CN105885152A - 社区低压电网综合配电箱及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力设备领域，公开了社区低压电网综合配电箱，包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得：珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。本发明配电箱力学性能，绝缘性能、耐腐蚀性能以及阻燃性较好，能够有效地防止损坏、防止触电和火灾发生。

Description

社区低压电网综合配电箱及其应用
技术领域
本发明属于电力设备领域，具体涉及社区低压电网综合配电箱及其应用。
背景技术
社区低压电网连接着各个家庭，关系到人们的生活品质，包括输电电缆、电杆以及配电箱等组件。配电箱是电力供电系统中用于进行电能分配、控制、计量以及连接线缆的配电设备，一般供电局、变电所都是用高压开关柜，然后经变压器降压低压侧引出到低压配电箱，低压配电箱在到各个用电的配电盘，控制箱，开关箱，里面就是通过将一些开关、断路器、熔断器、按钮、指示灯、仪表、电线之类保护器件组装成一体达到设计功能要求的配电装置的设备。高低压配电箱也叫做：高低压开关柜或高低压电气成套设备。
目前，市场上的配电箱大多数为铁壳配电箱，其制作方法是开制冲压成型模具，然后将白铁皮冲压成型，再将冲压成型件经脱脂、水洗、酸洗、水洗、碱洗、水洗、表调、磷化、烫洗、烘干、喷漆后制作出配电箱组件，最后用铰链将配电箱组件组装成一个完整的配电箱。这种配电箱的缺点是绝缘性能不好，线路发生短路时会造成严重的安全隐患，而且产品比较笨重，安装不方便。近年来，已经有研究出塑料配电箱外壳，其具备较好的绝缘性能，而且重量小，但是机械性能、耐腐蚀性能以及导热性能较差，无法承受较大的冲击力，也无法将配电时带来的热量排出，容易造成配电箱高温，带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中配电箱外壳材料的诸多缺陷，提供了社区低压电网综合配电箱，该配电箱具备较好的绝缘阻燃性能、力学性能以及耐高温耐腐蚀性能等，可取代市场金属外壳产品。
为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：
社区低压电网综合配电箱，其包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得：
珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。
所述箱体按照如下工艺制备而得：
1）将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即为混合料A；
2）将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100:50:30:1的质量比混合均匀，投入到球磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混合料B；
3）将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C；其中，所述混合料A、混合料B、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30:40:6:1:5:200；
4）取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750℃煅烧3min，取出，粉碎成粉末状；然后与纳米碳化硅按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混合料D；
5）将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉按照500-700:40-60:20-30:12-18:5-9:1-2加入到搅拌罐中，升温至80℃，搅拌反应30min；然后升温至95℃，添加混合料C和混合料D，搅拌反应10min，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后挤出到注塑机中，注塑成型即得。其中，聚烯烃弹性体、混合料C以及混合料D的质量比为500-700:200-300:27-33。
优选地，所述纳米碳化硅的粒径为100-200nm；所述氧化铝和滑石粉的粒径均为200目；所述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量比混合而得。
注，本发明主要针对配电箱体材料的改进，对于配电箱的结构可按照常规设计来完成，其并不是发明点，此处并不一一赘述。
本发明取得的有益效果主要包括：
本发明通过合理选择原料，调整配伍量，制备的复合材料各方面性能优良，适用于制备配电箱箱体；本发明制备的配电箱在保持较好的绝缘性能的同时，机械性能以及阻燃性能也大幅提高；本发明对石墨进行表面绝缘处理，降低了导电性能，提高了导热耐腐蚀性能和树脂兼容性能；通过添加白云石、珍珠岩和海泡石提高了耐火性能，增强了热稳定性和耐腐蚀性；本发明在球磨过程中添加了活化剂，提高了粉碎效率；对聚丙烯树脂改性，提高了树脂的耐热耐老化性能；本发明通过多种材料改性，使得无机材料和树脂能很好地相容在一起，可保证产品的导热性能好，力学性能好而且成本大大降低；本发明箱体操作简单，生产成本低，适合大规模工业化推广应用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
社区低压电网综合配电箱，其包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得：
珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。
所述箱体按照如下工艺制备而得：
1）将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即为混合料A；
2）将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100:50:30:1的质量比混合均匀，投入到球磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混合料B；
3）将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C；其中，所述混合料A、混合料B、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30:40:6:1:5:200；
4）取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750℃煅烧3min，取出，粉碎成粉末状；然后与纳米碳化硅按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混合料D；
5）将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉按照500:40:20:12:5:1加入到搅拌罐中，升温至80℃，搅拌反应30min；然后升温至95℃，添加混合料C和混合料D，搅拌反应10min，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后挤出到注塑机中，注塑成型即得。其中，聚烯烃弹性体、混合料C以及混合料D的质量比为500:200:27。
其中，所述纳米碳化硅的粒径为100nm；所述氧化铝和滑石粉的粒径均为200目；所述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量比混合而得。
实施例2
社区低压电网综合配电箱，其包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得：
珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。
所述箱体按照如下工艺制备而得：
1）将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即为混合料A；
2）将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100:50:30:1的质量比混合均匀，投入到球磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混合料B；
3）将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C；其中，所述混合料A、混合料B、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30:40:6:1:5:200；
4）取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750℃煅烧3min，取出，粉碎成粉末状；然后与纳米碳化硅按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混合料D；
5）将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉按照700:60:30:18:9:2加入到搅拌罐中，升温至80℃，搅拌反应30min；然后升温至95℃，添加混合料C和混合料D，搅拌反应10min，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后挤出到注塑机中，注塑成型即得。其中，聚烯烃弹性体、混合料C以及混合料D的质量比为700:300:33。
其中，所述纳米碳化硅的粒径为200nm；所述氧化铝和滑石粉的粒径均为200目；所述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量比混合而得。
实施例3
本发明箱体材料性能测试：
1.将实施例1-2制备的箱体材料按测试标准制作标准试片，进行如下性能测试，结果见表1：
表1
2.耐腐蚀性能测试：以盐溶液为例，将试验材料浸泡到10%的氯化钠溶液中240小时，各主要性能参数测定，见表2：
表2
组别 阻燃性能 绝缘性能保持率（%） 抗张强度保持率（%） 断裂伸长率（%）
实施例1 V0 98.2 97.6 99.1
实施例2 V0 98.9 97.8 99.3
结论：实施例1-2制备的箱体力学性能，绝缘性能、耐腐蚀性能以及阻燃性较好，能够有效地防止损坏、防止触电以及防止火灾。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.社区低压电网综合配电箱，包括箱体，其特征在于，所述箱体由如下原料制备而得：珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。
2.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述箱体按照如下工艺制备而得：
步骤1）将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即为混合料A；
步骤2）将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100:50:30:1的质量比混合均匀，投入到球磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混合料B；
步骤3）将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C；其中，所述混合料A、混合料B、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30:40:6:1:5:200；
步骤4）取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750℃煅烧3min，取出，粉碎成粉末状；然后与纳米碳化硅按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混合料D；
步骤5）将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉按照500-700:40-60:20-30:12-18:5-9:1-2加入到搅拌罐中，升温至80℃，搅拌反应30min；然后升温至95℃，添加混合料C和混合料D，搅拌反应10min，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后挤出到注塑机中，注塑成型即得。
3.根据权利要求2所述的配电箱，其特征在于，所述步骤5）中，聚烯烃弹性体、混合料C以及混合料D的质量比为500-700:200-300:27-33。
4.根据权利要求2所述的配电箱，其特征在于，优选地，所述纳米碳化硅的粒径为100-200nm；所述氧化铝和滑石粉的粒径均为200目；所述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量比混合而得。
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