CN108794923A - 一种变压电表箱壳体材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压电表箱壳体材料的制备方法,涉及变压电表壳体领域,包括以下步骤:先取固态填料钙钛矿研磨成粉末;再取聚氯乙烯树脂糊SG‑5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿粉末、掺铟氧化锡、三聚磷酸钠、聚乙烯蜡、复合偶联剂、复合增塑剂混合熔融搅拌,得混料A;之后取乙氧基化烷基胺、硅溶胶、羟乙基纤维素、复合交联剂、复合阻燃剂混合熔融搅拌;最后将混合物料通过螺杆挤压成型。本发明的壳体材料制备简单方便,具有优良耐用性及功用性,能够大大提高对壳体内部电子元器件及电力系统的防护效果,应用场合广泛,使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及变压电表壳体领域,具体涉及一种变压电表箱壳体材料的制备方法。
背景技术
变压电表箱用壳体主要用于内部电子元器件及电力系统的安全防护,应具备良好的机械性能,其壳体所用材料种类主要可分为塑料类、铝合金类、不锈钢类、玻璃陶瓷类等,其中塑料类虽然应用较广,但其具有机械强度低、易老化断裂等缺陷;玻璃陶瓷类具有脆性大,抗击韧性低等缺陷;机械性能较好的铝合金类及不锈钢类因其价格昂贵,重量过大,绝缘性、防蚀防锈性、防水密封性等较差的缘故,导致其应用性被限制。因此,研制出一种高强度、耐用性能好、综合性能优良的变压电表箱用壳体材料相当有必要。
公开号为CN106084721A的专利申请,公开了一种电表箱壳体材料,该壳体材料是由下述重量份的原料制得:聚碳酸酯15-30份、玻璃纤维8-16份、脂肪醇醚硫酸钠3-8份、改性纳米陶土0.6-2.4份、氧化铝粉末1.5-6.4份、N-甲基吡咯烷酮0.6-1.8份、消泡剂2.4-6.4份、紫外吸收剂0.6-1.8份。具有优异的耐腐蚀、抗氧化、抗老化、耐候性能等。但其未有结合数据说明,也未阐明壳体的机械性能等其它性能指标。
公开号为CN105907084A的专利申请,公开了一种变压器壳体材料,该泡沫砖是由下述重量份的原料制得:聚酰胺20-30份、耐热稳定剂3.6-6.4份、氰尿酸三聚氰胺5-8份、单硬脂酸甘油酯2.4-6.4份、石英砂2.4-4.8份、茂金属线性低密度聚乙烯2-6份、空心微珠2.4-8.4份、增韧剂0.8-3.2份、润滑剂0.6-2.4份。具有机械强度高、耐腐蚀性强的特点,同时还具有一定电磁屏蔽功能。但同样的其未有结合数据说明,也未阐明壳体的机械性能等其它性能指标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压电表箱壳体材料的制备方法,该种壳体材料制备简单方便,具有优良耐用性及功用性,能够大大提高对壳体内部电子元器件及电力系统的防护效果,应用场合广泛,使用寿命长。
为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:
一种变压电表箱壳体材料的制备方法,按照以下步骤进行:
步骤1:取固态填料钙钛矿通过研磨设备研磨至细度为70μm,得钙钛矿粉末;
步骤2:取聚氯乙烯树脂糊SG-5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿粉末、掺铟氧化锡、三聚磷酸钠、聚乙烯蜡、复合偶联剂、复合增塑剂输送至注塑机中,加热熔融后搅拌40min,得混料A;
步骤3:取乙氧基化烷基胺、硅溶胶、羟乙基纤维素、复合交联剂、复合阻燃剂输送至注塑机中与混料A混合再次加热搅拌70min,得混合物料;
步骤4:将混合物料通过螺杆挤压注入温度为68℃模具内,注入压力为46Mpa,随后在46Mpa条件下保压23min,冷却52s后出模即可。
进一步地,上述壳体材料由以下按重量份计的原料组成:
聚氯乙烯树脂糊SG-595份;
抗冲击性聚苯乙烯30份;
等离子改性碳化硼纤维9份;
钙钛矿12.5份;
掺铟氧化锡7.5份;
乙氧基化烷基胺1.1份;
二茂铁1.25份;
三聚磷酸钠0.7份;
硅溶胶2份;
羟乙基纤维素0.75份;
聚乙烯蜡2.5份;
复合偶联剂2.5份;
复合交联剂2份;
复合增塑剂2.1份;
复合阻燃剂1.8份。
进一步地,上述等离子改性碳化硼纤维是将碳化硼纤维短切至长度为120μm、长径比为12:1的细小纤维,并将短切后的碳化硼纤维置于等离子表面处理设备中放电。
更进一步地,上述放电电压设定为450V,电流密度为30mA/cm,放电气压为5mTorr。
优选地,上述复合偶联剂由如下重量比例的各组分组成:硅烷偶联剂KH-550、锡偶联SSBR两者重量比为2.5:1.5。
优选地,上述复合交联剂由如下重量比例的各组分组成:二乙胺基丙胺、甲基丙烯酸烯丙酯、均苯四甲酸二酐三者重量比为1.5:3.5:2.5。
优选地,上述复合增塑剂由如下重量比例的各组分组成:邻苯二甲酸二辛酯、二甘醇二苯甲酸酯、乙酰柠檬酸三丁酯三者重量比为1.5:3:2。
优选地,上述复合阻燃剂采用二苯基磷酸酯、硼酸锌、蒙脱土三种组合物。
进一步地,上述复合阻燃剂由如下重量比例的各组分组成:二苯基磷酸酯、硼酸锌、蒙脱土三者重量比为4:1.5:2.5。
本发明具有如下的有益效果:本发明的壳体材料制备简单方便,原料相容性能好,成型速度快,通过对生产原料的巧妙选用及其制备工艺的摸索改进,原料中聚氯乙烯树脂糊SG-5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿、掺铟氧化锡等成份的协同作用,达到了以下效果:
(1)环保性:制备过程中无污染、无废料、无粉尘,该种壳体材料产品废旧弃之后,可回收加工循环利用,绿色环保;
(2)制备成本:生产能耗低,制备成本低廉,相比市面上常用的以PC(聚碳酸酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、金属等为基料的壳体材料成本显著降低,尤其应用较广的PC及PBT,其市售价格约为23000-24000元/吨,而本发明所使用的基料为聚氯乙烯和聚苯乙烯,其价格在7000-14000元/吨;
(3)轻薄散热:能实现壳体厚度、重量轻薄的目的,一方面,节省了材料成本的输出,另一方面,更便于壳体内部热量的扩散迅速,导热性较好;
(4)屏蔽吸收性:能够对电磁波及音波具有良好的屏蔽性和吸收性,反射性低,吸收能力强,进而保障了壳体内部电子元器件及电力系统的正常工作运行;
(5)机械性能及实用耐久性:机械性能好,具有较好的屈服强度、抗冲击韧性、耐磨耐刮擦性、耐候耐腐蚀性以及防水耐高温性,阻燃性能优异,热膨胀系数小,结构完整、牢固不易变形,收缩率低,应用场合广泛,使用寿命长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例中的所有原料及其制取成份均可通过公开的市售渠道获得;
实施例1
本实施例涉及一种变压电表箱壳体材料及其制备方法,称取以下按重量份计的原料进行制备:
聚氯乙烯树脂糊SG-588份;
抗冲击性聚苯乙烯25份;
等离子改性碳化硼纤维7份;
钙钛矿10份;
掺铟氧化锡5份;
乙氧基化烷基胺0.8份;
二茂铁1份;
三聚磷酸钠0.6份;
硅溶胶1.5份;
羟乙基纤维素0.5份;
聚乙烯蜡2份;
复合偶联剂2份;
复合交联剂1.5份;
复合增塑剂1.8份;
复合阻燃剂1.5份。
上述部分原料的制取如下表1所示:
表1
本实施例变压电表箱壳体材料的制备方法按照以下步骤进行:
步骤1:先将固态填料钙钛矿通过研磨设备研磨至细度为60μm,得钙钛矿粉末;
步骤2:将聚氯乙烯树脂糊SG-5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿粉末、掺铟氧化锡、三聚磷酸钠、聚乙烯蜡、复合偶联剂、复合增塑剂输送至注塑机中,加热熔融后搅拌35min,得混料A;
步骤3:将乙氧基化烷基胺、硅溶胶、羟乙基纤维素、复合交联剂、复合阻燃剂输送至注塑机中与混料A混合再次加热搅拌65min,得混合物料;
步骤4:将混合物料通过螺杆挤压注入温度为68℃模具内,注入压力为44Mpa,随后在42Mpa条件下保压20min,冷却50s后出模即可。
实施例2
本实施例涉及一种变压电表箱壳体材料及其制备方法,称取以下按重量份计的原料进行制备:
聚氯乙烯树脂糊SG-595份;
抗冲击性聚苯乙烯30份;
等离子改性碳化硼纤维9份;
钙钛矿12.5份;
掺铟氧化锡7.5份;
乙氧基化烷基胺1.1份;
二茂铁1.25份;
三聚磷酸钠0.7份;
硅溶胶2份;
羟乙基纤维素0.75份;
聚乙烯蜡2.5份;
复合偶联剂2.5份;
复合交联剂2份;
复合增塑剂2.1份;
复合阻燃剂1.8份。
上述部分原料的制取如下表2所示:
表2
本实施例壳体材料的制备方法按照以下步骤进行:
步骤1:先将固态填料钙钛矿通过研磨设备研磨至细度为70μm,得钙钛矿粉末;
步骤2:将聚氯乙烯树脂糊SG-5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿粉末、掺铟氧化锡、三聚磷酸钠、聚乙烯蜡、复合偶联剂、复合增塑剂输送至注塑机中,加热熔融后搅拌40min,得混料A;
步骤3:将乙氧基化烷基胺、硅溶胶、羟乙基纤维素、复合交联剂、复合阻燃剂输送至注塑机中与混料A混合再次加热搅拌70min,得混合物料;
步骤4:将混合物料通过螺杆挤压注入温度为68℃模具内,注入压力为46Mpa,随后在46Mpa条件下保压23min,冷却52s后出模即可。
实施例3
本实施例涉及一种变压电表箱壳体材料及其制备方法,称取以下按重量份计的原料进行制备:
聚氯乙烯树脂糊SG-5102份;
抗冲击性聚苯乙烯35份;
等离子改性碳化硼纤维11份;
钙钛矿15份;
掺铟氧化锡9份;
乙氧基化烷基胺1.4份;
二茂铁1.5份;
三聚磷酸钠0.8份;
硅溶胶2.5份;
羟乙基纤维素1份;
聚乙烯蜡3份;
复合偶联剂3份;
复合交联剂2.5份;
复合增塑剂2.4份;
复合阻燃剂2.1份。
上述部分原料的制取如下表3所示:
表3
本实施例壳体材料的制备方法按照以下步骤进行:
步骤1:先将固态填料钙钛矿通过研磨设备研磨至细度为80μm,得钙钛矿粉末;
步骤2:将聚氯乙烯树脂糊SG-5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿粉末、掺铟氧化锡、三聚磷酸钠、聚乙烯蜡、复合偶联剂、复合增塑剂输送至注塑机中,加热熔融后搅拌45min,得混料A;
步骤3:将乙氧基化烷基胺、硅溶胶、羟乙基纤维素、复合交联剂、复合阻燃剂输送至注塑机中与混料A混合再次加热搅拌75min,得混合物料;
步骤4:将混合物料通过螺杆挤压注入温度为68℃模具内,注入压力为48Mpa,随后在48Mpa条件下保压25min,冷却55s后出模即可。
对比例1
一种变压电表箱壳体材料,原料组份以及壳体材料的制备方法与实施例1相同,但部分原料的制取或选取如下表4所示:
表4
序号 | 原料 | 成份/含量 |
1 | 碳化硼纤维 | 普通的碳化硼纤维(长度为250μm,长径比在20:1) |
2 | 偶联剂 | 硅烷偶联剂KH-550 |
3 | 交联剂 | 甲基丙烯酸烯丙酯 |
4 | 增塑剂 | 邻苯二甲酸二辛酯 |
5 | 复合阻燃剂 | 由二苯基磷酸酯、硼酸锌、蒙脱土按重量比为1:1:1制得 |
对比例2
一种变压电表箱壳体材料,其生产原料及其组份与实施例2相同,但壳体材料的制备方法如下:
步骤1:先将固态填料钙钛矿通过研磨设备研磨至细度为80μm,得钙钛矿粉末;
步骤2:将研磨后的钙钛矿粉末与其他所有原料共同输送至注塑机中,加热熔融后搅拌65min,得混料物料;
步骤3:将混合物料通过螺杆挤压注入常温模具内,注入压力为37.5Mpa,随后在37.5Mpa条件下保压25min,冷却50s后出模即可。
对比例3
一种电表箱壳体材料,该壳体材料是由下述重量份的原料制得:聚碳酸酯30份、玻璃纤维16份、脂肪醇醚硫酸钠8份、改性纳米陶土2.4份、氧化铝粉末6.4份、N-甲基吡咯烷酮1.8份、消泡剂6.4份和紫外吸收剂1.8份。
实施效果
为验证本发明之实施效果,进行如下指标的测试,具体见下表5:
表5:实施例与对比例的实验效果
说明:反射率越低,吸波能力越强,反射率+吸收率=100%;
由上表5可知,实施例制得的变压电表箱壳体材料各方面性能整体上要优于对比例;
其中,实施例反射率相对于对比例降低了5.97-57.33个百分点;实施例屈服强度相对于对比例提高了9.12%-20.47%;实施例缺口冲击强度相对于对比例提高了14.98%-30.00%;实施例收缩率相对于对比例降低了0.02-0.07个百分点;另外,对比例3中,因为其采用价格较高的聚碳酸酯作为基料,原料成本相对于实施例增加了约13000±1500元/吨,因此,本发明的变压电表箱壳体材料生产原料成本要更低。
结合本发明的有益效果,申请人对本发明中的部分组份及变压电表箱壳体材料制备工艺进行阐述:
(1)碳化硼纤维的等离子改性:碳化硼纤维本身具备良好的电磁能量吸收能力,且属于增强型复合材料,碳化硼纤维因自身特性,相容界面性较差的缘故,应用场合受限制;但是经申请人大量实验,发现通过等离子放电,或者称为“电晕”后的碳化硼纤维,与本发明的材料体系相容性能较好,改善了其与基料的界面结合,并且采用本发明的放电参数得到的碳化硼纤维性能最优,若是改变了参数的设定,则会降低碳化硼纤维在本材料体系的应用性;
(2)复合偶联剂的选用:本发明采用硅烷偶联剂KH-550和锡偶联SSBR协同复合作为改善材料界面体系性能的改性剂;由以下考量:一:常用的硅烷偶联剂价格较高,减少其应用,降低了生产成本;二:该种复合偶联剂能够提升材料制备反应速度,提高体系稳定性和成品壳体的综合性能,申请人经过大量实验,意外发现采用配比为(2-3):(1-2)的硅烷偶联剂KH-550和锡偶联SSBR更加契合、满足本发明对最终壳体性能的要求;
(3)复合交联剂的选用:本发明采用二乙胺基丙胺、甲基丙烯酸烯丙酯、均苯四甲酸二酐按配比为(1-2):(3-4):(2-3)混制能够发生进一步的微妙协同作用,缩短固化时间,提高生产效率和壳体性能;
(4)复合增塑剂的选用:本发明中提到的邻苯二甲酸二辛酯、二甘醇二苯甲酸酯以及乙酰柠檬酸三丁酯具有一定的增塑能力,申请人意外发现,三种成份协同混合利用,能够更好地提高材料生产效率和壳体性能;然经大量实验再次发现,三者质量比在(1-2):(2-4):(1-3)时会更好地实现本发明的目的,若其中任一含量过高或过低,则最终制备的壳体材料的综合性能不能得到提升;
(5)本发明一创新点:在于提高壳体的电磁反射性,申请人经大量实验,发现通过本发明重量份配比的聚氯乙烯树脂糊SG-5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿、掺铟氧化锡成份的协同作用,亦能够使得成品壳体获得较好电磁能量反射功能,还能有效提升壳体的机械性能,而这类成份间相互作用,稳定融合是提高、实现上述意想不到技术效果的重要前提,更是发明人的创造性劳动产出的。
当然,因为本发明壳体材料的设计思路和发明目的之要求,本发明其余组分选择及含量选择显然也是非显而易见的,绝非本领域技术人员结合现有技术即可轻易想到。这在本发明壳体材料的制备工艺方面有进一步的体现,结合本发明的实施例可以看到,本发明的制备方法采用四个步骤设计,分批分次加入原料,步骤简单而有序,而非采用现有技术常规的一次性加入,这种工艺是与本发明壳体生产原料组分的特殊配比相适应的,只有采用这种工艺,才能保证反应体系的平稳有序进行,保障最后制备出的壳体的优异性能。
综上可以看出,本发明制得的变压电表箱壳体材料能够更好地满足当今社会对高性能、高功用型变压电表箱壳体的需求,具有良好的市场前景和竞争力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:取固态填料钙钛矿通过研磨设备研磨至细度为70μm,得钙钛矿粉末;
步骤2:取聚氯乙烯树脂糊SG-5、抗冲击性聚苯乙烯、等离子改性碳化硼纤维、钙钛矿粉末、掺铟氧化锡、三聚磷酸钠、聚乙烯蜡、复合偶联剂、复合增塑剂输送至注塑机中,加热熔融后搅拌40min,得混料A;
步骤3:取乙氧基化烷基胺、硅溶胶、羟乙基纤维素、复合交联剂、复合阻燃剂输送至注塑机中与混料A混合再次加热搅拌70min,得混合物料;
步骤4:取混合物料通过螺杆挤压注入温度为68℃模具内,注入压力为46Mpa,随后在46Mpa条件下保压23min,冷却52s后出模即可。
2.根据权利要求1所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述壳体材料由以下按重量份计的原料组成:
聚氯乙烯树脂糊SG-5 95份;
抗冲击性聚苯乙烯30份;
等离子改性碳化硼纤维9份;
钙钛矿12.5份;
掺铟氧化锡7.5份;
乙氧基化烷基胺1.1份;
二茂铁1.25份;
三聚磷酸钠0.7份;
硅溶胶2份;
羟乙基纤维素0.75份;
聚乙烯蜡2.5份;
复合偶联剂2.5份;
复合交联剂2份;
复合增塑剂2.1份;
复合阻燃剂1.8份。
3.根据权利要求1所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述等离子改性碳化硼纤维是将碳化硼纤维短切至长度为120μm、长径比为12:1的细小纤维,并将短切后的碳化硼纤维置于等离子表面处理设备中放电。
4.根据权利要求3所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述放电电压为450V,电流密度为30mA/cm,放电气压为5mTorr。
5.根据权利要求1所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述复合偶联剂由如下重量比例的各组分组成:硅烷偶联剂KH-550、锡偶联SSBR两者重量比为2.5:1.5。
6.根据权利要求1所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述复合交联剂由如下重量比例的各组分组成:二乙胺基丙胺、甲基丙烯酸烯丙酯、均苯四甲酸二酐三者重量比为1.5:3.5:2.5。
7.根据权利要求1所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述复合增塑剂由如下重量比例的各组分组成:邻苯二甲酸二辛酯、二甘醇二苯甲酸酯、乙酰柠檬酸三丁酯三者重量比为1.5:3:2。
8.根据权利要求1所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述复合阻燃剂为二苯基磷酸酯、硼酸锌、蒙脱土三种组合物。
9.根据权利要求8所述的一种变压电表箱壳体材料的制备方法,其特征在于,所述复合阻燃剂由如下重量比例的各组分组成:二苯基磷酸酯、硼酸锌、蒙脱土三者重量比为4:1.5:2.5。
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CN201810557649.1A CN108794923A (zh) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | 一种变压电表箱壳体材料的制备方法 |
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---|---|---|---|---|
CN114479743A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-13 | 上海回天新材料有限公司 | 一种用于tws耳机粘接的反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104837918A (zh) * | 2012-10-26 | 2015-08-12 | 韩化石油化学株式会社 | 基于聚氯乙烯的糊树脂及其制备方法 |
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2018
- 2018-06-01 CN CN201810557649.1A patent/CN108794923A/zh not_active Withdrawn
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CN104837918A (zh) * | 2012-10-26 | 2015-08-12 | 韩化石油化学株式会社 | 基于聚氯乙烯的糊树脂及其制备方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114479743A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-13 | 上海回天新材料有限公司 | 一种用于tws耳机粘接的反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法 |
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