规过程，通常使用作为热绝缘体的塑模材料。一般而言，热绝缘体提供低的或最小的热传导和热耗散。因此，由热绝缘体制造的断路器和外壳在电和热上使包含在其中的电子器件与载流操作机构绝缘。因此，断路器和外壳的端子或其它关键位置可具有提高的温度。本领域中已知测量并记录这些温度(在端子或其它关键位置中)，以保证安全操作以及受限的退化或故障。
相应地，存在识别用于构造模制电开关设备的材料的改进空间。期望提供用于制造电开关设备和外壳的电阻性且更导热的模制合成物，以及最终允许这些设备散热，由此减小热传输量并降低端子或其它关键位置的温度。
进一步，存在制造注射模制部件并且特别是使模制部件功能化从而给予其所选择的性能的改进空间。
发明内容
本公开概念的实施例满足这些和其它需求。
根据本公开概念的一方面，提出用于制造电阻性和导热电开关设备的合成物。合成物包括含聚合物的第一组分和含纳米纤维的第二组分。第二组分的导热性高于第一组分的导热性，由此包括合成物的电开关设备与由第一组分构成而缺少第二组分的电开关设备相比改进了热耗散。
第二组分包括从聚合物、含聚合物的材料、金属、含金属的材料、无机材料和这些的混合中所选择的纤维材料以及填充物。填充物可具有比纤维材料和第一组分中的每一者的导热性更高的导热性。
在某些实施例中，可将第一和第二组分组合以形成混合物。混合物经受注射塑模过程以形成模制物体，该模制物体形成电开关设备的至少一部分。
在某些其它实施例中，第一组分可经受注射塑模过程以形成模制物体，该模制物体形成电开关设备的至少一部分，并且第二组分可沉积在模制物体的外表面的至少一部分上。第二组分可能是垫的形式。垫可能是多孔的，并且此外具有沉积在外表面上的第二组分的模制物体可能是透明的。
根据本公开概念的另一方面，提供了用于准备制造电阻性和导热电开关设备的模制组件的方法。方法包括获得包含聚合物的第一组分以及获得第二组分。第二组分包括从聚合物、含聚合物的材料、金属、含金属的材料、无机材料和这些的混合中所选择的纤维材料以及填充物。第二组分的导热性高于第一组分的导热性，由此包含模制组件的电开关设备与包括第一组分而缺乏第二组分的电开关设备相比改进了热耗散。方法进一步包括在注射塑模工艺中组合第一组分和第二组分以形成模制组件，其中模制组件至少部分地形成电开关设备。
第二组分可包括至少部分沉积在载体衬底上的纳米纤维层。
在某些实施例中，第一和第二组分的组合可包括至少部分地将第二组分沉积在模具的内表面上，将第一组分导入到模具中，允许第一组分定型，至少部分地将第二组分从模具的内表面转移到模制组件的外表面，并从模具提取模制组件。在这些实施例中，第二组分可包括沉积在载体膜上的纳米纤维。作为替代，第二组分可包括直接沉积在缺乏载体膜的模具的内表面上的纳米纤维。
根据本公开概念的另一方面，提供了降低电阻性和导热电开关设备的内部温度的方法。方法包括通过将包含聚合物的第一组分和包含纳米纤维的第二组分组合以形成混合物来准备构成电开关设备的材料。第二组分的导热性高于第一组分的导热性，由此包括混合物的电开关设备与由第一组分构成而缺乏第二组分的电开关设备相比改进了热耗散。混合物被倒入模具中并使其定型。然后从模具中提取定型的混合物从而形成模制部件，该模制部件用于形成电开关设备的至少一部分。
附图说明
当结合附图阅读时，可以下优选实施例的描述中得到本公开概念的完整理解，在附图中：
图1是根据现有技术的常规电纺丝设备的示意图；
图2是根据现有技术的典型ForceSpinningTM设备的示意图；
图3A、B和C是根据本公开概念的某些实施例的用于将纳米纤维沉积到模具中且随后形成模制部件的过程的示意图。
具体实施方式
本文所使用的术语“负载中心”将意为负载面板、配电板、断路器板或任意适当的封闭或容纳多个支路或其它负载电路的多个断路器的外壳。进一步，本文所使用的术语“电开关设备”将包括相关的外壳或壳体。
本文所使用的将两个或更多部件“连接”在一起的陈述将意为部件直接连接在一起或通过一个或多个中间部件连接在一起。进一步，本文所使用的将两个或更多部件“附接”的陈述将意为部件直接地连接在一起。
与诸如断路器和负载中心的电开关设备以及相关外壳相关联地描述本公开概念，然而将变得显而易见的是其可同样应用于其它类型的电开关设备(例如但不限于，其它电路开关设备和其它电路中断器，诸如接触器、电机启动器、电机控制器和其它负载控制器)。
在某些实施例中，本公开概念包括用于制造电阻性导热电开关设备(诸如断路器和外壳)的至少一部分的电阻性散热合成物。本领域中已知由电阻性材料构成电开关设备。进一步，现有技术中已知由绝热材料(诸如聚合物，包括但不限于液晶聚合物)构成电开关设备。聚合物不是高度导热材料，并且因此对散热不是非常有效。因此，由聚合物形成的常规电开关设备(诸如断路器和外壳)保持热量，进而导致温度升高。当前的操作实践可包括测量并记录围绕断路器或附近的区域中的温度从而监测并控制温度增加。
存在已知为合适的导热体的多种材料。但是，这些已知材料通常也是导电的。出于关键安全性考虑，在制造电开关设备中使用的材料必须表现电绝缘特性。因此，构成电开关设备的合适材料不能仅表现导热特性而缺乏电阻特性。在制造电开关设备中使用的期望材料将展现电阻特性与导热特性。本公开概念的优点是可形成模制合成物以制造表现电阻性和导热特性两者的电开关设备，由此设备能够散热(而无需变成导电体)。
在本公开概念中，电阻性导热电开关设备由包括含聚合物的第一组分和含纳米纤维的第二组分的合成物制造。纳米纤维表现比聚合物组分更高的导热性，进而合成物中纳米纤维组分的存在有效增加由合成物形成的电开关设备的导热性。因此，例如在由本公开概念合成物形成的断路器中，纳米纤维组分的存在有效增加断路器的热耗散，进而降低从断路器传输到端子或其它位置(其中通常将需要监测并控制温度增加的位置)的热量。
在某些实施例中，本公开概念的合成物可用于形成外壳的背板，以增加该区域的导热性，降低外壳的内部温度，并对负载中心进行散热。负载中心通常由金属(诸如钢)构成，并且因此即使负载中心的温度可由于从外壳传输的热量而增加(例如接触时可感到热)，负载中心的金属构成将提供热耗散。
使用纤维材料和填充物来制备合成物的纳米纤维。纤维材料包括聚合物、含聚合物的材料、金属、含金属的材料、无机材料(诸如陶瓷)及其混合物。可从广泛的已知材料中选择使用的适合填充物。一般而言，不同的填充物可表现不同的特性，并且可给予聚合物组分和合成物这些不同的特性，并且最终对至少部分由合成物构成的电开关设备给予这些不同的特性。基于其材料特性功能来选择特定填充物，进而期望所得到的合成物或模制部件(例如电开关设备)的特性或功能。例如，导热填充物用于制备与聚合物组分组合的纳米纤维，以便给予聚合物组分(其不是高度导热的)导热性，并且最终给予由该组分构成的所得到的电开关设备导热性。填充物(以及所得到的纳米纤维组分)表现比聚合物组分更高的导热性，由此本公开概念的合成物的导热性高于聚合物组分的导热性。
可使用现有技术中已知的各种常规技术来制备纳米纤维组分，包括但不限于电纺丝和ForceSpinning。可在环境温度和压力条件下实施电纺丝。通常在升高温度条件(例如用于形成纳米纤维的纤维材料的熔化温度)下实施ForceSpinning。
聚合物组分包括聚合物和/或含聚合物的材料，例如基体(matrix)，并且可从已知用于制造电开关设备的这些材料中选择。
根据本公开概念，将聚合物组分和纳米纤维组分组合以形成用于制造电阻性导热电开关设备(例如断路器和外壳)的电阻性散热器合成物。可制备纳米纤维组分，并且然后将其并入第一聚合物组分中。例如，采用常规注射塑模技术可将聚合物组分用于形成模制物体，例如电开关设备或电开关设备的一部分。一般而言，注射塑模涉及选择腔或模具，采用诸如聚合物组分的材料至少部分地填充(例如注射)腔或模具，使得已填充的腔或模具定型或固化，并且从腔或模具提取模制物体。可在室温和压力条件下形成模制物体。
在某些实施例中，通过至少部分地将纳米纤维嵌入或将纳米纤维沉积在模制物体的外表面上，将纳米纤维组分合并到聚合物组分中。如在先描述的，使用现有技术中已知的常规技术来制备纳米纤维组分。例如，可使用电纺丝或ForceSpinning来形成并沉积纳米纤维在衬底或收集器上。在替代实施例中，可至少部分地在收集器(例如载体膜)上形成纳米纤维层，然后可将具有纳米纤维层的收集器施加到衬底，或纳米纤维层可直接形成在衬底上，例如直接在模具的内表面上，而无载体膜。在载体膜上形成纳米纤维的实施例中，施加载体膜，例如连接或附接到腔或模具的内表面，由此在填充腔或模具时，聚合物组分与膜上的纳米纤维接触，并在从模具提取模制聚合物组分时，纳米纤维至少部分地从膜的表面转移到模制聚合物组分的外表面，由此纳米纤维至少部分地嵌入在(例如注入)外表面中或沉积在(例如覆盖或层堆或叠压在)外表面上，以形成包括聚合物和纳米纤维组分的每一者的模制部件或组件。载体膜不转移，并且至少部分留在模具中或在模具的内表面上。
作为替代，在实施例中，其中直接在模具内表面的至少一部分上形成纳米纤维，在填充腔或模具时，聚合物组分与模具内表面上的纳米纤维接触，并且在从模具提取模制聚合物组分时，纳米纤维至少部分地从模具的内表面转移到模制聚合物组分的外表面，由此纳米纤维至少部分地嵌入(例如注入)外部面中或沉积在(例如覆盖或层堆或叠压在)外表面上，以形成包括聚合物和纳米纤维组分中的每一者的模制合成物。
纳米纤维组分可能是网或垫的形式，例如非织物。网或垫可能是高度多孔的。在聚合物组分为透光的某些实施例中，模制聚合物组分的表面上的纳米纤维组分的沉积并不显著降低所得到的模制合成物的透光性。
纳米纤维的直径可能是变化的，并且在某些实施方式中，可以是大约10纳米到大约10微米。并非旨在受任何特定理论的约束，相信使用纳米级尺寸的纤维导致改进了在纳米纤维组分和聚合物组分之间的相互作用和粘合。
在某些实施例中，包括聚合物组分和纳米纤维组分的模制合成物的表面导电性为从大约10欧姆到大约100百万欧姆。模制合成物的表面导电性可通过所选择的特定填充物和特定的填充物的量来控制和制定。
图3示出了根据本公开概念的某些实施例的用于在模制部件的表面的至少一部分上沉积纳米纤维覆层的设备和过程。如图3A所示，使用箔片定位步骤来开始该过程。用于该步骤的设备包括冲模(die)30、载体膜32和导电纳米纤维34。将导电纳米纤维34沉积在载体膜32上并在载体膜32上形成层。具有喷嘴头(nozzle head)38的喷嘴36用于将材料39注射到冲模30内。因此，喷嘴36包括喷嘴头38和其中所包含的材料39。材料39可包括聚合物或含聚合物的材料，诸如树脂。图3B进一步示出了注射塑模步骤，其包括含导电纳米纤维34的载体膜32与冲模30的内表面接触(例如附接或施加到)。喷嘴头38将材料39注入到冲模30中。图3C示出了提取步骤，其中产生模制部件40，并且在模制部件40的外表面内或外表面上沉积导电纳米纤维34，其至少部分地从保持在冲模30的内表面上的载体膜32传送。在模制部件40的表面上或表面内的导电纳米纤维34的存在，允许模制部件40的表面导电性将被控制或指定。
本公开概念的聚合物和纳米纤维组分中的每一者可包括额外的添加物和辅助剂，其在本领域中已知用在制备含聚合物的合成物和模制物体中。
在某些实施例中，通过组合聚合物和纳米纤维组分以及任意额外的添加物以形成混合物的本公开概念的合成物，形成电阻性导热电开关设备的至少一部分。混合物然后被倾入或注入腔或模具中，并允许混合物在合适的时间期间定型或固化以形成单个模制件，例如电开关设备，该单个模制件包括结合到其中的聚合物组分和纳米纤维组分。
本公开概念的合成物可以用作为在电阻性电开关设备(例如但不限于断路器、外壳和负载中心)中的散热器。
在已经详细描述本公开概念的具体实施例的同时，本领域的技术人员将理解根据本公开的整体教导可以对这些细节进行各种修改和替换。因此所公开的特定布置仅意为说明而不是对所公开概念的范围的限制，所公开概念的范围将在所附权利要求及其任意和所有等同中整体给出。

Claims (6)

1.一种电阻性电路中断器，其至少部分地由一种聚合物材料构成，所述电阻性电路中断器包括：
第一组分，包括：
聚合物；以及
以非织造的垫或网的形式的第二组分，包括：
纳米纤维，所述纳米纤维包括：从聚合物、含聚合物的材料、金属、含金属的材料、陶瓷以及这些的混合物中所选择的纤维材料；以及导热的填充物；
其中所述第二组分的导热性高于所述第一组分的导热性，由此与由所述第一组分构成而缺少所述第二组分的电阻性电路中断器相比，包括所述第二组分的所述电阻性电路中断器改进了热耗散；并且
其中所述聚合物材料呈现电阻性和导热性两者；
其中所述第一组分(39)经受注射塑模过程以形成模制组件(40)，所述模制组件(40)形成所述电阻性电路中断器的至少一部分；
其中，所述第二组分被沉积在所述注射塑模过程中使用的模具(30)的内表面上，并且所述第二组分的至少一部分从所述模具(30)的内表面传送到模制组件(40)的外表面。
2.如权利要求1所述的电阻性电路中断器，其中所述第二组分是垫的形式。
3.一种方法，用于改进电阻性电路中断器的至少一部分的热导率，所述方法包括：
获得包括聚合物的第一组分；
获得包括纳米纤维的第二组分，以非织造的垫或网的形式，所述纳米纤维包括：
从聚合物、含聚合物的材料、金属、含金属的材料、陶瓷以及这些的混合物中所选择的纤维材料；以及
导热的填充物；
将所述第二组分沉积在模具(30)的内表面上；
将所述第一组分(39)引入所述模具(30)；
允许所述第一组分(39)定型；
将所述第二组分的至少一部分从所述模具(30)的内表面传送到模制组件(40)的外表面；
从所述模具(30)提取所述模制组件(40)；以及
将所述模制组件并入所述电阻性电路中断器，
其中所述第二组分的导热性高于所述第一组分的导热性，由此与包括所述第一组分而缺少所述第二组分的电阻性电路中断器相比，包括所述模制组件的所述电阻性电路中断器改进了热耗散，从而有效地分散从所述电阻性电路中断器到负载中心的热。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述第二组分包括至少部分地沉积在载体衬底(32)上的纳米纤维层。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述第二组分包括直接沉积在缺少载体膜的所述模具的内表面上的纳米纤维。
6.一种方法，用于降低电阻性导热电路中断器的内部温度，所述方法包括：
准备构成所述电阻性导热电路中断器的材料，包括：
将包括聚合物的第一组分和包括纳米纤维的第二组分组合以形成混合物，其中，所述纳米纤维包括：从聚合物、含聚合物的材料、金属、含金属的材料、陶瓷以及这些的混合物中所选择的纤维材料；以及导热的填充物；
其中第二添加组分的导热性高于第一聚合物组分的导热性，由此与由所述第一组分构成而缺少所述第二组分的电阻性电路中断器相比，包括所述混合物的所述电阻性电路中断器改进了热耗散；
将所述混合物引入模具；
允许所述模具中的所述混合物定型；
从所述模具提取用于形成所述电阻性电路中断器的至少一部分的构成材料；
其中所述电阻性导热电路中断器从包括断路器和断路器外壳的组中选择。
CN201480038936.1A 2013-08-28 2014-07-22 用于电阻性和导热的断路器和负载中心的散热器合成物及其制备方法 Active CN105378877B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/012,398 2013-08-28
US14/012,398 US11286372B2 (en) 2013-08-28 2013-08-28 Heat sink composition for electrically resistive and thermally conductive circuit breaker and load center and method of preparation therefor
PCT/US2014/047519 WO2015030952A1 (en) 2013-08-28 2014-07-22 Heat sink composition for electrically resistive and thermally conductive circuit breaker and load center and method of preparation therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105378877A CN105378877A (zh) 2016-03-02
CN105378877B true CN105378877B (zh) 2019-05-03

Family

ID=51266452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480038936.1A Active CN105378877B (zh) 2013-08-28 2014-07-22 用于电阻性和导热的断路器和负载中心的散热器合成物及其制备方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11286372B2 (zh)
EP (1) EP3039699B1 (zh)
JP (1) JP6611718B2 (zh)
CN (1) CN105378877B (zh)
CA (1) CA2916038C (zh)
ES (1) ES2819233T3 (zh)
MX (1) MX2016002500A (zh)
WO (1) WO2015030952A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230402204A1 (en) * 2022-05-20 2023-12-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Circuit breaker housing formed using injection molding with a reinforcement material on an outer surface

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1775742A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-18 Polymatech Co., Ltd. Key sheet
JP2010258112A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Nissha Printing Co Ltd 導電性成形品及びその製造方法
CN102077311A (zh) * 2008-06-24 2011-05-25 Abb技术股份公司 中压或高压开关装置组件的电极部件及其制造方法
CN102203188A (zh) * 2008-10-30 2011-09-28 纳幕尔杜邦公司 包含导热填料和超支化聚酯酰胺的热塑性组合物

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0459315A (ja) 1990-06-29 1992-02-26 Mazda Motor Corp 構造用反応射出成形方法
DE10327530A1 (de) 2003-06-17 2005-01-20 Electrovac Gesmbh Vorrichtung mit wenigstens einer von einem zu kühlenden Funktionselement gebildeten Wärmequelle, mit wenigstens einer Wärmesenke und mit wenigstens einer Zwischenlage aus einer thermischen leitenden Masse zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke sowie thermische leitende Masse, insbesondere zur Verwendung bei einer solchen Vorrichtung
US8025960B2 (en) * 2004-02-02 2011-09-27 Nanosys, Inc. Porous substrates, articles, systems and compositions comprising nanofibers and methods of their use and production
US7553371B2 (en) * 2004-02-02 2009-06-30 Nanosys, Inc. Porous substrates, articles, systems and compositions comprising nanofibers and methods of their use and production
JP2005228954A (ja) 2004-02-13 2005-08-25 Fujitsu Ltd 熱伝導機構、放熱システムおよび通信装置
US7554111B2 (en) * 2004-05-20 2009-06-30 The Regents Of The University Of California Nanoparticle-polymer bistable devices
AU2006249601B2 (en) * 2005-05-26 2011-08-11 Nanocomp Technologies, Inc. Systems and methods for thermal management of electronic components
DE102007040762A1 (de) 2007-08-29 2009-03-05 Bayer Materialscience Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden Nanostrukturen mittels Elektrospinnen
JP5968621B2 (ja) * 2008-05-07 2016-08-10 ナノコンプ テクノロジーズ インコーポレイテッド ナノ構造体ベースの加熱装置およびその使用方法
JP2010080572A (ja) 2008-09-25 2010-04-08 Denso Corp 電子装置
JP2010149314A (ja) 2008-12-24 2010-07-08 Tokyo Tokushu Insatsu Kogyo Kk インモールド成形方法
US9217210B2 (en) * 2009-03-24 2015-12-22 North Carolina State University Process of making composite inorganic/polymer nanofibers
DE102009015226A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-14 Kim, Gyeong-Man, Dr. Template-gestütztes Musterbildungsverfahren von Nanofasern im Electrospinn-Verfahren und deren Anwendungen
US8299159B2 (en) * 2009-08-17 2012-10-30 Laird Technologies, Inc. Highly thermally-conductive moldable thermoplastic composites and compositions
WO2012020846A1 (en) 2010-08-09 2012-02-16 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Resin composition and electrically insulating part obtained from the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1775742A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-18 Polymatech Co., Ltd. Key sheet
CN102077311A (zh) * 2008-06-24 2011-05-25 Abb技术股份公司 中压或高压开关装置组件的电极部件及其制造方法
CN102203188A (zh) * 2008-10-30 2011-09-28 纳幕尔杜邦公司 包含导热填料和超支化聚酯酰胺的热塑性组合物
JP2010258112A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Nissha Printing Co Ltd 導電性成形品及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016529372A (ja) 2016-09-23
US20150060723A1 (en) 2015-03-05
JP6611718B2 (ja) 2019-11-27
ES2819233T3 (es) 2021-04-15
EP3039699A1 (en) 2016-07-06
MX2016002500A (es) 2017-01-05
WO2015030952A1 (en) 2015-03-05
CA2916038A1 (en) 2015-03-05
CN105378877A (zh) 2016-03-02
US20220169831A1 (en) 2022-06-02
EP3039699B1 (en) 2020-06-17
CA2916038C (en) 2022-08-23
US11286372B2 (en) 2022-03-29
US11879053B2 (en) 2024-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101546618B (zh) 以可控的传导通道为特征的复合塑料接触元件材料组合物及相关制备方法
CN104813519B (zh) 用于形成到传导性纤维电极的电气连接的方法以及这样形成的电极
CA2366584A1 (en) Composite comprising structural and non structural fibers
CN105378877B (zh) 用于电阻性和导热的断路器和负载中心的散热器合成物及其制备方法
CN107354534A (zh) 一种导电聚酯纤维的制备方法
CN105647017A (zh) 具有连续隔离结构的导电高分子复合材料及其制备方法
Li et al. Analysis of morphology and electrical insulation of 3d printing parts
CN104066887B (zh) 纤维素基电绝缘材料
WO2015030953A1 (en) Functionalizing injection molded parts using nanofibers
De Meo et al. Dynamic local temperature control in micro‐injection molding: Effects on poly (lactic acid) morphology
CN101192461A (zh) 高分子ptc芯片电加热复合工艺
CN103741237A (zh) 熔丝纹理生成结构
Zhang et al. Efficient preparation of polymer nanofibers by needle roller electrospinning with low threshold voltage
CA2000087A1 (en) Article of manufacture
CN208745217U (zh) 一种汽车配件注塑喷咀
CN103173880A (zh) 基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒及制备方法
CN101942137A (zh) 一种振动注塑装置制备导电性增强的聚合物/碳纳米管复合材料的方法
CN206441673U (zh) 一种利用lds技术的保险丝装置
CN201180239Y (zh) 热收缩薄膜交织布绝缘保护带
CN203683745U (zh) 螺旋式熔丝结构
CN203754861U (zh) 熔丝纹理生成结构
CN107969121A (zh) 一种低温可变形热塑料装置
KR102233567B1 (ko) 고밀도 탄소섬유 복합재 제조방법
CN107283873B (zh) 塑料成形方法及其设备
CN205958180U (zh) 爆震传感器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190419

Address after: Dublin, Ireland

Applicant after: Eaton Intelligent Power Co.,Ltd.

Address before: Ohio, USA

Applicant before: Eaton Corp.