CN110305439A

CN110305439A - 一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料及其制备方法

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Publication number: CN110305439A
Application number: CN201910494974.2A
Authority: CN
Inventors: 陈万林; 庄连美
Original assignee: ANHUI LANRUN AUTOMATION INSTRUMENTATION Co Ltd
Current assignee: ANHUI LANRUN AUTOMATION INSTRUMENTATION Co Ltd
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2019-10-08

Abstract

本发明提供一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料及其制备方法，涉及电控柜生产技术领域。所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂40‑50份、聚丙烯树脂15‑20份、氰酸酯树脂5‑10份、乙二醛聚丙烯酰胺8‑10份、乙二醇丁醚醋酸酯6‑8份、聚对苯二甲酰对苯二胺3‑5份、聚乙烯醇5‑7份、二烷基二硫代磷酸锌6‑8份、氧化铝纤维3‑5份、硅灰石纤维3‑5份、高岭土5‑7份、硫磺2‑3份、碳化铬4‑6份、增塑剂2‑4份、分散剂2‑4份。本发明克服了现有技术的不足，不仅能有效提高电控柜壳体材料的强度和抗压性能，防止电控柜在外界作用下受压变形甚至开裂，还能有效提高电控柜壳体材料的韧性和抗冲击性能，壳体材料整体性能优异，使用寿命长，适宜推广。

Description

一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电控柜生产技术领域，具体涉及一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料及其制备方法。

背景技术

电控柜是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，其布置应满足电力系统正常运行的要求，便于检修，不危及人身及周围设备的安全的控制柜(箱)。包括(配电柜)(配电箱)(电器控制柜)等，正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。常用于各发、配、变电所中。

近年来，随着塑制材料的广泛应用，塑料电控柜壳体材料已经开始应用。但是目前塑料电控柜壳体材料的强度较低，抗压性能较差。这样在电控柜的使用过程中，电控柜极易在外界作用下受压变形甚至开裂，使用寿命短。因此，一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料是研究者们研究的热点。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料及其制备方法，本发明克服了现有技术的不足，不仅能有效提高电控柜壳体材料的强度和抗压性能，防止电控柜在外界作用下受压变形甚至开裂，还能有效提高电控柜壳体材料的韧性和抗冲击性能，壳体材料整体性能优异，使用寿命长，适宜推广。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂40-50份、聚丙烯树脂15-20份、氰酸酯树脂5-10份、乙二醛聚丙烯酰胺8-10份、乙二醇丁醚醋酸酯6-8份、聚对苯二甲酰对苯二胺3-5份、聚乙烯醇5-7份、二烷基二硫代磷酸锌6-8份、氧化铝纤维3-5份、硅灰石纤维3-5份、高岭土5-7份、硫磺2-3份、碳化铬4-6份、增塑剂2-4份、分散剂2-4份。

优选的，所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂45份、聚丙烯树脂17.5份、氰酸酯树脂7.5份、乙二醛聚丙烯酰胺9份、乙二醇丁醚醋酸酯7份、聚对苯二甲酰对苯二胺4份、聚乙烯醇6份、二烷基二硫代磷酸锌7份、氧化铝纤维4份、硅灰石纤维4份、高岭土6份、硫磺2.5份、碳化铬5份、增塑剂3份、分散剂3份。

优选的，所述增塑剂为苯二甲酸酯、己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯中的一种或多种。

优选的，所述分散剂为聚丙烯酰胺、三聚磷酸钠、硬脂酰胺和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

所述壳体材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将ABS树脂、聚丙烯树脂和氰酸酯树脂混合加入密炼机内，升温至240-260℃，保温混炼1-2h后通入氩气并升压至8-10MPa，保压共混40-60min后恢复至常压，再保温静置2-3h得基料备用；

(2)将乙二醛聚丙烯酰胺、乙二醇丁醚醋酸酯、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚乙烯醇和二烷基二硫代磷酸锌混合加入搅拌机内，先升温至160-180℃，保温混炼1-2h后再升温至200-220℃，继续保温混炼2-3h得混合料备用；

(3)向高岭土内加入4-6倍体积的硝酸溶液，搅拌均匀后将其混合物在65-75℃条件下进行恒温水浴加热，保温加热30-50min后高速离心得滤渣，再将其滤渣在80-100℃条件下干燥，得改性高岭土备用；

(4)将硫磺、碳化铬和制得的改性高岭土加入球磨机中进行混合研磨，后将其混合物置于高温炉中，升温至400-430℃，保温煅烧2-3h后自然冷却至室温，再加入氧化铝纤维和硅灰石纤维，并将其混合物加入高速分散机内，升温至150-170℃，高速分散1.5-2h得辅料备用；

(5)将制得的混合料和辅料依次加入上述步骤(1)中的密炼机内，再加入增塑剂和分散剂，继续保温混炼3-5h后将其混合物打入双螺杆挤出机中，挤出造粒后得到产品。

优选的，所述步骤(1)中密炼机的转速为130-150r/min，步骤(2)中搅拌机的转速为200-300r/min，步骤(3)中高速离心的转速为1000-1200r/min，步骤(4)中高速分散机的转速为800-1000r/min。

优选的，所述步骤(3)中硝酸溶液的浓度为0.5-2mol/L。

优选的，所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。

本发明提供一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：

(1)本发明采用ABS树脂、聚丙烯树脂和氰酸酯树脂作为基料，并且采用高温高压的方式使各组分共混渗透，在提高基料强度和抗压性能的基础上，进一步提高基料的整体性能，电控柜壳体材料整体性能优异，使用效果好；

(2)本发明采用乙二醛聚丙烯酰胺、乙二醇丁醚醋酸酯、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚乙烯醇和二烷基二硫代磷酸锌制得混合料，能够有效提高电控柜壳体材料的强度和抗压性能，防止电控柜在外界作用下受压变形甚至开裂，电控柜使用寿命长；

(3)本发明采用硫磺、碳化铬、高岭土、氧化铝纤维和硅灰石纤维制得辅料，能够与混合料相互配合，进一步提高电控柜壳体材料的强度和抗压性能，先通过对高岭土进行酸化改性，再与硫磺和碳化铬混合进行高温焙烧，最后与氧化铝纤维和硅灰石纤维进行高速分散，能够有效提高各组分的整体性能，其中氧化铝纤维和硅灰石纤维相互配合，能够有效提高壳体材料的韧性和抗冲击性能，壳体材料整体性能优异，适宜推广。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明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作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：

一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂40份、聚丙烯树脂15份、氰酸酯树脂5份、乙二醛聚丙烯酰胺8份、乙二醇丁醚醋酸酯6份、聚对苯二甲酰对苯二胺3份、聚乙烯醇5份、二烷基二硫代磷酸锌6份、氧化铝纤维3份、硅灰石纤维3份、高岭土5份、硫磺2份、碳化铬4份、增塑剂2份、分散剂2份。

其中，所述增塑剂为苯二甲酸酯、己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯中的一种或多种；所述分散剂为聚丙烯酰胺、三聚磷酸钠、硬脂酰胺和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

所述壳体材料的制备方法包括以下步骤：

其中，所述步骤(1)中密炼机的转速为130-150r/min，步骤(2)中搅拌机的转速为200-300r/min，步骤(3)中高速离心的转速为1000-1200r/min，步骤(4)中高速分散机的转速为800-1000r/min；所述步骤(3)中硝酸溶液的浓度为0.5-2mol/L；所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。

实施例2：

一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂45份、聚丙烯树脂17.5份、氰酸酯树脂7.5份、乙二醛聚丙烯酰胺9份、乙二醇丁醚醋酸酯7份、聚对苯二甲酰对苯二胺4份、聚乙烯醇6份、二烷基二硫代磷酸锌7份、氧化铝纤维4份、硅灰石纤维4份、高岭土6份、硫磺2.5份、碳化铬5份、增塑剂3份、分散剂3份。

所述壳体材料的制备方法包括以下步骤：

实施例3：

一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂50份、聚丙烯树脂20份、氰酸酯树脂10份、乙二醛聚丙烯酰胺10份、乙二醇丁醚醋酸酯8份、聚对苯二甲酰对苯二胺5份、聚乙烯醇7份、二烷基二硫代磷酸锌8份、氧化铝纤维5份、硅灰石纤维5份、高岭土7份、硫磺3份、碳化铬6份、增塑剂4份、分散剂4份。

所述壳体材料的制备方法包括以下步骤：

实施例4：

检测市面上普通的塑料电控柜用壳体材料和实施例1-3中壳体材料的强度和抗压性能，其具体检测步骤如下：

(1)将市面上普通的塑料电控柜用壳体材料和实施例1-3中的壳体材料采用注塑成型法制成80×10×4mm的电控柜壳体试样，每组试样均设有2个；

(2)将市面上普通的电控柜壳体试样设置为对照组，实施例1-3中壳体试样设置为实验组1-3；

(3)先取每组电控柜壳体试样各1个，采用ISO 178标准试验方法检测壳体试样的弯曲强度(MPa)，设置弯曲速度为2mm/min，检测并记录；

(4)再取每组剩下的1个电控柜壳体试样，采用ISO 180(悬臂梁)标准试验方法检测壳体试样的冲击强度(KJ/m²)，检测并记录。

其检测结果如下表所示：

由上表可知，由于实验组2的壳体试样其弯曲强度和冲击强度均为最高，因此实施例2所制得的壳体试样其强度最高、抗压性能最好。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，其特征在于，所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂40-50份、聚丙烯树脂15-20份、氰酸酯树脂5-10份、乙二醛聚丙烯酰胺8-10份、乙二醇丁醚醋酸酯6-8份、聚对苯二甲酰对苯二胺3-5份、聚乙烯醇5-7份、二烷基二硫代磷酸锌6-8份、氧化铝纤维3-5份、硅灰石纤维3-5份、高岭土5-7份、硫磺2-3份、碳化铬4-6份、增塑剂2-4份、分散剂2-4份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，其特征在于，所述壳体材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂45份、聚丙烯树脂17.5份、氰酸酯树脂7.5份、乙二醛聚丙烯酰胺9份、乙二醇丁醚醋酸酯7份、聚对苯二甲酰对苯二胺4份、聚乙烯醇6份、二烷基二硫代磷酸锌7份、氧化铝纤维4份、硅灰石纤维4份、高岭土6份、硫磺2.5份、碳化铬5份、增塑剂3份、分散剂3份。

3.根据权利要求1所述的一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，其特征在于，所述增塑剂为苯二甲酸酯、己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酰胺、三聚磷酸钠、硬脂酰胺和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

5.一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料的制备方法，其特征在于，所述壳体材料的制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中密炼机的转速为130-150r/min，步骤(2)中搅拌机的转速为200-300r/min，步骤(3)中高速离心的转速为1000-1200r/min，步骤(4)中高速分散机的转速为800-1000r/min。

7.根据权利要求5所述的一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中硝酸溶液的浓度为0.5-2mol/L。

8.根据权利要求5所述的一种高强度抗压塑料电控柜壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。