本发明属于配电材料领域，具体涉及一种配电箱外壳材料及其制备方法。
背景技术：
配电箱是电力供电系统中用于进行电能分配、控制、计量以及连接线缆的配电设备，一般供电局、变电所都是用高压开关柜，然后经变压器降压低压侧引出到低压配电箱，低压配电箱在到各个用电的配电盘，控制箱，开关箱，里面就是通过将一些开关、断路器、熔断器、按钮、指示灯、仪表、电线之类保护器件组装成一体达到设计功能要求的配电装置的设备。高低压配电箱也叫做：高低压开关柜或高低压电气成套设备。
目前，市场上的配电箱大多数为铁壳配电箱，其制作方法是开制冲压成型模具，然后将白铁皮冲压成型，再将冲压成型件经脱脂、水洗、酸洗、水洗、碱洗、水洗、表调、磷化、烫洗、烘干、喷漆后制作出配电箱组件，最后用铰链将配电箱组件组装成一个完整的配电箱。这种配电箱的缺点是绝缘性能不好，线路发生短路时会造成严重的安全隐患，而且产品比较笨重，安装不方便。近年来，已经有研究出塑料配电箱外壳，其具备较好的绝缘性能，而且重量小，但是机械性能、阻燃性能以及导热性能较差，无法承受较大的冲击力，也无法将配电时带来的热量排出，容易造成配电箱高温，带来安全隐患。
技术实现要素：
为了解决现有的配电箱外壳材料存在的机械性能差、阻燃线差和导热性差的问题，本发明的目的是提供一种配电箱外壳材料及其制备方法，制得的配电箱外壳材料具有机械性能好、阻燃性好和导热性好的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种配电箱外壳材料，包括以下重量份的原料：高岭土1-3份、玻璃纤维1-2份、正硅酸乙酯2-3份、三聚磷酸铝2-3份、二乙二醇单丁醚5-7份、异丁醇7-8份、聚碳酸酯7-8份、单硬脂酸甘油酯8-9份、石英砂8-10份、酚醛树脂8-10份、硼砂10-12份、碳化硅20-30份、丙烯酸树脂30-40份、氯丁橡胶20-30份、天然橡胶16-34份、异戊橡胶18-24份、聚砜树脂12-20份、陶瓷纤维2-4份、碳化硼6-18份、氧化镁4-8份、阻燃剂0.6-0.8份、增塑剂10-20份、相容剂0.9-1.5份、热稳定剂0.5-0.7份、光稳定剂0.2-0.6份和固化剂0.3-0.7份。
原料中添加了氯丁橡胶，氯丁橡胶具有耐热性好、阻燃性好和机械强度高的优点。
原料中添加了天然橡胶，天然橡胶具有机械强度高和透气性好的优点。
原料中添加了异戊橡胶，异戊橡胶具有回弹性好、抗撕裂性好和电绝缘性好的优点。
原料中添加了聚砜树脂，聚砜树脂具有刚性好、韧性好、耐高温性好和绝缘性好的优点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的配电箱外壳材料的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了碳化硼，碳化硼具有质轻、强度高、高温稳定性好、化学稳定性好和耐火性好的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有耐火性好和绝缘性好的优点。
优选地，包括以下重量份的原料：高岭土2份、玻璃纤维1.5份、正硅酸乙酯2.5份、三聚磷酸铝2.5份、二乙二醇单丁醚6份、异丁醇7.5份、聚碳酸酯7.5份、单硬脂酸甘油酯8.5份、石英砂9份、酚醛树脂9份、硼砂11份、碳化硅25份、丙烯酸树脂35份、氯丁橡胶25份、天然橡胶25份、异戊橡胶21份、聚砜树脂16份、陶瓷纤维3份、碳化硼12份、氧化镁6份、阻燃剂0.7份、增塑剂15份、相容剂1.2份、热稳定剂0.6份、光稳定剂0.4份和固化剂0.5份。
优选地，所述阻燃剂为三氧化二锑，能够有效地提高配电箱外壳材料的阻燃性能。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，使得配电箱外壳材料的塑化效果增强，还使其柔韧性增强，更加容易加工，同时价格比较低廉。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
优选地，所述热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高配电箱外壳材料的热稳性。
优选地，所述光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入配电箱外壳材料，达到保护配电箱外壳材料的目的。
优选地，所述固化剂为二氨基二苯甲烷，经过二氨基二苯甲烷固化后的配电箱外壳材料，其韧性、耐高温性和阻燃性得到增强。
一种配电箱外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配电箱外壳材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高岭土、三聚磷酸铝、阻燃剂、石英砂、硼砂和碳化硅在高速混料机中混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为25:1的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12-14h，球磨温度为25-27℃，球磨机转速500-1000r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料a；
(3)将正硅酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇单丁醚、异丁醇、聚碳酸酯、单硬脂酸甘油酯、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶和聚砜树脂混合均匀，加入密炼机，在温度为105-110℃下混炼3-4min，得到物料b；
(4)先将物料a、物料b、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳化硼、氧化镁、增塑剂、相容剂、热稳定剂、光稳定剂、固化剂依次添加到反应罐中，搅拌均匀，然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至150℃，保温反应3min，随后冷却至室温，最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待物料完全熔融后挤出到注塑机中，在260-280℃下注塑成型，即得配电箱外壳材料。
本发明的有益效果是：
1、本发明解决了现有的配电箱外壳材料存在的机械性能差、阻燃线差和导热性差的问题。
2、本发明的原料中添加了氯丁橡胶，氯丁橡胶具有耐热性好、阻燃性好和机械强度高的优点。
3、本发明的原料中添加了天然橡胶，天然橡胶具有机械强度高和透气性好的优点。
4、本发明的原料中添加了异戊橡胶，异戊橡胶具有回弹性好、抗撕裂性好和电绝缘性好的优点。
5、本发明的原料中添加了聚砜树脂，聚砜树脂具有刚性好、韧性好、耐高温性好和绝缘性好的优点。
6、本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的配电箱外壳材料的耐火性能和抗拉性能。
7、本发明的原料中添加了碳化硼，碳化硼具有质轻、强度高、高温稳定性好、化学稳定性好和耐火性好的优点。
8、本发明的原料中添加了氧化镁，氧化镁具有耐火性好和绝缘性好的优点。
9、本发明中所述阻燃剂为三氧化二锑，能够有效地提高配电箱外壳材料的阻燃性能。
10、本发明中所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，使得配电箱外壳材料的塑化效果增强，还使其柔韧性增强，更加容易加工，同时价格比较低廉。
11、本发明中所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
12、本发明中所述热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高配电箱外壳材料的热稳性。
13、本发明中所述光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入配电箱外壳材料，达到保护配电箱外壳材料的目的。
14、本发明中所述固化剂为二氨基二苯甲烷，经过二氨基二苯甲烷固化后的配电箱外壳材料，其韧性、耐高温性和阻燃性得到增强。
具体实施方式
实施例1
一种配电箱外壳材料，包括以下重量份的原料：高岭土2份、玻璃纤维1.5份、正硅酸乙酯2.5份、三聚磷酸铝2.5份、二乙二醇单丁醚6份、异丁醇7.5份、聚碳酸酯7.5份、单硬脂酸甘油酯8.5份、石英砂9份、酚醛树脂9份、硼砂11份、碳化硅25份、丙烯酸树脂35份、氯丁橡胶25份、天然橡胶25份、异戊橡胶21份、聚砜树脂16份、陶瓷纤维3份、碳化硼12份、氧化镁6份、阻燃剂0.7份、增塑剂15份、相容剂1.2份、热稳定剂0.6份、光稳定剂0.4份和固化剂0.5份。
原料中添加了氯丁橡胶，氯丁橡胶具有耐热性好、阻燃性好和机械强度高的优点。
原料中添加了天然橡胶，天然橡胶具有机械强度高和透气性好的优点。
原料中添加了异戊橡胶，异戊橡胶具有回弹性好、抗撕裂性好和电绝缘性好的优点。
原料中添加了聚砜树脂，聚砜树脂具有刚性好、韧性好、耐高温性好和绝缘性好的优点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的配电箱外壳材料的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了碳化硼，碳化硼具有质轻、强度高、高温稳定性好、化学稳定性好和耐火性好的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有耐火性好和绝缘性好的优点。
阻燃剂为三氧化二锑，能够有效地提高配电箱外壳材料的阻燃性能。
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，使得配电箱外壳材料的塑化效果增强，还使其柔韧性增强，更加容易加工，同时价格比较低廉。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高配电箱外壳材料的热稳性。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入配电箱外壳材料，达到保护配电箱外壳材料的目的。
固化剂为二氨基二苯甲烷，经过二氨基二苯甲烷固化后的配电箱外壳材料，其韧性、耐高温性和阻燃性得到增强。
一种配电箱外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配电箱外壳材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高岭土、三聚磷酸铝、阻燃剂、石英砂、硼砂和碳化硅在高速混料机中混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为25:1的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12-14h，球磨温度为25-27℃，球磨机转速500-1000r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料a；
(3)将正硅酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇单丁醚、异丁醇、聚碳酸酯、单硬脂酸甘油酯、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶和聚砜树脂混合均匀，加入密炼机，在温度为105-110℃下混炼3-4min，得到物料b；
(4)先将物料a、物料b、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳化硼、氧化镁、增塑剂、相容剂、热稳定剂、光稳定剂、固化剂依次添加到反应罐中，搅拌均匀，然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至150℃，保温反应3min，随后冷却至室温，最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待物料完全熔融后挤出到注塑机中，在260-280℃下注塑成型，即得配电箱外壳材料。
实施例2
一种配电箱外壳材料，包括以下重量份的原料：高岭土1份、玻璃纤维1份、正硅酸乙酯2份、三聚磷酸铝2份、二乙二醇单丁醚5份、异丁醇7份、聚碳酸酯7份、单硬脂酸甘油酯8份、石英砂8份、酚醛树脂8份、硼砂10份、碳化硅20份、丙烯酸树脂30份、氯丁橡胶20份、天然橡胶16份、异戊橡胶18份、聚砜树脂12份、陶瓷纤维2份、碳化硼6份、氧化镁4份、阻燃剂0.6份、增塑剂10份、相容剂0.9份、热稳定剂0.5份、光稳定剂0.2份和固化剂0.3份。
原料中添加了氯丁橡胶，氯丁橡胶具有耐热性好、阻燃性好和机械强度高的优点。
原料中添加了天然橡胶，天然橡胶具有机械强度高和透气性好的优点。
原料中添加了异戊橡胶，异戊橡胶具有回弹性好、抗撕裂性好和电绝缘性好的优点。
原料中添加了聚砜树脂，聚砜树脂具有刚性好、韧性好、耐高温性好和绝缘性好的优点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的配电箱外壳材料的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了碳化硼，碳化硼具有质轻、强度高、高温稳定性好、化学稳定性好和耐火性好的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有耐火性好和绝缘性好的优点。
阻燃剂为三氧化二锑，能够有效地提高配电箱外壳材料的阻燃性能。
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，使得配电箱外壳材料的塑化效果增强，还使其柔韧性增强，更加容易加工，同时价格比较低廉。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高配电箱外壳材料的热稳性。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入配电箱外壳材料，达到保护配电箱外壳材料的目的。
固化剂为二氨基二苯甲烷，经过二氨基二苯甲烷固化后的配电箱外壳材料，其韧性、耐高温性和阻燃性得到增强。
一种配电箱外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配电箱外壳材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高岭土、三聚磷酸铝、阻燃剂、石英砂、硼砂和碳化硅在高速混料机中混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为25:1的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12-14h，球磨温度为25-27℃，球磨机转速500-1000r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料a；
(3)将正硅酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇单丁醚、异丁醇、聚碳酸酯、单硬脂酸甘油酯、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶和聚砜树脂混合均匀，加入密炼机，在温度为105-110℃下混炼3-4min，得到物料b；
(4)先将物料a、物料b、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳化硼、氧化镁、增塑剂、相容剂、热稳定剂、光稳定剂、固化剂依次添加到反应罐中，搅拌均匀，然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至150℃，保温反应3min，随后冷却至室温，最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待物料完全熔融后挤出到注塑机中，在260-280℃下注塑成型，即得配电箱外壳材料。
实施例3
一种配电箱外壳材料，包括以下重量份的原料：高岭土3份、玻璃纤维2份、正硅酸乙酯3份、三聚磷酸铝3份、二乙二醇单丁醚7份、异丁醇8份、聚碳酸酯8份、单硬脂酸甘油酯9份、石英砂10份、酚醛树脂10份、硼砂12份、碳化硅30份、丙烯酸树脂40份、氯丁橡胶30份、天然橡胶34份、异戊橡胶24份、聚砜树脂20份、陶瓷纤维4份、碳化硼18份、氧化镁8份、阻燃剂0.8份、增塑剂20份、相容剂1.5份、热稳定剂0.7份、光稳定剂0.6份和固化剂0.7份。
原料中添加了氯丁橡胶，氯丁橡胶具有耐热性好、阻燃性好和机械强度高的优点。
原料中添加了天然橡胶，天然橡胶具有机械强度高和透气性好的优点。
原料中添加了异戊橡胶，异戊橡胶具有回弹性好、抗撕裂性好和电绝缘性好的优点。
原料中添加了聚砜树脂，聚砜树脂具有刚性好、韧性好、耐高温性好和绝缘性好的优点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、耐火性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的配电箱外壳材料的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了碳化硼，碳化硼具有质轻、强度高、高温稳定性好、化学稳定性好和耐火性好的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有耐火性好和绝缘性好的优点。
阻燃剂为三氧化二锑，能够有效地提高配电箱外壳材料的阻燃性能。
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，使得配电箱外壳材料的塑化效果增强，还使其柔韧性增强，更加容易加工，同时价格比较低廉。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高配电箱外壳材料的热稳性。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入配电箱外壳材料，达到保护配电箱外壳材料的目的。
固化剂为二氨基二苯甲烷，经过二氨基二苯甲烷固化后的配电箱外壳材料，其韧性、耐高温性和阻燃性得到增强。
一种配电箱外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配电箱外壳材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高岭土、三聚磷酸铝、阻燃剂、石英砂、硼砂和碳化硅在高速混料机中混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为25:1的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12-14h，球磨温度为25-27℃，球磨机转速500-1000r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料a；
(3)将正硅酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇单丁醚、异丁醇、聚碳酸酯、单硬脂酸甘油酯、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶和聚砜树脂混合均匀，加入密炼机，在温度为105-110℃下混炼3-4min，得到物料b；
(4)先将物料a、物料b、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳化硼、氧化镁、增塑剂、相容剂、热稳定剂、光稳定剂、固化剂依次添加到反应罐中，搅拌均匀，然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至150℃，保温反应3min，随后冷却至室温，最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待物料完全熔融后挤出到注塑机中，在260-280℃下注塑成型，即得配电箱外壳材料。
对比例1
一种配电箱外壳材料，包括以下重量份的原料：高岭土2份、玻璃纤维1.5份、三氧化二锑2.5份、正硅酸乙酯2.5份、三聚磷酸铝2.5份、二乙二醇单丁醚6份、异丁醇7.5份、聚碳酸酯7.5份、单硬脂酸甘油酯8.5份、石英砂9份、酚醛树脂9份、硼砂11份、碳化硅25份和丙烯酸树脂35份。
一种配电箱外壳材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配电箱外壳材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高岭土、三聚磷酸铝、三氧化二锑、石英砂、硼砂和碳化硅在搅拌机中混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为25:1的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12-14h，球磨温度为25-27℃，球磨机转速500-1000r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料a；
(3)将正硅酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇单丁醚、异丁醇、聚碳酸酯、单硬脂酸甘油酯、酚醛树脂和丙烯酸树脂混合均匀，加入密炼机，在温度为105-110℃下混炼3-4min，得到物料b；
(4)先将物料a、物料b、玻璃纤维依次添加到反应罐中，搅拌均匀，然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至150℃，保温反应3min，随后冷却至室温，最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待物料完全熔融后挤出到注塑机中，在260-280℃下注塑成型，即得配电箱外壳材料。
将实施例1、实施例2和实施例3制得的配电箱外壳材料与对比例1制得的电线电缆料进行性能测试，测试结果如表1所示：
从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：
1、一种配电箱外壳材料及其制备方法，从测得的拉伸屈服强度可以看出，实施例1-3的拉伸屈服强度均高于对比例1，说明本发明配电箱外壳材料的机械性能好。
2、一种配电箱外壳材料及其制备方法，从测得的热变形温度可以看出，实施例1-3的热变形温度均高于对比例1，说明本发明配电箱外壳材料的耐热性好。
3、一种配电箱外壳材料及其制备方法，从测得的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均高于对比例1，说明本发明配电箱外壳材料的导热性好。
4、一种配电箱外壳材料及其制备方法，从测得的表面电阻可以看出，实施例1-3的表面电阻均高于对比例1，说明本发明配电箱外壳材料的绝缘性好。
5、一种配电箱外壳材料及其制备方法，从测得的阻燃性能可以看出，实施例1-3的阻燃性能均优于对比例1，说明本发明配电箱外壳材料的阻燃性好。
6、一种配电箱外壳材料及其制备方法，从测得的各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明本发明配电箱外壳材料的原料配方和制备方法的合理性。
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。