CN105924869A - 一种电力用低噪音配电箱外壳及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力用低噪音配电箱外壳，原料组分如下，均为重量份：丙烯酸树脂40‑60份，丁苯橡胶20‑40份，氯丁橡胶20‑40份，氟醚橡胶23‑26份，石墨烯0.1‑15份，酚醛树脂13‑15份，碳化硅10‑20份，硅烷偶联剂1‑10份，半补强炉黑12‑15份，煅烧陶土10‑12份，经表面处理的凯夫拉短切纤维6～12份，炭黑1‑10份，纳米二硫化钼(MoS2)5‑7份，防老剂1‑10份，氧化锌4～8份，促进剂1‑5份。本发明的配电箱外壳具备高耐磨损和良好的抗冲击性能的同时兼具较好的弹性、强度、减震性和减少噪音的功能。

Description

一种电力用低噪音配电箱外壳及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电力用低噪音配电箱外壳及其制备方法，属于电力设备技术领域。
背景技术
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，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、耐腐蚀性能性能较差，无法承受较大的冲击力，容易带来安全隐患。同时配电箱产生的噪声对人的危害性很大，长期处于噪声下的人会出现如下症状：影响听力，妨碍学习工作，干扰睡眠。影响心血管功能和内分泌系统。这主要表现在心跳过快、心律不齐、血压过高等。危害中枢神经系统。长期处于噪声环境中的人会出现头痛、耳痛多梦、记忆力减退、全身乏力等症状。甚至影响儿童的智力发展。有报告指出，在噪声环境下的儿童的智力比在安静环境下的儿童低20％，噪声对胎儿的成长也有影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电力用低噪音配电箱外壳及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种电力用低噪音配电箱外壳，原料组分如下，均为重量份：
丙烯酸树脂40-60份，丁苯橡胶20-40份，氯丁橡胶20-40份，氟醚橡胶23-26份，石墨烯0.1-15份，酚醛树脂13-15份，碳化硅10-20份，硅烷偶联剂1-10份，半补强炉黑12-15份，煅烧陶土10-12份，经表面处理的凯夫拉短切纤维6～12份，炭黑1-10份，纳米二硫化钼(MoS2)5-7份，防老剂1-10份，氧化锌4～8份，促进剂1-5份。
本发明优选的，半补强炉黑、煅烧陶土、碳化硅的粒径为80-90nm。
本发明优选的，所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯，牌号1502。
本发明优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69、Si747、KH550、KH560、KH570；优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69。
本发明优选的，所述的防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂，优选的，所述的防老剂为对苯二胺衍生物类防老剂。
本发明优选的，所述的促进剂为二硫代四丁基秋兰姆。
本发明优选的，炭黑的粒径大于250nm，进一步的，炭黑为快压出炭黑N990。
本发明优选的，所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30％的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
一种电力用低噪音配电箱外壳，原料组分如下，均为重量份：
丙烯酸树脂45-55份，丁苯橡胶20-30份，氯丁橡胶20-300份，氟醚橡胶23-25份，石墨烯5-10份，酚醛树脂13-14份，碳化硅10-15份，硅烷偶联剂1-7份，半补强炉黑12-14份，煅烧陶土10-12份，经表面处理的凯夫拉短切纤维6～8份，炭黑1-5份，纳米二硫化钼(MoS2)5-7份，防老剂1-5份，氧化锌4～6份，促进剂1-3份。
上述电力用低噪音配电箱外壳的制备方法，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：(1-15):100，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到70-80℃，将丙烯酸树脂、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22-24min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至30-35℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为(8-10)：(2-5)；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入碳化硅、石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在惰性气体保护的氛围下加热至50-60℃，搅拌反应120-150分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度90-100℃，炼胶时间20-30分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，
(6)将硫化后的制品取出，投入到模具型腔中热压成型，其热压温度150～170℃，热压压力280～300Mpa，热压固化时间30～35min，冷却后得电力用低噪音配电箱外壳。
本发明优选的，步骤(4)中，所述热氮气的温度为70-80℃，所述惰性气体为氮气或氩气，搅拌反应的搅拌速度为80-100转/分钟。
本发明优选的，步骤(5)中，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为180-190℃，硫化时间10-20分钟，然后升温至220-240℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为7-10分钟。
本发明的配电箱外壳以丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟醚橡胶作为主料，使得本发明的配电箱外壳具备耐磨损、低噪音和优异的抗冲击、耐磨性机械性能；丁苯橡胶，氯丁橡胶，氟醚橡胶在酚醛树脂的配合下复混融合，同时添加硅烷偶联剂，使橡胶分子间形成牢固的C-C键并进一步构成“网络结构”，氟醚橡胶分子主链上碳原子链接氟原子形成键距短、键能极大的C-F键，且氟原子密集地包围着C-C主键，进一步保护主链不被冲击、破坏，加上经表面处理的凯夫拉短切纤维的保护，使本发明具备高耐磨损和良好的抗冲击性能的同时兼具较好的弹性、强度、减震性和减少噪音的功能；二硫化钼片层之间具有较弱的范德华力(润滑作用)，极易劈开吸收摩擦力，使得橡胶与橡胶之间的直接摩擦就变成片层之间的间接摩擦，从而提高橡胶的耐磨性；同时配合石墨烯，石墨烯大尺寸片层结构吸附硫化，延长焦烧时间，改善氯丁橡胶的加工安全性，二硫化钼与石墨烯之间的配合，使分子间更加牢固、密实，使耐磨性进一步增强，半补强炉黑和煅烧陶土作为补强剂，能够充分填充在橡胶分子间的“网络结构”中，进一步极大地提高了配电箱外壳的机械性能及耐腐蚀性。硅烷偶联剂Si-69的使用，不仅能够促进上述补强填充剂均匀地分布在本发明的橡胶分子间的“网络结构”中，同时，能够配合促进剂形成硫化体系，改善硫化特性，热氮气吹干使石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、氧化锌、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂与橡胶之间的接触面积增大，更好的各自发挥各自作用及组分之间的相互性，使配电箱外壳具备耐磨损、低噪音和优异的抗冲击、耐磨性。在橡胶分子间的“网络结构”中硅烷偶联剂Si-69的保护下，补强填充剂、经表面处理的凯夫拉短切纤维发挥最大功效，使耐磨性及降低噪音能达到极致，使配电箱外壳具备耐磨损、耐高温、低噪音和优异的抗冲击、耐磨性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，市购产品。
实施例1
一种电力用低噪音配电箱外壳，原料组分如下，均为重量份：
丙烯酸树脂50份，丁苯橡胶22份，氯丁橡胶35份，氟醚橡胶25份，石墨烯5份，酚醛树脂14份，碳化硅12份，硅烷偶联剂Si69 7份，半补强炉黑14份，煅烧陶土11份，经表面处理的凯夫拉短切纤维8份，炭黑3份，纳米二硫化钼(MoS2)6份，对苯二胺衍生物类防老剂3份，氧化锌5份，二硫代四丁基秋兰姆2份。
所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30％的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
上述电力用低噪音配电箱外壳的制备方法，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离3小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：12:100，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到78℃，将丙烯酸树脂、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22min得到橡胶主料，过程中打三角包6次，得到的橡胶主料冷却至32℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流32分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为4：1；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用温度为78℃的热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入碳化硅、石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在氮气保护的氛围下加热至55℃，以90转/分钟的搅拌速速搅拌反应140分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度98℃，炼胶时间25分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为185℃，硫化时间15分钟，然后升温至230℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为8分钟。
(6)将硫化后的制品取出，投入到模具型腔中热压成型，其热压温度160℃，热压压力300Mpa，热压固化时间30min，冷却后得电力用低噪音配电箱外壳。
实施例2
一种电力用低噪音配电箱外壳，原料组分如下，均为重量份：
丙烯酸树脂45份，丁苯橡胶30份，氯丁橡胶22份，氟醚橡胶23份，石墨烯7份，酚醛树脂13份，碳化硅15份，硅烷偶联剂Si69 5份，半补强炉黑12份，煅烧陶土10份，经表面处理的凯夫拉短切纤维7份，炭黑2份，纳米二硫化钼(MoS2)5份，对苯二胺衍生物类防老剂5份，氧化锌4份，二硫代四丁基秋兰姆3份。
所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30％的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
上述电力用低噪音配电箱外壳的制备方法，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：1:10，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到72℃，将丙烯酸树脂、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼24min得到橡胶主料，过程中打三角包6次，得到的橡胶主料冷却至30℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为5:1；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用温度为75℃的热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入碳化硅、石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在氮气保护的氛围下加热至54℃，以88转/分钟的搅拌速速搅拌反应145分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度95℃，炼胶时间25分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为188℃，硫化时间12分钟，然后升温至220℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为10分钟。
(6)将硫化后的制品取出，投入到模具型腔中热压成型，其热压温度170℃，热压压力290Mpa，热压固化时间35min，冷却后得电力用低噪音配电箱外壳。

Claims (10)

1.一种电力用低噪音配电箱外壳，原料组分如下，均为重量份：
丙烯酸树脂40-60份，丁苯橡胶20-40份，氯丁橡胶20-40份，氟醚橡胶23-26份，石墨烯0.1-15份，酚醛树脂13-15份，碳化硅10-20份，硅烷偶联剂1-10份，半补强炉黑12-15份，煅烧陶土10-12份，经表面处理的凯夫拉短切纤维6～12份，炭黑1-10份，纳米二硫化钼(MoS2)5-7份，防老剂1-10份，氧化锌4～8份，促进剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的电力用低噪音配电箱外壳，其特征在于，所述碳化硅、半补强炉黑、煅烧陶土的粒径为80-90nm，所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯，牌号1502。
3.根据权利要求1所述的电力用低噪音配电箱外壳，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为Si69、Si747、KH550、KH560、KH570；优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69。
4.根据权利要求1所述的电力用低噪音配电箱外壳，其特征在于，所述的防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂，优选的，所述的防老剂为对苯二胺衍生物类防老剂。
5.根据权利要求1所述的电力用低噪音配电箱外壳，其特征在于，所述的促进剂为二硫代四丁基秋兰姆。
6.根据权利要求1所述的电力用低噪音配电箱外壳，其特征在于，炭黑的粒径大于250nm，进一步的，炭黑为快压出炭黑N990。
7.根据权利要求1所述的电力用低噪音配电箱外壳，其特征在于，所述经表面处理的凯夫拉短切纤维，是将凯夫拉短切纤维投入质量百分比为30％的甲基丙烯酸酰胺溶液中，浸渍35～40分钟后取出清洗并在烘箱内烘干得到，凯夫拉短切纤维直径18um～25um，纤维长度3～5mm。
8.一种权利要求1所述的电力用低噪音配电箱外壳的制备方法，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：(1-15):100，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到70-80℃，将丙烯酸树脂、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22-24min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至30-35℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为(8-10)：(2-5)；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入碳化硅、石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、炭黑、经表面处理的凯夫拉短切纤维、硅烷偶联剂，在惰性气体保护的氛围下加热至50-60℃，搅拌反应120-150分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、氧化锌、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度90-100℃，炼胶时间20-30分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，
(6)将硫化后的制品取出，投入到模具型腔中热压成型，其热压温度150～170℃，热压压力280～300Mpa，热压固化时间30～35min，冷却后得电力用低噪音配电箱外壳。
9.根据权利要求8所述的电力用低噪音配电箱外壳的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述热氮气的温度为70-80℃，所述惰性气体为氮气或氩气，搅拌反应的搅拌速度为80-100转/分钟。
10.根据权利要求8所述的电力用低噪音配电箱外壳的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为180-190℃，硫化时间10-20分钟，然后升温至220-240℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为7-10分钟。
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