CN107057313A - 电器附件外壳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电器附件外壳及其制备方法。其中电器附件外壳的至少一部分由阻燃性片状模塑料制成，阻燃性片状模塑料的原料以间基型聚酯+聚苯乙烯的重量100份计包含以下组分：65‑75份间基型聚酯、25‑35份聚苯乙烯、0.02‑0.05份对苯醌、0.5‑1.5份过氧化苯甲酸叔丁酯、150‑200份填料和100‑150份纤维；其中间基型聚酯中包含反丁烯二酸和二元醇，反丁烯二酸与二元醇的摩尔比为0.8‑0.9:1，和二元醇为丙二醇和新戊二醇；且纤维的长度在30mm‑100mm之间。本发明的电器附件外壳具有优异的阻燃性。

Description

电器附件外壳及其制备方法

技术领域

本发明涉及电器附件外壳，特别涉及阻燃性能优异的电器附件外壳及其制造方法。

背景技术

电器附件外壳通常采用SMC复合材料模压成型制造加工。SMC复合材料是片状模塑料(Sheet molding compound)的缩写，其主要原料由GF(专用纱)、UP(不饱和树脂)、低收缩添加剂，MD(填料)及各种助剂组成。它在二十世纪六十年代初首先出现在欧洲，在1965年左右，美、日相继发展了这种工艺。我国于80年代末，引进了国外先进的SMC生产线和生产工艺。

SMC复合材料具有坚固耐磨、保温、肤质好、绝缘的优良特性，以及良好的设计性和工艺性。由于这些特性，SMC复合材料在世界上已得到广泛应用，特别是在汽车、建筑、电气、船舶、防腐容器等方面发展极为迅速。近年来，已进一步研发了具有特定性能和特殊用途的SMC复合材料。例如，具有不吸水易清洁、使用寿命延长、抗老化、抗高温或防滑性能的SMC复合材料。随着人们对生活质量追求的提高，对于电器附件外壳的性能要求日益严格。为顺应此类需求，需要开发具有更高性能，特别是阻燃性能更好的电器附件外壳。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的一方面，提供电器附件外壳，其中所述电器附件外壳的至少一部分由阻燃性片状模塑料制成，所述阻燃性片状模塑料的原料基于总重量份计包含以下组分：

65-75份间基型聚酯、25-35份聚苯乙烯、0.02-0.05份对苯醌、0.5-1.5份过氧化苯甲酸叔丁酯、150-200份填料、100-150份纤维；其中所述间基型聚酯中包含反丁烯二酸和二元醇，所述反丁烯二酸与所述二元醇的摩尔比为0.8-0.9:1，所述二元醇为丙二醇和新戊二醇；且所述纤维的长度在30mm-100mm之间。优选地，纤维的含量为110-140份，例如130份等。

在某些实施方案中，所述间基型聚酯的结构中具有异氰脲酸酯基团。

在某些实施方案中，所述填料选自由氢氧化铝、氢氧化镁、水菱镁矿、碳酸钙、碳酸钙镁石、滑石、硅灰石、各种粘土、玻璃粉、炭黑、二氧化钛和氧化铁组成的组中的至少之一。优选地，所述填料为氢氧化铝和碳酸钙。

在某些实施方案中，所述纤维选自由玻璃纤维、碳纤维、硼纤维和聚合物纤维组成的组中的至少之一。优选地，所述纤维为玻璃纤维。

在某些实施方案中，所述阻燃性片状模塑料的原料进一步包含有机磷酸铵。

本发明的另一方面，提供电器附件外壳的制备方法，其包括将本发明所述的阻燃性片状模塑料在120-150℃温度和3-12Mpa压力下压制成型的步骤。

在某些实施方案中，本发明的压制成型包括以下步骤：

(1)准备本发明所述的阻燃性片状模塑料；

(2)剪裁，按制品的结构形状、加料位置、流程决定片材剪裁的形状与尺寸，制作样板裁料，上下薄膜在装料前揭去；

(3)水平安装模具，并确保安装位置在压机台面的中心，压制前要先彻底清理模具，并涂脱模剂；

(4)加料，加料前在100℃或120℃下预热，然后按加料量＝制品体积×1.8计算加料量，加料面积为制品表面投影面积的40％-80％；

(5)成型，在120-150℃温度和3-12Mpa压力下压制成型，固化时间控制为40-50s/mm厚。

本发明的电器附件外壳具有更高性能，特别是阻燃性能更加优异。适应用于户内或户外使用的额定电压达440V的家用和类似用途固定式电器装置的电器附件的外壳或外壳部件。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

本发明中，名词术语既包括单数形式，也包括复数形式，除非上下文另行明确指出。本发明中所述的“至少之一”或“至少一种”不仅仅指包含“一个”或“一种”的情况，更重要的还包含“多个”或“多种”的情况。除非另作说明，否则本发明中的份均以重量(或质量)计，且在无特别说明的情况下，重量份基于间基型聚酯和聚苯乙烯的总重量份100计。

本发明中所用术语“电器附件外壳”是指适用于户内或户外使用的额定电压达440V的家用和类似用途固定式电器装置的电器附件的外壳或外壳部件。其实例包括，但不限于安装盒、盖或盖板、面板、空白电气箱体、电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩。优选道路照明灯具外壳等。

本发明所用术语“含磷多异氰酸酯”是指在分子中带有磷(P)的任何多异氰酸酯，优选具有下式结构的化合物：

其中P为磷原子，H为氢原子，C为碳原子，N为氮原子；X为亚烷基；R为合成所采用的异氰酸酯原料中的亚烷基或亚芳基。

在某些实施方案中，含磷多异氰酸酯可通过下述方法制备：在装有温控设备、搅拌器、回流冷凝器、干燥装置的干燥反应釜中加入二异氰酸酯，温度控制在35-75℃，在均匀搅拌下加入含磷多元醇，且含磷多元醇的醇羟基与二异氰酸酯的摩尔比为1.0:3.0-7.0，控制反应温度在45-65℃之间；滴加含磷三元醇的时间控制在2-4小时完成；在45-65℃温度下继续反应3-5小时；取样，采用二正丁胺法测定异氰酸酯含量恒定后，停止反应；反应结束后，采用聚氨酯固化剂通用提纯方法中的溶剂萃取法、薄膜蒸发法或三聚法分离未反应的二异氰酸酯，使二异氰酸酯含量<0.6％。含磷多异氰酸酯的引入增强阻燃性。

本发明中所用术语“间基型聚酯”有时也称作“间苯型聚酯”、“间苯型不饱和聚酯”等，是指包含间苯二甲酸、二元酸和二元醇组份的不饱和聚酯树脂。为了获得更高的阻燃性，优选的二元酸和二元醇组合为反丁烯二酸和丙二醇和新戊二醇。其中基于摩尔量，反丁烯二酸：(丙二醇和新戊二醇)为0.8-0.9:1。

本发明中的填料优选金属水合物粒状填料，包括，但不限于Al(OH)₃、Mg(OH)₂和水菱镁矿(Mg₅(CO₃)₄(OH)₂*4H₂O。基于重量份计填料的量为150-200份，例如180份。

在某些实施方案中，阻燃性片状模塑料的原料进一步包含氧化镁，从而进一步增强绝缘性，其添加量为0.5-2份，优选例如1份。

在某些实施方案中，阻燃性片状模塑料的原料进一步包含硬脂酸锌，从而进一步增强脱模性和润滑性，其添加量为3-5份，例如4份。

在某些实施方案中，阻燃性片状模塑料的原料进一步包含有机磷酸铵，其可促使可燃物脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。有机磷酸铵的实例包括，但不限于磷酸酯、卤代磷酸酯。其添加量为3-5份，例如4份。

本发明还提供电器附件外壳的制备方法，其包括将本发明所述的阻燃性片状模塑料在120-150℃温度和3-12Mpa压力下压制成型的步骤。

在某些实施方案中，本发明的压制成型包括以下步骤：

(1)准备本发明所述的阻燃性片状模塑料；

(2)剪裁，按制品的结构形状、加料位置、流程决定片材剪裁的形状与尺寸，制作样板裁料，上下薄膜在装料前揭去；

(3)水平安装模具，并确保安装位置在压机台面的中心，压制前要先彻底清理模具，并涂脱模剂；

(4)加料，加料前在100℃-120℃下预热，然后按加料量＝制品体积×1.8计算加料量，加料面积为制品表面投影面积的40％-80％；

(5)成型，在120-150℃温度和3-12Mpa压力下压制成型，固化时间控制为40-50s/mm厚。

实施例

在没有特别说明的情况下，本发明中使用的任何试剂均为市场购买的一般试剂。

在高温高压下模压阻燃性片状模塑料来制备灯具外壳。

成型温度在120-150℃的温度、成型压力5-12MPA的条件下压制成型。将合乎要求的片状模塑料及比较用模塑料(参见下表)剪裁成所需的形状，揭去两面的保护薄膜，按要求的形状叠合，放置在加热了的模具的适当位置上，按照规定的工艺参数加压成型。

片状模塑料的压制设备为压机和模具及加热温度控制设备。

压机以国产压机为主，一般有45T、100T、200T、315T、500T、630T、1000T、1260T、1500T、1800T、2000T、2500T等。

使用压机须熟悉压机的各种参数，尤其要调整好工作压力和压机的运行速度及压机台面的平行度。压机台面的平行度对确保薄壁型制品厚度的均匀性是至关重要的。模具一定装水平，确保安装位置在压机台面的中心。压制前要先对模具进行彻底地清理，然后涂敷脱模剂，加料前要用干净纱布再将脱模剂小心擦匀，以免影响制品的外观质量。对于新模具，在涂敷脱模剂之前要先去油。

模具的加热方式一般有电加热、油加热和蒸气加热三种方式，加热控制装要求对模具加热时控制模具的温度要求为±5℃之内，模具表面的温度差在±2℃之内。

表1

注：含量以间基型UP+PS为100重量份计，长度以mm计。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

Claims (10)

1.一种电器附件外壳，其中所述电器附件外壳的至少一部分由阻燃性片状模塑料制成，所述阻燃性片状模塑料的原料包含以下组分：

65-75份间基型聚酯、25-35份聚苯乙烯、0.02-0.05份对苯醌、0.5-1.5份过氧化苯甲酸叔丁酯、150-200份填料和100-150份纤维，以所述间基型聚酯与所述聚苯乙烯的总重量为100份计；

其中所述间基型聚酯中包含反丁烯二酸和二元醇，所述反丁烯二酸与所述二元醇的摩尔比为0.8-0.9:1，所述二元醇为丙二醇和新戊二醇；且

所述纤维的长度在30mm-100mm之间。

2.根据权利要求1所述的电器附件外壳，其中所述阻燃性片状模塑料的原料进一步包含含磷多异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的电器附件外壳，其中所述填料选自由氢氧化铝、氢氧化镁、水菱镁矿、碳酸钙、碳酸钙镁石、滑石、硅灰石、粘土、玻璃粉、炭黑、二氧化钛和氧化铁组成的组中的至少之一。

4.根据权利要求1所述的电器附件外壳，其中所述纤维选自由玻璃纤维、碳纤维、硼纤维和聚合物纤维组成的组中的至少之一。

5.根据权利要求1所述的电器附件外壳，其中所述纤维为玻璃纤维。

6.根据权利要求1所述的电器附件外壳，其中所述阻燃性片状模塑料的原料进一步包含硬脂酸锌。

7.根据权利要求1所述的电器附件外壳，其中所述阻燃性片状模塑料的原料进一步包含有机颜料。

8.根据权利要求1所述的电器附件外壳，其中所述阻燃性片状模塑料的原料进一步包含氧化镁。

9.一种电器附件外壳的制备方法，其包括将阻燃性片状模塑料在120-150℃温度和3-12Mpa压力下压制成型的步骤，其中所述阻燃性片状模塑料的原料包含以下组分：65-75份间基型聚酯、25-35份聚苯乙烯、0.02-0.05份对苯醌、0.5-1.5份过氧化苯甲酸叔丁酯、150-200份填料和100-150份纤维，以所述间基型聚酯和所述聚苯乙烯的总重量为100份计；

其中所述间基型聚酯中包含反丁烯二酸和二元醇，所述反丁烯二酸与所述二元醇的摩尔比为0.8-0.9:1，所述二元醇为丙二醇和新戊二醇；且所述纤维的长度在30mm-100mm之间。

10.一种电器附件外壳的制备方法，其包括以下步骤：

(1)准备阻燃性片状模塑料，其原料包含以下组分：65-75份间基型聚酯、25-35份聚苯乙烯、0.02-0.05份对苯醌、0.5-1.5份过氧化苯甲酸叔丁酯、150-200份填料和100-150份纤维，以所述间基型聚酯和所述聚苯乙烯的总重量为100份计，其中所述间基型聚酯中包含反丁烯二酸和二元醇，所述反丁烯二酸与所述二元醇的摩尔比为0.8-0.9:1，所述二元醇为丙二醇和新戊二醇，且所述纤维的长度在30mm-100mm之间；

(2)剪裁，按制品的结构形状、加料位置、流程决定片材剪裁的形状与尺寸，制作样板裁料，上下薄膜在装料前揭去；

(3)水平安装模具，并确保安装位置在压机台面的中心，压制前要先彻底清理模具，并涂脱模剂；

(4)加料，加料前在100℃-120℃下预热，然后按加料量＝制品体积×1.8计算加料量，加料面积为制品表面投影面积的40％-80％；

(5)成型，在120-150℃温度和3-12Mpa压力下压制成型，固化时间控制为40-50s/mm厚。