CN114031892A - 高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料及其制备方法，包括如下组分及质量分：酚醛树脂20‑32份，无机填料58‑68份，催化剂1‑3份，脱模剂1‑5份，分散剂1‑2份，着色剂1‑2份，偶联剂1‑3份，其他助剂2‑5份，本发明提出一种高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料及其制备方法，从根本上解决垄断国内高端电动工具换向器材料的问题；本发明在原本工艺的基础上，还要对原材料进行预处理，用超细粉碎机将大颗粒材料粉碎，确保能百分之百通过100目筛，并在搅拌过程中，将液体酚醛树脂用雾化装置喷洒入高速搅拌器内，使各种原材料更加均匀的分布，在挤出捏合时使材料性能达到最佳状态。

Description

高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料及其制备 方法

技术领域

本发明属于电动工具换向器技术领域，具体涉及高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料及其制备方法。

背景技术

换向器俗称整流子，是直流电机、交流串激电动机上作为电流换向，为了能够让电动机持续转动下去的一个部件，换向器是几个接触片围成圆型，分别连接转子上的每个触头，外边连接的两个电极称为电刷与之接触，同时只接触其中的两个，当线圈通过电流后，会在永久磁铁的作用下，通过吸引和排斥力转动，当它转到和磁铁平衡时，原来通着电的线较对应换向器上的触片就与电刷分离开，而电刷连接到符合产生推动力的那组线圈对应的触片上，这样不停的重复下去，直流电动机就转起来了；国内高端电动工具换向器使用的注塑材料百分之百都是进口材料，使用这种材料注塑成型的产品有很好的机械性能，电气性能，耐温性能，国内几乎没有一家在高端电动工具换向器注塑料上有一款成熟的产品，绝大多数都是中低端产品，这就导致国内高端市场全被垄断。

因此我们目前亟需一款完全拥有自主知识产权且完全自主研发的材料来替换进口材料，打破对高端电动工具换向器的垄断局面。

发明内容

本发明的目的在于提供高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料，包括如下组分及质量分：酚醛树脂20-32份，无机填料58-68份，催化剂1-3份，脱模剂1-5份，分散剂1-2份，着色剂1-2份，偶联剂1-3份，其他助剂2-5份。

优选的，所述的酚醛树脂选用热固酚醛树脂或热塑酚醛树脂或液体酚醛树脂。

优选的，所述的无机填料可以选用玻璃微珠、碳酸钙、金云母、超细高岭土、矿物纤维和玻璃纤维的任意一种；所述的固化催化剂选用乌洛托品、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁、氧化镁中的任意一种。

优选的，所述的脱模剂选用的是油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、蒙旦蜡、聚乙烯蜡中的任意一种；所述的分散剂选用滑石粉；所述的着色剂选用高亮炭黑。

优选的，所述的偶联剂选用是硅烷偶联剂；所述的其他助剂选用MBS聚合物、聚乙烯醇缩丁醛、丁腈橡胶中的任意一种。

一种高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料的制备方法，步骤一：将酚醛树脂通过超细粉碎机粉碎，确保粒度100目全通；

步骤二：将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述其余组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，将液体酚醛树脂通过压力雾化装置喷入高速混合机内，然后混合20分钟，直至材料和液体酚醛树脂混合均匀，然后关闭混合机；

步骤三：将混合好的材料投入挤出机中开始挤出；挤出机叶片组合按照设计要求排列，各个反应区温度也按照工艺设定，保证材料在机筒内能够充分反应；等材料冷却后，再粉碎成均匀颗粒，通过三维混合机混合均匀，最后通过2次震动筛去除细粉，得到最终的成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出一种高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料及其制备方法，从根本上解决垄断国内高端电动工具换向器材料的问题；本发明在原本工艺的基础上，还要对原材料进行预处理，用超细粉碎机将大颗粒材料粉碎，确保能百分之百通过100目筛，并在搅拌过程中，将液体酚醛树脂用雾化装置喷洒入高速搅拌器内，使各种原材料更加均匀的分布，在挤出捏合时使材料性能达到最佳状态。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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

玻璃纤维复合增强材料的制备，原料选自如下组分及质量分：

将酚醛树脂通过超细粉碎机粉碎，确保粒度100目全通。将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，将液体酚醛树脂通过压力雾化装置喷入高速混合机内，然后混合20分钟，直至材料和液体酚醛树脂混合均匀，然后关闭混合机。将上述组分混合均匀投入双螺杆挤出机开始挤出，挤出机熔融区温度设置在80℃，主机转速220RPM/MIN，材料温度控制在120℃左右，经过挤出机机头压延滚碾压成片状，通过冷却带冷却，然后经粉碎机粉碎，振动筛筛分，通过三维混合机混合均匀，最后通过2次震动筛去除细粉，得到最终的成品。

另外将上述材料在传递模塑机中制成各种试样，进行各项性能测试，结果列于表1。

实施例2

玻璃纤维复合增强材料的制备，原料选自如下组分及质量分：

将酚醛树脂通过超细粉碎机粉碎，确保粒度100目全通。将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，混合20分钟，直至材料混合均匀，然后关闭混合机。将上述组分混合均匀投入双螺杆挤出机开始挤出，挤出机熔融区温度设置在80℃，主机转速220RPM/MIN，材料温度控制在120℃左右，经过挤出机机头压延滚碾压成片状，通过冷却带冷却，然后经粉碎机粉碎，振动筛筛分，通过三维混合机混合均匀，最后通过2次震动筛去除细粉，得到最终的成品。

另外将上述材料在传递模塑机中制成各种试样，进行各项性能测试，结果列于表1。

实施例3

玻璃纤维复合增强材料的制备，原料选自如下组分及质量分：

将酚醛树脂通过超细粉碎机粉碎，确保粒度100目全通。将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，将液体酚醛树脂通过压力雾化装置喷入高速混合机内，然后混合20分钟，直至材料和液体酚醛树脂混合均匀，然后关闭混合机。将上述组分混合均匀投入双螺杆挤出机开始挤出，挤出机熔融区温度设置在80℃，主机转速220RPM/MIN，材料温度控制在120℃左右，经过挤出机机头压延滚碾压成片状，通过冷却带冷却，然后经粉碎机粉碎，振动筛筛分，通过三维混合机混合均匀，最后通过2次震动筛去除细粉，得到最终的成品。

另外将上述材料在传递模塑机中制成各种试样，进行各项性能测试，结果列于表1。

实施例4

玻璃纤维复合增强材料的制备，原料选自如下组分及质量分：

将酚醛树脂通过超细粉碎机粉碎，确保粒度100目全通。将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，将液体酚醛树脂通过压力雾化装置喷入高速混合机内，然后混合20分钟，直至材料和液体酚醛树脂混合均匀，然后关闭混合机。将上述组分混合均匀投入双螺杆挤出机开始挤出，挤出机熔融区温度设置在80℃，主机转速220RPM/MIN，材料温度控制在120℃左右，经过挤出机机头压延滚碾压成片状，通过冷却带冷却，然后经粉碎机粉碎，振动筛筛分，通过三维混合机混合均匀，最后通过2次震动筛去除细粉，得到最终的成品。

另外将上述材料在传递模塑机中制成各种试样，进行各项性能测试，结果列于表1。

对比例1

玻璃纤维复合增强材料，原料选自如下组分及质量分：

将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，将液体酚醛树脂通过压力雾化装置喷入高速混合机内，然后混合20分钟，直至材料和液体酚醛树脂混合均匀，然后关闭混合机。将上述组分混合均匀投入双螺杆挤出机开始挤出，挤出机熔融区温度设置在50℃，主机转速200RPM/MIN，材料温度控制在100℃左右，经过挤出机机头压延滚碾压成片状，通过冷却带冷却，然后经粉碎机粉碎，振动筛筛分，最后得到大小均匀的固体颗粒材料。

另外将上述材料在传递模塑机中制成各种试样，进行各项性能测试，结果列于表1。

对比例2

玻璃纤维复合增强材料的制备，原料选自如下组分及质量分：

将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，混合20分钟，直至材料混合均匀，然后关闭混合机；将上述组分混合均匀投入双螺杆挤出机开始挤出，挤出机熔融区温度设置在50℃，主机转速200RPM/MIN，材料温度控制在100℃左右，经过挤出机机头压延滚碾压成片状，通过冷却带冷却，然后经粉碎机粉碎，振动筛筛分，最后得到大小均匀的固体颗粒材料。

另外将上述材料在传递模塑机中制成各种试样，进行各项性能测试，结果列于表1。

实施效果表1

可以看出，本文提供的试验方法得到的高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料无论是在绝缘破坏强度、冲击强度、缺口冲击强度、拉伸强度等方面均优于普通生产工艺(对比例1、2)；实施例1和对比例1材料组成完全一样，区别在于生产工艺类型不同，结果就导致对比例1的各方面性能都要远远低于实施例1。

实施例2在实施例1的基础上，将液体酚醛树脂去掉，调整了酚醛树脂1和酚醛树脂2的比例，生产工艺也与实施例1相同，得到的结果是材料的弯曲强度、冲击强度、拉伸强度都要比实施例1稍低，这也能反映出液体酚醛树脂在整个配方体系中的重要性。

实施例3在实施例1的基础上，将无机填料2去掉，增加了无机填料1和无机填料3的用量，其他不变，得到的材料结果各方面性能与实施例1相近，但是材料的冲击强度明显要比实施例1低很多，则能反映出无机填料1在增加材料韧性，及冲击性能的方面有很大的作用。

实施例4在实施例1基础上，将脱模剂3去掉，增加脱模剂1比例，减少脱模剂2比例，得到材料的各方面性能与实施例1相当，但是在制样时样条难以脱模，粘在模具上，操作性能差，不能正常生产；则说明配方中脱模剂3对材料的操作性能有很大的影响。

对比例2则是将配方中各组分材料尽量单一化，得到的最终结果是各方面性能都很差，这也说明除了生产工艺外，相同种类原材料的不同配比，在整个生产反应过程中都起着十分重要的作用，不能简单粗暴的替换。

从上述可以得出，按实施例1的生产工艺和原材料配比生产出的材料各个方面性最优，这也说明了配方的研发要经过大量的实验，一点一点的去验证，以达到最初的设计要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料，其特征在于：包括如下组分及质量分：酚醛树脂20-32份，无机填料58-68份，催化剂1-3份，脱模剂1-5份，分散剂1-2份，着色剂1-2份，偶联剂1-3份，其他助剂2-5份。

2.根据权利要求1所述的高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料，其特征在于：所述的酚醛树脂选用热固酚醛树脂或热塑酚醛树脂或液体酚醛树脂。

3.根据权利要求1所述的高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料，其特征在于：所述的无机填料可以选用玻璃微珠、碳酸钙、金云母、超细高岭土、矿物纤维和玻璃纤维的任意一种；所述的固化催化剂选用乌洛托品、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁、氧化镁中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料，其特征在于：所述的脱模剂选用的是油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、蒙旦蜡、聚乙烯蜡中的任意一种；所述的分散剂选用滑石粉；所述的着色剂选用高亮炭黑。

5.根据权利要求1所述的高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料，其特征在于：所述的偶联剂选用是硅烷偶联剂；所述的其他助剂选用MBS聚合物、聚乙烯醇缩丁醛、丁腈橡胶中的任意一种。

6.一种如权利要求1-5任一项记载的高端电动工具换向器专用玻璃纤维复合增强材料的制备方法，其特征在于：步骤一：将酚醛树脂通过超细粉碎机粉碎，确保粒度100目全通；

步骤二：将高速混合机开启，转速调整35RPM/MIN，然后把上述其余组分先按比例投入混合机，再将转速调整至280RPM/MIN，将液体酚醛树脂通过压力雾化装置喷入高速混合机内，然后混合20分钟，直至材料和液体酚醛树脂混合均匀，然后关闭混合机；

步骤三：将混合好的材料投入挤出机中开始挤出；挤出机叶片组合按照设计要求排列，各个反应区温度也按照工艺设定，保证材料在机筒内能够充分反应；等材料冷却后，再粉碎成均匀颗粒，通过三维混合机混合均匀，最后通过2次震动筛去除细粉，得到最终的成品。