CN110256802A

CN110256802A - 一种强效耐热阻燃塑料电控柜壳体材料及其制备方法

Info

Publication number: CN110256802A
Application number: CN201910494899.XA
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: 2019-09-20

Abstract

本发明提供一种强效耐热阻燃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45‑55份、聚碳酸酯20‑30份、酚醛树脂15‑20份、丙烯腈2‑3份、偶联剂0.8‑1.2份、1‑氧‑4‑羟甲基‑2,6,7‑三氧杂‑1‑磷杂双环[2,2,2]辛烷6‑8份、甲基磷酸二甲酯3‑5份、聚苯基磷酸二苯砜酯5‑7份、双马来酰亚胺2‑4份、聚苯并毗喃二酮4‑6份、粘土6‑8份、硅藻土3‑5份、石英砂5‑7份、珍珠岩2‑4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，能够有效提高电控柜壳体材料的耐热和阻燃性能，防止其在外界环境下受热熔化甚至被引燃，安全性高，电控柜整体性能优异，使用寿命长，适宜推广。

Description

一种强效耐热阻燃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，具体涉及一种强效耐热阻燃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耐热和阻燃性能较差。这样在电控柜的使用过程中，电控柜极易在外界环境下受热熔化甚至被引燃，安全性较低。因此，一种强效耐热阻燃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，本发明提供一种强效耐热阻燃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，能够有效提高电控柜壳体材料的耐热和阻燃性能，防止其在外界环境下受热熔化甚至被引燃，安全性高，电控柜整体性能优异，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：

一种强效耐热阻燃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45-55份、聚碳酸酯20-30份、酚醛树脂15-20份、丙烯腈2-3份、偶联剂0.8-1.2份、1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷6-8份、甲基磷酸二甲酯3-5份、聚苯基磷酸二苯砜酯5-7份、双马来酰亚胺2-4份、聚苯并毗喃二酮4-6份、粘土6-8份、硅藻土3-5份、石英砂5-7份、珍珠岩2-4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50份、聚碳酸酯25份、酚醛树脂17.5份、丙烯腈2.5份、偶联剂1.0份、1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷7份、甲基磷酸二甲酯4份、聚苯基磷酸二苯砜酯6份、双马来酰亚胺3份、聚苯并毗喃二酮5份、粘土7份、硅藻土4份、石英砂6份、珍珠岩3份、增塑剂3份、分散剂3份。

优选的，所述偶联剂由三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯以质量比为3:1混合而成。

优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种。

优选的，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、三乙基己基磷酸、辛基磺酸钠和琥珀酸钾中的一种或多种。

所述壳体材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将酚醛树脂和丙烯腈混合加入预热箱中，升温至100-120℃，保温预热30-40min后加入偶联剂，再将其混合物加入高压釜内，升温至160-180℃，保温混炼20-30min后通入氩气并升压至12-14MPa，保压改性40-60min后恢复至常压，后保温静置1.5-2h得改性树脂备用；

(2)将制得的改性树脂加入密炼机内，再加入ABS树脂和聚碳酸酯，升温至200-220℃，保温混炼2-3h得改性基料备用；

(3)将1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷、甲基磷酸二甲酯、聚苯基磷酸二苯砜酯、双马来酰亚胺和聚苯并毗喃二酮混合加入高速分散机内，升温至160-180℃，高速分散30-40min得混合料备用；

(4)将粘土、硅藻土、石英砂和珍珠岩加入球磨机中进行混合研磨，后将其混合物加入高温炉中，升温至450-480℃，保温焙烧2-2.5h后自然冷却至室温得辅料备用；

(5)将制得的混合料和辅料依次加入上述步骤(2)中的密炼机内，再加入增塑剂和分散剂，继续保温混炼2-3h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)中调整高压釜的转速至130-150r/min，步骤(2)中调整密炼机的转速至200-300r/min，步骤(3)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min。

优选的，所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。

本发明提供一种强效耐热阻燃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、聚碳酸酯、酚醛树脂和丙烯腈作为基料，先在高温高压条件下通过丙烯腈对酚醛树脂进行改性，再与其他组分相互混合，在提高基料耐热和阻燃性能的基础上，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)本发明添加有1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷、甲基磷酸二甲酯、聚苯基磷酸二苯砜酯、双马来酰亚胺和聚苯并毗喃二酮，能够有效提高电控柜壳体材料的阻燃性能，防止电控柜被引燃进而造成更大火灾，电控柜安全性高；

(3)本发明还添加有粘土、硅藻土、石英砂和珍珠岩，能够有效提高电控柜壳体材料的耐热性能，防止电控柜在外界环境下受热熔化，通过混合研磨再高温焙烧的方式，有效提高了电控柜壳体材料的整体性能，电控柜整体性能优异，使用寿命长，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：

一种强效耐热阻燃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、聚碳酸酯20份、酚醛树脂15份、丙烯腈2份、偶联剂0.8份、1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷6份、甲基磷酸二甲酯3份、聚苯基磷酸二苯砜酯5份、双马来酰亚胺2份、聚苯并毗喃二酮4份、粘土6份、硅藻土3份、石英砂5份、珍珠岩2份、增塑剂2份、分散剂2份。

其中，所述偶联剂由三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯以质量比为3:1混合而成；所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种；所述分散剂为十二烷基硫酸钠、三乙基己基磷酸、辛基磺酸钠和琥珀酸钾中的一种或多种。

所述壳体材料的制备方法包括以下步骤：

其中，所述步骤(1)中调整高压釜的转速至130-150r/min，步骤(2)中调整密炼机的转速至200-300r/min，步骤(3)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min；所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。

实施例2：

一种强效耐热阻燃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、聚碳酸酯25份、酚醛树脂17.5份、丙烯腈2.5份、偶联剂1.0份、1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷7份、甲基磷酸二甲酯4份、聚苯基磷酸二苯砜酯6份、双马来酰亚胺3份、聚苯并毗喃二酮5份、粘土7份、硅藻土4份、石英砂6份、珍珠岩3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：

一种强效耐热阻燃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55份、聚碳酸酯30份、酚醛树脂20份、丙烯腈3份、偶联剂1.2份、1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷8份、甲基磷酸二甲酯5份、聚苯基磷酸二苯砜酯7份、双马来酰亚胺4份、聚苯并毗喃二酮6份、粘土8份、硅藻土5份、石英砂7份、珍珠岩4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中壳体材料的耐热和阻燃性能，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127×12.7×3.2mm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中制得的电控柜壳体试样设置为实验组1-3，采用ASTM D648标准试验方法检测电控柜壳体试样的热变形温度(℃)，采用氧指数(LOI)法检测电控柜壳体试样的氧指数(％)；

(3)先取每组电控柜壳体试样各1个，并将其竖放在伺服式热变形试验机内，设置负荷为1.82MPa，升温速度为120℃/h，跨距为100mm，待电控柜壳体试样变形0.25mm时记录其对应热变形温度(℃)；

(4)再取每组剩下的1个电控柜壳体试样，并将其置于真空燃烧室内，通入氧氮混合气体，待样条燃烧后检测氧氮混合气体的浓度，即测得氧指数(％)数据。

其检测结果如下表所示：

组别	对照组	实验组1	实验组2	实验组3
					热变形温度/％	132	207	215	199
LOI/％	17.0	27.5	29.0	25.5

由上表可知，由于实验组2的电控柜壳体试样其热变形温度和氧指数均为最高，因此实施例2所制得的电控柜壳体材料其耐热和阻燃性能最好。

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

1.一种强效耐热阻燃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45-55份、聚碳酸酯20-30份、酚醛树脂15-20份、丙烯腈2-3份、偶联剂0.8-1.2份、1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷6-8份、甲基磷酸二甲酯3-5份、聚苯基磷酸二苯砜酯5-7份、双马来酰亚胺2-4份、聚苯并毗喃二酮4-6份、粘土6-8份、硅藻土3-5份、石英砂5-7份、珍珠岩2-4份、增塑剂2-4份、分散剂2-4份。

2.根据权利要求1所述的一种强效耐热阻燃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50份、聚碳酸酯25份、酚醛树脂17.5份、丙烯腈2.5份、偶联剂1.0份、1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷7份、甲基磷酸二甲酯4份、聚苯基磷酸二苯砜酯6份、双马来酰亚胺3份、聚苯并毗喃二酮5份、粘土7份、硅藻土4份、石英砂6份、珍珠岩3份、增塑剂3份、分散剂3份。

3.根据权利要求1所述的一种强效耐热阻燃塑料电控柜壳体材料，其特征在于，所述偶联剂由三异硬酯酸钛酸异丙酯和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯以质量比为3:1混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种强效耐热阻燃塑料电控柜壳体材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸二环己酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种强效耐热阻燃塑料电控柜壳体材料，其特征在于，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、三乙基己基磷酸、辛基磺酸钠和琥珀酸钾中的一种或多种。

6.一种强效耐热阻燃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：

7.根据权利要求6所述的一种强效耐热阻燃塑料电控柜壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中调整高压釜的转速至130-150r/min，步骤(2)中调整密炼机的转速至200-300r/min，步骤(3)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min。

8.根据权利要求6所述的一种强效耐热阻燃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。