CN107216549A - 一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳及其制备方法 - Google Patents

一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，包括以下重量份的原料：聚丙烯90‑110份、聚烯烃弹性体25‑35份、石墨烯2‑4份、玻璃纤维10‑20份、抗静电剂0.5‑0.8份、加工助剂8‑12份、偶联剂0.8‑1.6份、六甲基磷酰三胺8‑12份、纳米二氧化钛粉末4‑8份、纳米二氧化硅0.5‑1.5份、阻燃添加剂12‑16份。本发明的电力仪表用外壳安全环保、防静电、耐磨耐老化，具有较高的拉升强度、弯曲强度和缺口冲击强度，使用寿命较长、综合性能优良，同时本发明提供的制备方法，其材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳及其制备方法
技术领域
本发明涉及电力设备保护技术领域，具体涉及一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
背景技术
近年来，随着国民经济的发展，人民生活质量的提高，电力仪器设备的使用也越来越频繁，其运用的范围越来越广和各类复杂恶劣环境也越来越多，因此对其保护外壳的的要求也越来越高。
由于现今技术中，由于加工工艺性不好在实际使用中存在机械强度不高、抗静电性能不好、没有阻燃性能、导热散热能力不强等缺点，因此很有必要改进外壳材料的配方，使材料达到更为良好的散热效果，从而改善电力设备的使用性能，延长使用寿命；提高外壳的拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度，从而有效保护电力设备免受冲击。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，该电力仪表用外壳安全环保、防静电、耐磨耐老化，具有较高的拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度，使用寿命较长、综合性能优良，同时本发明提供的制备方法，其材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，包括以下重量份的原料：
聚丙烯90-110份、聚烯烃弹性体25-35 份、石墨烯2-4份、玻璃纤维10-20份、抗静电剂0.5-0.8份、加工助剂8-12份、偶联剂0.8-1.6份、六甲基磷酰三胺8-12份、纳米二氧化钛粉末4-8份、纳米二氧化硅0.5-1.5份、阻燃添加剂12-16份。
优选地，所述电力仪表用外壳材料包括以下重量份的原料：
聚丙烯100 份、聚烯烃弹性体30 份、石墨烯3份、玻璃纤维15份、抗静电剂0.7份、加工助剂10份、偶联剂1.2份、六甲基磷酰三胺10份、纳米二氧化钛粉末6份、纳米二氧化硅1份、阻燃添加剂14份。
优选地，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
优选地，所述加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
优选地，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
优选地，所述偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸、乙烯基三甲氧基硅烷和苯乙烯-丁二烯共聚物按照重量比为2:1:1:0.5组成的混合物。
优选地，所述阻燃添加剂为氯化石蜡、闭孔珍珠岩、阻燃聚醚多元醇按照1:1.5:3组成的混合物。
本发明还提供了一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将偶联剂、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅、石墨烯、玻璃纤维混合加入高速搅拌机中，在65-75℃下搅拌15-25min，搅拌转速200-300r/min，再加入聚丙烯、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、六甲基磷酰三胺、阻燃添加剂，升温至110-130℃继续搅拌30-40分钟，制得混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为165-175℃，区段二温度为175-185℃，区段三温度为185-175℃，区段四温度为175-185℃，区段五合流区温度为185-195℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为40-60r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在100-120℃下干燥6-10小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
优选地，所述高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的制备步骤为：
步骤一，将偶联剂、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅、石墨烯、玻璃纤维混合加入高速搅拌机中，在70℃下搅拌20min，搅拌转速250r/min，再加入聚丙烯、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、六甲基磷酰三胺、阻燃添加剂，升温至120℃继续搅拌35分钟，制得混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为170℃，区段二温度为180℃，区段三温度为185℃，区段四温度为180℃，区段五合流区温度为90℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为50r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在110℃下干燥8小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳添加了纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅，以上添加剂具有表现出卓越的补强、增稠、触变、绝缘、消光、防流挂等性质，能够有效增加外壳的的机械强度和绝缘性能。
（2）本发明的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳添加的玻璃纤维与聚合物基体复合，可以有效提高提高外壳的硬度、弯曲强度和缺口冲击强度等物理性能。
（3）本发明的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳添加了少量的石墨烯，石墨烯的添加能使电力仪表用外壳具备良好导热性能，导热系数更高，同时能够增加电力仪表用外壳拉伸性能。
（4）本发明的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳添加了抗氧剂能够使制备的电力仪表用外壳不容易产生静电，避免了灰尘的集聚，加工助剂中增塑剂、抗氧剂、流平剂有效增加外壳材料的耐磨耐老化性能以及机械强度和表面光滑平整度，。
（5）本发明的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳添加了由氯化石蜡、闭孔珍珠岩、阻燃聚醚多元醇组成的阻燃添加剂，三者的复合作用能使外壳材料的阻燃性能更强，作用时间更长久。
（6）本发明的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的制备方法材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，包括以下重量份的原料：
聚丙烯90份、聚烯烃弹性体25份、石墨烯2份、玻璃纤维10份、抗静电剂0.5份、加工助剂8份、偶联剂0.8份、六甲基磷酰三胺8份、纳米二氧化钛粉末4份、纳米二氧化硅0.5份、阻燃添加剂12份。
本实施例中抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例中加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
本实施例中增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
本实施例中偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸、乙烯基三甲氧基硅烷和苯乙烯-丁二烯共聚物按照重量比为2:1:1:0.5组成的混合物。
本实施例中阻燃添加剂为氯化石蜡、闭孔珍珠岩、阻燃聚醚多元醇按照1:1.5:3组成的混合物。
本实施例的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将偶联剂、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅、石墨烯、玻璃纤维混合加入高速搅拌机中，在65℃下搅拌25min，搅拌转速200r/min，再加入聚丙烯、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、六甲基磷酰三胺、阻燃添加剂，升温至110℃继续搅拌40分钟，制得混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为165-175℃，区段二温度为175-185℃，区段三温度为185-175℃，区段四温度为175-185℃，区段五合流区温度为185-195℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为60r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在100℃下干燥10小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
实施例2.
本实施例的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，包括以下重量份的原料：
聚丙烯110份、聚烯烃弹性体35 份、石墨烯4份、玻璃纤维20份、抗静电剂0.8份、加工助剂12份、偶联剂1.6份、六甲基磷酰三胺12份、纳米二氧化钛粉末8份、纳米二氧化硅1.5份、阻燃添加剂16份。
本实施例中抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例中加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
本实施例中增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
本实施例中偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸、乙烯基三甲氧基硅烷和苯乙烯-丁二烯共聚物按照重量比为2:1:1:0.5组成的混合物。
本实施例中阻燃添加剂为氯化石蜡、闭孔珍珠岩、阻燃聚醚多元醇按照1:1.5:3组成的混合物。
本实施例的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将偶联剂、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅、石墨烯、玻璃纤维混合加入高速搅拌机中，在75℃下搅拌15min，搅拌转速300r/min，再加入聚丙烯、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、六甲基磷酰三胺、阻燃添加剂，升温至130℃继续搅拌40分钟，制得混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为165-175℃，区段二温度为175-185℃，区段三温度为185-175℃，区段四温度为175-185℃，区段五合流区温度为185-195℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为60r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在120℃下干燥10小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
实施例3.
本实施例的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，包括以下重量份的原料：
聚丙烯100 份、聚烯烃弹性体30 份、石墨烯3份、玻璃纤维15份、抗静电剂0.7份、加工助剂10份、偶联剂1.2份、六甲基磷酰三胺10份、纳米二氧化钛粉末6份、纳米二氧化硅1份、阻燃添加剂14份。
本实施例中抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例中加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
本实施例中增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
本实施例中偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸、乙烯基三甲氧基硅烷和苯乙烯-丁二烯共聚物按照重量比为2:1:1:0.5组成的混合物。
本实施例中阻燃添加剂为氯化石蜡、闭孔珍珠岩、阻燃聚醚多元醇按照1:1.5:3组成的混合物。
本实施例的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将偶联剂、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅、石墨烯、玻璃纤维混合加入高速搅拌机中，在70℃下搅拌20min，搅拌转速250r/min，再加入聚丙烯、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、六甲基磷酰三胺、阻燃添加剂，升温至120℃继续搅拌35分钟，制得混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为170℃，区段二温度为180℃，区段三温度为185℃，区段四温度为180℃，区段五合流区温度为90℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为50r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在110℃下干燥8小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
以上各实施例制备的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的性能测试结果如下：
拉伸强度Mpa 弯曲强度Mpa 缺口冲击强度KJ/m2
实施例1 38.6 31.3 13.5
实施例2 36.2 33.2 14.8
实施例3 37.5 32.9 14.2
对比例 31.2 27.1 9.8
本发明的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳安全环保、防静电、耐磨耐老化，具有较高的拉升强度、弯曲强度和缺口冲击强度，使用寿命较长、综合性能优良，同时本发明提供的制备方法，其材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，其特征在于，包括以下重量份的原料：
聚丙烯90-110份、聚烯烃弹性体25-35 份、石墨烯2-4份、玻璃纤维10-20份、抗静电剂0.5-0.8份、加工助剂8-12份、偶联剂0.8-1.6份、六甲基磷酰三胺8-12份、纳米二氧化钛粉末4-8份、纳米二氧化硅0.5-1.5份、阻燃添加剂12-16份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，其特征在于，所述电力仪表用外壳材料包括以下重量份的原料：
聚丙烯100 份、聚烯烃弹性体30 份、石墨烯3份、玻璃纤维15份、抗静电剂0.7份、加工助剂10份、偶联剂1.2份、六甲基磷酰三胺10份、纳米二氧化钛粉末6份、纳米二氧化硅1份、阻燃添加剂14份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，其特征在于，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，其特征在于，所述加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
5.根据权利要求3所述的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，其特征在于，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
6.根据权利要求1或2所述的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，其特征在于，所述偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸、乙烯基三甲氧基硅烷和苯乙烯-丁二烯共聚物按照重量比为2:1:1:0.5组成的混合物。
7.根据权利要求1或2所述的一种高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳，其特征在于，所述阻燃添加剂为氯化石蜡、闭孔珍珠岩、阻燃聚醚多元醇按照1:1.5:3组成的混合物。
8.一种制备如权利要求1或2所述的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将偶联剂、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅、石墨烯、玻璃纤维混合加入高速搅拌机中，在65-75℃下搅拌15-25min，搅拌转速200-300r/min，再加入聚丙烯、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、六甲基磷酰三胺、阻燃添加剂，升温至110-130℃继续搅拌30-40分钟，制得混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为165-175℃，区段二温度为175-185℃，区段三温度为185-175℃，区段四温度为175-185℃，区段五合流区温度为185-195℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为40-60r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在100-120℃下干燥6-10小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
9.根据权利要求8所述的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳的制备方法，其特征在于，所述步骤为：
步骤一，将偶联剂、纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化硅、石墨烯、玻璃纤维混合加入高速搅拌机中，在70℃下搅拌20min，搅拌转速250r/min，再加入聚丙烯、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、六甲基磷酰三胺、阻燃添加剂，升温至120℃继续搅拌35分钟，制得混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为170℃，区段二温度为180℃，区段三温度为185℃，区段四温度为180℃，区段五合流区温度为90℃，区段六机头温度为195℃，螺杆转速为50r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在110℃下干燥8小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度抗静电耐候阻燃电力仪表用外壳。
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