CN107141747A - 一种断路器塑式外壳材料及其制备方法 - Google Patents

一种断路器塑式外壳材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种断路器塑式外壳材料，属于断路器材料技术领域，包括以下重量份的原料：包括以下重量份的原料乙烯基树脂50‑70份、玻璃纤维18‑20份、碳纤维8‑12份、石蜡3‑5份、氟橡胶7‑9份、氢氧化铝6‑10份、硅酸铝5‑8份、聚酰亚胺1‑3份、十溴二苯醚2‑4份、三氧化二锑1‑2份、低收缩添加剂1‑6份、交联剂1‑3份、引发剂0.3‑0.8份、增稠剂0.5‑1.5份、脱模剂1‑2份；本发明还公开了一种断路器塑式外壳材料的制备方法。本发明成本低，制作简单，绝缘性好，耐热能力强，耐冲击能力强，表面平整度较佳。

Description

一种断路器塑式外壳材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及断路器材料技术领域，具体的说，涉及了一种断路器塑式外壳材料及其制备方法。
背景技术
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。
断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。
现有的断路器外壳所采用的材料易产生裂纹，不致密，机械性能不高，加料操作处理比较困难，所制作出来的断路器外壳绝缘性、阻燃性、耐热性以及抗腐蚀性均较为低下。
在公开号CN102108204A的专利文件中，公开了一种断路器用塑式外壳材料及其制备方法，该材料包括以下组分及重量份含量：尼龙22-80、玻璃纤维5-25、针状填料5-25、阻燃剂8-20、辅助阻燃剂2-6、其它助剂0.1-2，将上述原料经高混机高速混匀，再控制温度为220-290℃，将混合物料经螺杆挤出机拉条切粒即可得产品。与现有技术相比，该发明具有较高的断裂强度和弹性模量，适量的添加对复合材料强度几乎没有影响，得到的产品表面无玻纤外露，无翘曲变形，强度高，耐热性好；但现在尼龙逐渐被聚酯型材料所取代。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种断路器塑式外壳材料及其制备方法，成本低，制作简单，绝缘性好，耐热能力强，耐冲击能力强，表面平整度较佳。
本发明提供的一种断路器塑式外壳材料，包括以下重量份的原料：
乙烯基树脂50-70份、玻璃纤维18-20份、石蜡3-5份、氟橡胶7-9份、氢氧化铝6-10份、硅酸铝5-8份、聚酰亚胺1-3份、十溴二苯醚2-4份、三氧化二锑1-2份、低收缩添加剂1-6份、交联剂1-3份、引发剂0.3-0.8份、增稠剂0.5-1.5份、脱模剂1-2份。
作为优选，低收缩添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的混合物，两者之间的重量比为2:1。
作为优选，交联剂为苯乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌的混合物；脱模剂为硬脂酸盐类内脱模剂。
作为优选，引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物。
作为优选，增稠剂为白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的一种或二种以上的混合物。
本发明还提供了一种断路器塑式外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将上述原料经高速搅拌机高速混匀，得到混合物；
（3）、将混合物经螺杆挤出机挤出造粒，即得到所需断路器塑式外壳材料。
其中，
高速搅拌机的转速为600-800r/min。
螺杆挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为100-120r/min，第一段挤出温度为150-180℃，第二段为190-210℃，第三段为220-240℃。
本发明的一种保温隔热材料及其制备方法，成本低，制备方法简单，耐热能力强，保温隔热能力强，物理性能佳，具体的有益效果如下：
（1）、玻璃纤维绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，能大大提高材料的强度；石蜡能作为润滑剂，将玻璃纤维与其它原料充分的混合，有效地防止断裂；乙烯基树脂为不饱和聚酯树脂，可以在室温下固化，常压下成型，工艺性能灵活，而且具有优良的耐腐蚀性；
（2）、氟橡胶具有较佳的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性；氢氧化铝、硅酸铝、聚酰亚胺、十溴二苯醚、三氧化二锑具有优良的阻燃性，也能提高材料的硬度和耐热性；
（3）、交联剂、引发剂、增稠剂和脱模剂均能大大提供材料的综合性能，低收缩添加剂能降低在加工成型的过程中乙烯基树脂收缩率，减小不饱和聚酯树脂的缺陷；
（4）、本发明具有较好的阻燃性、绝缘性、耐热性、抗腐蚀性以及机械强度，且具有较低的毒性，不会产生滴下物，不会产生有毒气。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的一种断路器塑式外壳材料，包括以下重量份的原料：
乙烯基树脂50份、玻璃纤维18份、石蜡3份、氟橡胶7份、氢氧化铝6份、硅酸铝5份、聚酰亚胺1份、十溴二苯醚2份、三氧化二锑1份、低收缩添加剂1份、交联剂1份、引发剂0.3份、增稠剂0.5份、脱模剂1份。
本实施例中，低收缩添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的混合物，两者之间的重量比为2:1。
本实施例中，交联剂为苯乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌的混合物；脱模剂为硬脂酸盐类内脱模剂。
本实施例中，引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物。
本实施例中，增稠剂为白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的一种或二种以上的混合物。
本实施例还提供了一种断路器塑式外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将上述原料经高速搅拌机高速混匀，得到混合物；
（3）、将混合物经螺杆挤出机挤出造粒，即得到所需断路器塑式外壳材料。
其中，
高速搅拌机的转速为600r/min。
螺杆挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为100r/min，第一段挤出温度为150℃，第二段为190℃，第三段为220℃。
实施例2
本实施例的一种断路器塑式外壳材料，包括以下重量份的原料：
乙烯基树脂60份、玻璃纤维19份、石蜡4份、氟橡胶8份、氢氧化铝8份、硅酸铝7份、聚酰亚胺2份、十溴二苯醚3份、三氧化二锑1.5份、低收缩添加剂3份、交联剂2份、引发剂0.5份、增稠剂1份、脱模剂1.5份。
本实施例中，低收缩添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的混合物，两者之间的重量比为2:1。
本实施例中，交联剂为苯乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌的混合物；脱模剂为硬脂酸盐类内脱模剂。
本实施例中，引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物。
本实施例中，增稠剂为白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的一种或二种以上的混合物。
本实施例还提供了一种断路器塑式外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将上述原料经高速搅拌机高速混匀，得到混合物；
（3）、将混合物经螺杆挤出机挤出造粒，即得到所需断路器塑式外壳材料。
其中，
高速搅拌机的转速为700r/min。
螺杆挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为110r/min，第一段挤出温度为170℃，第二段为200℃，第三段为230℃。
实施例3
本实施例的一种断路器塑式外壳材料，包括以下重量份的原料：
乙烯基树脂70份、玻璃纤维20份、石蜡5份、氟橡胶9份、氢氧化铝10份、硅酸铝8份、聚酰亚胺3份、十溴二苯醚4份、三氧化二锑2份、低收缩添加剂6份、交联剂3份、引发剂0.8份、增稠剂1.5份、脱模剂2份。
本实施例中，低收缩添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的混合物，两者之间的重量比为2:1。
本实施例中，交联剂为苯乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌的混合物；脱模剂为硬脂酸盐类内脱模剂。
本实施例中，引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物。
本实施例中，增稠剂为白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的一种或二种以上的混合物。
本实施例还提供了一种断路器塑式外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将上述原料经高速搅拌机高速混匀，得到混合物；
（3）、将混合物经螺杆挤出机挤出造粒，即得到所需断路器塑式外壳材料。
其中，
高速搅拌机的转速为800r/min。
螺杆挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为120r/min，第一段挤出温度为180℃，第二段为210℃，第三段为240℃。
参照CN102108204A中的检测方法，所得粒料按照 ISO 测试标准注塑成相应样条， 然后在 23±2℃、50±5％相对湿度下放置24h后进行测试；按照ISO 527标准测量拉伸强 度；按照ISO 178标准测量弯曲强度；按照 ISO 179 标准测量 Charpy 缺口冲击强度；按照 ISO 75 标准测量热变形温度，压力为 1.82MPa。实施例1-3的检测结果如下：
实施例1 实施例2 实施例3 CN102108204A中实施例1
拉伸强度，MPa 142 143 144 120
弯曲强度，MPa 211 213 213 170
Charpy 缺口冲击强度，KJ/m2 14 14 14 11
热变形温度，℃ 272.4 269.5 271.8 240
表面 不露玻纤，无翘曲 不露玻纤，无翘曲 不露玻纤，无翘曲 不露玻纤，无翘曲
从上表可知，实施例1-3的具有良好的物理性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种断路器塑式外壳材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
乙烯基树脂50-70份、玻璃纤维18-20份、碳纤维8-12份、石蜡3-5份、氟橡胶7-9份、氢氧化铝6-10份、硅酸铝5-8份、聚酰亚胺1-3份、十溴二苯醚2-4份、三氧化二锑1-2份、低收缩添加剂1-6份、交联剂1-3份、引发剂0.3-0.8份、增稠剂0.5-1.5份、脱模剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的断路器塑式外壳材料，其特征在于：低收缩添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的混合物，两者之间的重量比为2:1。
3.根据权利要求1所述的断路器塑式外壳材料，其特征在于：交联剂为苯乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌的混合物；脱模剂为硬脂酸盐类内脱模剂。
4.根据权利要求1所述的断路器塑式外壳材料，其特征在于：引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的断路器塑式外壳材料，其特征在于：增稠剂为白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的一种或二种以上的混合物。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种断路器塑式外壳材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将上述原料经高速搅拌机高速混匀，得到混合物；
（3）、将混合物经螺杆挤出机挤出造粒，即得到所需断路器塑式外壳材料。
7.根据权利要求6所述的断路器塑式外壳材料的制备方法，其特征在于：高速搅拌机的转速为600-800r/min。
8.根据权利要求6所述的断路器塑式外壳材料的制备方法，其特征在于：螺杆挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为100-120r/min，第一段挤出温度为150-180℃，第二段为190-210℃，第三段为220-240℃。
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