CN108456393A - 一种配电柜专用面板材料及制备方法 - Google Patents

一种配电柜专用面板材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电力产品技术领域，提供了一种配电柜专用面板材料及制备方法，利用硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂制得的面板材料，密度小，硬度高，韧性好，电绝缘性好，具有较好的耐火性、耐腐蚀性、耐磨性和防静电能力，延长了配电柜的使用寿命。

Description

一种配电柜专用面板材料及制备方法
技术领域
本发明属于电力产品技术领域，具体地，涉及一种配电柜专用面板材料及制备方法。
背景技术
目前的配电柜外壳主要是用冷轧钢板或不锈钢板制成的。冷轧钢板的强度很高，表面光亮，但韧性、可焊性差，比较硬、脆，如果存在漏焊，则会进水，造成配电柜内部的元器件报废甚至发生火灾，存在安全隐患。不锈钢板有足够的强度，又有极好的塑性，硬度也不高，便于加工，但是由于长期处于室外，环境较差，所以耐腐蚀性不能很好地满足使用需求，使得配电柜的使用寿命较短，尤其是下雨后形成的酸雨对配电柜外表面有极强的腐蚀性，一旦配电柜被腐蚀，电力系统就要面临极大的危险。而且不锈钢板的密度较大，安装时费时费力，电绝缘性较差，也存在安全隐患。
另外，有些配电柜一般用铁皮制作外壳，当用于承载高压电源，特别是在干燥的北方，经常由于灰尘摩擦产生静电，这就导致高压电源配电柜极其容易发生着火危险，后果不堪设想。
为了克服上述不足，本发明提供一种配电柜专用面板材料及制备方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种配电柜专用面板材料及制备方法。
根据本发明的一个方面提供一种配电柜专用面板材料，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂30-55份、聚酞亚胺35-46份、有机纤维11-21份、呋喃树脂粘接剂1-7份、海泡石粉末3-6份、碳化硅粉末2-5份、二氧化硅粉末2-7份、增塑剂0.7-2.7份、分散剂0.8-2.2份、润滑剂0.6-1.8份和偶联剂0.5-4.8份。
优选地，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂30-50份、聚酞亚胺35-41份、有机纤维15-21份、呋喃树脂粘接剂1-4份、海泡石粉末3-5份、碳化硅粉末2-3份、二氧化硅粉末2-5份、增塑剂0.7-2.1份、分散剂0.8-2.1份、润滑剂0.6-1.1份和偶联剂0.5-2.8份。
优选地，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂40份、聚酞亚胺38份、有机纤维17份、呋喃树脂粘接剂3份、海泡石粉末4份、碳化硅粉末2份、二氧化硅粉末3份、增塑剂1.5份、分散剂1.7份、润滑剂0.8份和偶联剂1.7份。
优选地，所述增塑剂包含酯类增塑剂和醚化合物，且所述醚化合物的含量，以增塑剂的总重量为基准，占增塑剂的总重量的0.07-10wt％。
优选地，所述分散剂包括如下重量份数的原料：萘磺酸盐40-60份、聚氨基羧酸盐7-15份、聚甲基丙烯磺酸盐6-10份、木质素磺酸盐13-35份和碳酸盐6-22份。
优选地，所述偶联剂是以丙酮为溶剂，以含有氨基的硅烷偶联剂作为反应基体，加入阻燃的环氧树脂，在氮气保护条件下室温搅拌1-2h后除去溶剂，所得到的粘稠的液体产物即为偶联剂。
本发明的另一个方面提供一种配电柜专用面板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量比称量：硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂；
（2）将硅烷接枝聚乙烯树脂、呋喃树脂粘接剂加至反应釜中，升温至100-120℃，真空脱水1-2h，降温至50-60℃，加入聚酞亚胺、有机纤维、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，140-160℃熟化4-10h，得到熟化物；
（3）将熟化物与海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末混合，搅拌；
（4）将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，冷却，即得。
优选地，所述步骤（2）中熟化过程是在二氧化碳气氛中进行。
优选地，所述步骤（4）中挤出温度为180-210℃、双螺杆挤出机的螺杆转速为290-320rpm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供一种配电柜专用面板材料，利用硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂制得的面板材料，密度小，硬度高，韧性好，电绝缘性好，具有较好的耐火性、耐腐蚀性、耐磨性和防静电能力，延长了配电柜的使用寿命。
2、本发明提供一种配电柜专用面板材料，其中，硅烷接枝聚乙烯树脂，耐低温，自润滑，耐酸碱腐蚀，但粘接性较差。二氧化硅的粘附力较强，不易起化学变化，熔点很高，耐火性强。呋喃树脂粘接剂的粘度高，粘接性强，稳定性好，具有良好的阻燃性和机械性能。所以，通过调节硅烷接枝聚乙烯树脂、二氧化硅和呋喃树脂粘接剂的重量份数比例，可以使制备面板材料时各原料之间具有良好的融合性。
3、本发明提供一种配电柜专用面板材料，其中，碳化硅耐温高，不燃，抗腐，隔热，抗拉强度高，电绝缘性好，但性脆，耐磨性较差。呋喃树脂粘接剂粘接性强、耐磨性强、耐水性强、耐热性强、机械性强、电绝缘性强、化学稳定性强、耐高低温性强、收缩率低、内部应力低、韧性好，所以，通过调节碳化硅和呋喃树脂粘接剂之间的重量份数比例，可以使它们互补，从而提高面板材料的性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种配电柜专用面板材料，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂55份、聚酞亚胺35份、有机纤维21份、呋喃树脂粘接剂1份、海泡石粉末6份、碳化硅粉末2份、二氧化硅粉末7份、增塑剂0.7份、分散剂2.2份、润滑剂0.6份和偶联剂4.8份。
作为优选方案，所述增塑剂包含酯类增塑剂和醚化合物，且所述醚化合物的含量，以增塑剂的总重量为基准，占增塑剂的总重量的10wt％。
作为优选方案，所述分散剂包括如下重量份数的原料：萘磺酸盐60份、聚氨基羧酸盐7份、聚甲基丙烯磺酸盐10份、木质素磺酸盐13份和碳酸盐22份。
作为优选方案，所述偶联剂是以丙酮为溶剂，以含有氨基的硅烷偶联剂作为反应基体，加入阻燃的环氧树脂，在氮气保护条件下室温搅拌2h后除去溶剂，所得到的粘稠的液体产物即为偶联剂。
本发明的另一个方面提供一种配电柜专用面板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量比称量：硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂；
（2）将硅烷接枝聚乙烯树脂、呋喃树脂粘接剂加至反应釜中，升温至120℃，真空脱水1h，降温至60℃，加入聚酞亚胺、有机纤维、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，140℃熟化10h，得到熟化物；
（3）将熟化物与海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末混合，搅拌；
（4）将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，冷却，即得。
作为优选方案，所述步骤（2）中熟化过程是在二氧化碳气氛中进行。
作为优选方案，所述步骤（4）中挤出温度为210℃、双螺杆挤出机的螺杆转速为290rpm。
实施例2
本实施例提供的一种配电柜专用面板材料，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂30份、聚酞亚胺46份、有机纤维11份、呋喃树脂粘接剂7份、海泡石粉末3份、碳化硅粉末5份、二氧化硅粉末2份、增塑剂2.7份、分散剂0.8份、润滑剂1.8份和偶联剂0.5份。
作为优选方案，所述增塑剂包含酯类增塑剂和醚化合物，且所述醚化合物的含量，以增塑剂的总重量为基准，占增塑剂的总重量的0.07wt％。
作为优选方案，所述分散剂包括如下重量份数的原料：萘磺酸盐40份、聚氨基羧酸盐15份、聚甲基丙烯磺酸盐6份、木质素磺酸盐35份和碳酸盐6份。
作为优选方案，所述偶联剂是以丙酮为溶剂，以含有氨基的硅烷偶联剂作为反应基体，加入阻燃的环氧树脂，在氮气保护条件下室温搅拌1h后除去溶剂，所得到的粘稠的液体产物即为偶联剂。
本发明的另一个方面提供一种配电柜专用面板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量比称量：硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂；
（2）将硅烷接枝聚乙烯树脂、呋喃树脂粘接剂加至反应釜中，升温至100℃，真空脱水1h，降温至50℃，加入聚酞亚胺、有机纤维、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，140℃熟化4h，得到熟化物；
（3）将熟化物与海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末混合，搅拌；
（4）将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，冷却，即得。
作为优选方案，所述步骤（2）中熟化过程是在二氧化碳气氛中进行。
作为优选方案，所述步骤（4）中挤出温度为180℃、双螺杆挤出机的螺杆转速为290rpm。
实施例3
本实施例提供的一种配电柜专用面板材料，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂50份、聚酞亚胺35份、有机纤维21份、呋喃树脂粘接剂1份、海泡石粉末5份、碳化硅粉末2份、二氧化硅粉末5份、增塑剂0.7份、分散剂2.1份、润滑剂0.6份和偶联剂2.8份。
作为优选方案，所述增塑剂包含酯类增塑剂和醚化合物，且所述醚化合物的含量，以增塑剂的总重量为基准，占增塑剂的总重量的5wt％。
作为优选方案，所述分散剂包括如下重量份数的原料：萘磺酸盐50份、聚氨基羧酸盐9份、聚甲基丙烯磺酸盐8份、木质素磺酸盐19份和碳酸盐21份。
作为优选方案，所述偶联剂是以丙酮为溶剂，以含有氨基的硅烷偶联剂作为反应基体，加入阻燃的环氧树脂，在氮气保护条件下室温搅拌2h后除去溶剂，所得到的粘稠的液体产物即为偶联剂。
本发明的另一个方面提供一种配电柜专用面板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量比称量：硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂；
（2）将硅烷接枝聚乙烯树脂、呋喃树脂粘接剂加至反应釜中，升温至110℃，真空脱水2h，降温至53℃，加入聚酞亚胺、有机纤维、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，150℃熟化7h，得到熟化物；
（3）将熟化物与海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末混合，搅拌；
（4）将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，冷却，即得。
作为优选方案，所述步骤（2）中熟化过程是在二氧化碳气氛中进行。
作为优选方案，所述步骤（4）中挤出温度为190℃、双螺杆挤出机的螺杆转速为300rpm。
实施例4
本实施例提供的一种配电柜专用面板材料，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂30份、聚酞亚胺41份、有机纤维15份、呋喃树脂粘接剂4份、海泡石粉末3份、碳化硅粉末3份、二氧化硅粉末2份、增塑剂2.1份、分散剂0.8份、润滑剂1.1份和偶联剂0.5份。
作为优选方案，所述增塑剂包含酯类增塑剂和醚化合物，且所述醚化合物的含量，以增塑剂的总重量为基准，占增塑剂的总重量的8wt％。
作为优选方案，所述分散剂包括如下重量份数的原料：萘磺酸盐46份、聚氨基羧酸盐9份、聚甲基丙烯磺酸盐8份、木质素磺酸盐17份和碳酸盐13份。
作为优选方案，所述偶联剂是以丙酮为溶剂，以含有氨基的硅烷偶联剂作为反应基体，加入阻燃的环氧树脂，在氮气保护条件下室温搅拌2h后除去溶剂，所得到的粘稠的液体产物即为偶联剂。
本发明的另一个方面提供一种配电柜专用面板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量比称量：硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂；
（2）将硅烷接枝聚乙烯树脂、呋喃树脂粘接剂加至反应釜中，升温至114℃，真空脱水2h，降温至52℃，加入聚酞亚胺、有机纤维、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，143℃熟化5h，得到熟化物；
（3）将熟化物与海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末混合，搅拌；
（4）将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，冷却，即得。
作为优选方案，所述步骤（2）中熟化过程是在二氧化碳气氛中进行。
作为优选方案，所述步骤（4）中挤出温度为185℃、双螺杆挤出机的螺杆转速为295rpm。
实施例5
本实施例提供的一种配电柜专用面板材料，所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂40份、聚酞亚胺38份、有机纤维17份、呋喃树脂粘接剂3份、海泡石粉末4份、碳化硅粉末2份、二氧化硅粉末3份、增塑剂1.5份、分散剂1.7份、润滑剂0.8份和偶联剂1.7份。
作为优选方案，所述增塑剂包含酯类增塑剂和醚化合物，且所述醚化合物的含量，以增塑剂的总重量为基准，占增塑剂的总重量的4wt％。
作为优选方案，所述分散剂包括如下重量份数的原料：萘磺酸盐43份、聚氨基羧酸盐9份、聚甲基丙烯磺酸盐7份、木质素磺酸盐19份和碳酸盐13份。
作为优选方案，所述偶联剂是以丙酮为溶剂，以含有氨基的硅烷偶联剂作为反应基体，加入阻燃的环氧树脂，在氮气保护条件下室温搅拌2h后除去溶剂，所得到的粘稠的液体产物即为偶联剂。
本发明的另一个方面提供一种配电柜专用面板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按照重量比称量：硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂；
（2）将硅烷接枝聚乙烯树脂、呋喃树脂粘接剂加至反应釜中，升温至103℃，真空脱水2h，降温至53℃，加入聚酞亚胺、有机纤维、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，144℃熟化7h，得到熟化物；
（3）将熟化物与海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末混合，搅拌；
（4）将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，冷却，即得。
作为优选方案，所述步骤（2）中熟化过程是在二氧化碳气氛中进行。
作为优选方案，所述步骤（4）中挤出温度为184℃、双螺杆挤出机的螺杆转速为297rpm。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种配电柜专用面板材料，其特征在于：所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂30-55份、聚酞亚胺35-46份、有机纤维11-21份、呋喃树脂粘接剂1-7份、海泡石粉末3-6份、碳化硅粉末2-5份、二氧化硅粉末2-7份、增塑剂0.7-2.7份、分散剂0.8-2.2份、润滑剂0.6-1.8份和偶联剂0.5-4.8份。
2.根据权利要求1所述的配电柜专用面板材料，其特征在于：所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂30-50份、聚酞亚胺35-41份、有机纤维15-21份、呋喃树脂粘接剂1-4份、海泡石粉末3-5份、碳化硅粉末2-3份、二氧化硅粉末2-5份、增塑剂0.7-2.1份、分散剂0.8-2.1份、润滑剂0.6-1.1份和偶联剂0.5-2.8份。
3.根据权利要求1所述的配电柜专用面板材料，其特征在于：所述配电柜专用面板材料包括如下重量份数的原料：硅烷接枝聚乙烯树脂40份、聚酞亚胺38份、有机纤维17份、呋喃树脂粘接剂3份、海泡石粉末4份、碳化硅粉末2份、二氧化硅粉末3份、增塑剂1.5份、分散剂1.7份、润滑剂0.8份和偶联剂1.7份。
4.根据权利要求1所述的配电柜专用面板材料，其特征在于：所述增塑剂包含酯类增塑剂和醚化合物，且所述醚化合物的含量，以增塑剂的总重量为基准，占增塑剂的总重量的0.07-10wt％。
5.根据权利要求1所述的配电柜专用面板材料，其特征在于：所述分散剂包括如下重量份数的原料：萘磺酸盐40-60份、聚氨基羧酸盐7-15份、聚甲基丙烯磺酸盐6-10份、木质素磺酸盐13-35份和碳酸盐6-22份。
6.根据权利要求1所述的配电柜专用面板材料，其特征在于：所述偶联剂是以丙酮为溶剂，以含有氨基的硅烷偶联剂作为反应基体，加入阻燃的环氧树脂，在氮气保护条件下室温搅拌1-2h后除去溶剂，所得到的粘稠的液体产物即为偶联剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的配电柜专用面板材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）按照重量比称量：硅烷接枝聚乙烯树脂、聚酞亚胺、有机纤维、呋喃树脂粘接剂、海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂；
（2）将硅烷接枝聚乙烯树脂、呋喃树脂粘接剂加至反应釜中，升温至100-120℃，真空脱水1-2h，降温至50-60℃，加入聚酞亚胺、有机纤维、增塑剂、分散剂、润滑剂和偶联剂，140-160℃熟化4-10h，得到熟化物；
（3）将熟化物与海泡石粉末、碳化硅粉末、二氧化硅粉末混合，搅拌；
（4）将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，造粒，冷却，即得。
8.根据权利要求7所述的配电柜专用面板材料的制备方法，其特征在于：所述
步骤（2）中熟化过程是在二氧化碳气氛中进行。
9.根据权利要求7所述的配电柜专用面板材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中挤出温度为180-210℃、双螺杆挤出机的螺杆转速为290-320rpm。
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