CN107304263A - 一种变压器骨架材料及其制备方法 - Google Patents

一种变压器骨架材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器骨架材料及其制备方法，所述骨架材料包括如下重量份的原料：聚乙烯40～60份、热塑性弹性体20～30份、玄武岩纤维10～25份、纳米级氢氧化铝5～15份、二酚双二苯磷酸酯2～6份、空心玻璃微珠1～6份、相容剂0.5～1.5份、润滑剂0～0.8份、光稳定剂0.6～2份、抗氧剂0.5～2份。制备方法包括混料、密炼、挤出成型、辊压。本发明的骨架材料防水阻燃性能优良，抗老化性、耐热性、耐腐蚀、再加工性能优良，力学性能如断裂拉伸强度、撕裂强度、剥离强度可观，制备方法工艺简单可控，扩大了适用范围。

Description

一种变压器骨架材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及变压器材料领域，具体涉及一种变压器骨架材料及其制备方法。
背景技术
随着电子工业的飞速发展，家用电子产品的使用越来越普遍。人们除了要求提高产品性能指标外，对安全性能要求也越来越高。家用电子产品的安全问题是研究这类产品的安全要求和满足这些要求的设计，以及在产品设计、制造、验收中的安全测试检查，确保在规定的使用范围内，不管是在正常工作条件，还是故障条件下均能保证安全。变压器作为电子产品的关键元器件，必须从变压器设计、生产、安装进行严格控制。
变压器的骨架材料也应根据材料的特性及使用要求加以选择。骨架材料应满足耐压、耐振、耐热、阻燃、防止击穿和无有害毒气产生，目前常用的ABS塑料、聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚碳酸酯塑料，性能比较单一，力学性能和再加工性能较差，需要进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变压器骨架材料及其制备方法，该骨架材料防水阻燃性能优良，抗老化性、耐热性、耐腐蚀、再加工性能优良，力学性能如断裂拉伸强度、撕裂强度、剥离强度可观，制备方法工艺简单可控，扩大了适用范围。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种变压器骨架材料，包括如下重量份的原料：聚乙烯40～60份、热塑性弹性体20～30份、玄武岩纤维10～25份、纳米级氢氧化铝5～15份、二酚双二苯磷酸酯2～6份、空心玻璃微珠1～6份、相容剂0.5～1.5份、润滑剂0～0.8份、光稳定剂0.6～2份、抗氧剂0.5～2份。
优选地，所述骨架材料包括如下重量份的原料：聚乙烯50份、热塑性弹性体25份、玄武岩纤维18份、纳米级氢氧化铝10份、二酚双二苯磷酸酯3份、空心玻璃微珠3份、相容剂0.9份、润滑剂0.3份、光稳定剂1.3份、抗氧剂1.5份。
优选地，所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三段共聚物、聚硅氧烷嵌段共聚物中的一种或两种的混合物。
优选地，所述相容剂选自马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸的接枝物或共聚物中的一种或多种的混合物。
优选地，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、石蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡中的一种或多种的混合物。
优选地，所述光稳定剂选自紫外线吸收剂UV327或UV531。
优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂3114中的一种或多种的混合物。
上述变压器骨架材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各原料，混合搅拌均匀，100～120℃加热30～40min；
(2)密炼造粒：将加热后的混合物投入密炼机，在180～200℃密炼10～25min后，送入双辊机，辊筒温度控制在180～190℃，再输入到切粒机切粒；
(3)挤出成型：将切好的粒料投入双螺杆挤出机中挤出，螺杆转速控制在40～60r/min，然后经模具成型得到成型料，模具的中心温度为200～250℃，模具的两侧温度比中心温度高5～8℃；
(4)将成型料投入三辊冷却压花机辊压得到该骨架材料，三辊冷却压花机的辊筒温度控制在中辊筒温度为60～70℃、下辊筒温度为40～50℃、上辊筒温度为75～85℃。
优选地，所述步骤(3)双螺杆挤出机的机筒最高温度设置为200～220℃，长径比20～40。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的变压器骨架材料，通过对聚乙烯的改性，制得的骨架材料防水阻燃性能优良，抗老化性、耐热性、耐腐蚀、再加工性能优良，力学性能如断裂拉伸强度、撕裂强度、剥离强度可观，制备方法工艺简单可控，扩大了适用范围。其中，断裂拉伸强度超出标准指标150％以上，撕裂强度超出标准指标120％以上，剥离强度超出标准指标200％以上，耐热性超出标准指标130％以上。
(2)本发明的变压器骨架材料，以聚乙烯为主要成分，加入了起到骨架作用、提高制品硬度表面光泽度的玄武岩纤维，吸附承载能力优良的纳米级氢氧化铝，环保型阻燃剂二酚双二苯磷酸酯，耐热性能优异的热塑性弹性体，以及相容剂、润滑剂和抗紫外线阻隔光线的光稳定剂，阻碍氧化的抗氧剂，各成分安全无毒，制备方法简单，优化了骨架材料的多项性能，延长了使用寿命。
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
一种变压器骨架材料，包括如下重量份的原料：聚乙烯50份、热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三段共聚物25份、玄武岩纤维18份、纳米级氢氧化铝10份、二酚双二苯磷酸酯3份、空心玻璃微珠3份、相容剂甲基丙烯酸缩水甘油酯0.9份、润滑剂硬脂酸锌0.3份、光稳定剂UV327 1.3份、抗氧剂3114 1.5份。
上述变压器骨架材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各原料，混合搅拌均匀，120℃加热40min。
(2)密炼造粒：将加热后的混合物投入密炼机，在200℃密炼15min后，送入双辊机，辊筒温度控制在190℃，再输入到切粒机切粒。
(3)挤出成型：将切好的粒料投入双螺杆挤出机中挤出，螺杆转速控制在60r/min，然后经模具成型得到成型料，模具的中心温度为235℃，模具的两侧温度比中心温度高5～8℃；其中，双螺杆挤出机的机筒最高温度设置为200～220℃，长径比20～40。
(4)将成型料投入三辊冷却压花机辊压得到该骨架材料，三辊冷却压花机的辊筒温度控制在中辊筒温度为60～70℃、下辊筒温度为40～50℃、上辊筒温度为75～85℃。
实施例2
一种变压器骨架材料，包括如下重量份的原料：聚乙烯48份、热塑性弹性体聚硅氧烷嵌段共聚物28份、玄武岩纤维17份、纳米级氢氧化铝5份、二酚双二苯磷酸酯3份、空心玻璃微珠5份、相容剂马来酸酐0.8份、润滑剂硬脂酸钙0.2份、光稳定剂UV327 0.8份、抗氧剂1098 0.7份。
上述变压器骨架材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各原料，混合搅拌均匀，120℃加热30min。
(2)密炼造粒：将加热后的混合物投入密炼机，在200℃密炼10min后，送入双辊机，辊筒温度控制在190℃，再输入到切粒机切粒。
(3)挤出成型：将切好的粒料投入双螺杆挤出机中挤出，螺杆转速控制在60r/min，然后经模具成型得到成型料，模具的中心温度为250℃，模具的两侧温度比中心温度高5～8℃；其中，双螺杆挤出机的机筒最高温度设置为200～220℃，长径比20～40。
(4)将成型料投入三辊冷却压花机辊压得到该骨架材料，三辊冷却压花机的辊筒温度控制在中辊筒温度为60～70℃、下辊筒温度为40～50℃、上辊筒温度为75～85℃。
实施例3
一种变压器骨架材料，包括如下重量份的原料：聚乙烯50份、热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三段共聚物27份、玄武岩纤维15份、纳米级氢氧化铝6份、二酚双二苯磷酸酯3份、空心玻璃微珠2份、相容剂丙烯酸的接枝物1.3份、润滑剂硬脂酸0.4份、光稳定剂UV531 1.3份、抗氧剂1076 1.3份。
上述变压器骨架材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各原料，混合搅拌均匀，110℃加热37min。
(2)密炼造粒：将加热后的混合物投入密炼机，在190℃密炼15min后，送入双辊机，辊筒温度控制在184℃，再输入到切粒机切粒。
(3)挤出成型：将切好的粒料投入双螺杆挤出机中挤出，螺杆转速控制在60r/min，然后经模具成型得到成型料，模具的中心温度为250℃，模具的两侧温度比中心温度高5～8℃；其中，双螺杆挤出机的机筒最高温度设置为200～220℃，长径比20～40。
(4)将成型料投入三辊冷却压花机辊压得到该骨架材料，三辊冷却压花机的辊筒温度控制在中辊筒温度为60～70℃、下辊筒温度为40～50℃、上辊筒温度为75～85℃。
实施例4
一种变压器骨架材料，包括如下重量份的原料：聚乙烯52份、热塑性弹性体聚硅氧烷嵌段共聚物23份、玄武岩纤维17份、纳米级氢氧化铝12份、二酚双二苯磷酸酯5份、空心玻璃微珠5份、相容剂马来酸酐1.3份、润滑剂石蜡0.5份、光稳定剂UV531 1.2份、抗氧剂1680.7份。
上述变压器骨架材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各原料，混合搅拌均匀，106℃加热37min。
(2)密炼造粒：将加热后的混合物投入密炼机，在186℃密炼18min后，送入双辊机，辊筒温度控制在186℃，再输入到切粒机切粒。
(3)挤出成型：将切好的粒料投入双螺杆挤出机中挤出，螺杆转速控制在50r/min，然后经模具成型得到成型料，模具的中心温度为220℃，模具的两侧温度比中心温度高5～8℃；其中，双螺杆挤出机的机筒最高温度设置为200～220℃，长径比20～40。
(4)将成型料投入三辊冷却压花机辊压得到该骨架材料，三辊冷却压花机的辊筒温度控制在中辊筒温度为60～70℃、下辊筒温度为40～50℃、上辊筒温度为75～85℃。
实施例5
一种变压器骨架材料，包括如下重量份的原料：聚乙烯58份、热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三段共聚物20份、玄武岩纤维22份、纳米级氢氧化铝13份、二酚双二苯磷酸酯6份、空心玻璃微珠5份、相容剂丙烯酸的共聚物1.2份、润滑剂聚乙烯蜡0.2份、光稳定剂UV531 1.6份、抗氧剂1010 1.2份。
上述变压器骨架材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各原料，混合搅拌均匀，100℃加热40min。
(2)密炼造粒：将加热后的混合物投入密炼机，在200℃密炼16min后，送入双辊机，辊筒温度控制在180℃，再输入到切粒机切粒。
(3)挤出成型：将切好的粒料投入双螺杆挤出机中挤出，螺杆转速控制在60r/min，然后经模具成型得到成型料，模具的中心温度为230℃，模具的两侧温度比中心温度高5～8℃；其中，双螺杆挤出机的机筒最高温度设置为200～220℃，长径比20～40。
(4)将成型料投入三辊冷却压花机辊压得到该骨架材料，三辊冷却压花机的辊筒温度控制在中辊筒温度为60～70℃、下辊筒温度为40～50℃、上辊筒温度为75～85℃。
实施例6
性能测试：对上述实施例1～5制备的骨架材料的性能进行了测试。
由上表可以看出，相比于标准指标，本发明的骨架材料的力学性能如断裂拉伸强度、撕裂强度、剥离强度优良，耐热性较强，扩大了适用范围。
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，也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种变压器骨架材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚乙烯40～60份、热塑性弹性体20～30份、玄武岩纤维10～25份、纳米级氢氧化铝5～15份、二酚双二苯磷酸酯2～6份、空心玻璃微珠1～6份、相容剂0.5～1.5份、润滑剂0～0.8份、光稳定剂0.6～2份、抗氧剂0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的变压器骨架材料，其特征在于，所述骨架材料包括如下重量份的原料：聚乙烯50份、热塑性弹性体25份、玄武岩纤维18份、纳米级氢氧化铝10份、二酚双二苯磷酸酯3份、空心玻璃微珠3份、相容剂0.9份、润滑剂0.3份、光稳定剂1.3份、抗氧剂1.5份。
3.根据权利要求1所述的变压器骨架材料，其特征在于，所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三段共聚物、聚硅氧烷嵌段共聚物中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的变压器骨架材料，其特征在于，所述相容剂选自马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸的接枝物或共聚物中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的变压器骨架材料，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、石蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的变压器骨架材料，其特征在于，所述光稳定剂选自紫外线吸收剂 UV327 或 UV531。
7.根据权利要求1所述的变压器骨架材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂3114中的一种或多种的混合物。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的变压器骨架材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份称取各原料，混合搅拌均匀，100～120℃加热30～40min；
（2）密炼造粒：将加热后的混合物投入密炼机，在180～200℃密炼10～25min后，送入双辊机，辊筒温度控制在180～190℃，再输入到切粒机切粒；
（3）挤出成型：将切好的粒料投入双螺杆挤出机中挤出，螺杆转速控制在40～60r/min，然后经模具成型得到成型料，模具的中心温度为200～250℃，模具的两侧温度比中心温度高5～8℃；
（4）将成型料投入三辊冷却压花机辊压得到该骨架材料，三辊冷却压花机的辊筒温度控制在中辊筒温度为60～70℃、下辊筒温度为40～50℃、上辊筒温度为75～85℃。
9.根据权利要求8所述的变压器骨架材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）双螺杆挤出机的机筒最高温度设置为200～220℃，长径比20～40。
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