一种低压配电柜制作用防火材料及制备工艺的制作方法

1.本发明属于配电箱制造领域，具体公开了一种低压配电柜制作用防火材料及制备工艺。


背景技术：

2.配电柜(箱)分动力配电柜(箱)和照明配电柜(箱)、计量柜(箱)，是配电系统的末级设备。配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。大部分终端附近的配电柜是低压配电柜，并且设置在居民区附近，为了安全起见，现有有很多的配电柜外壳使用了非金属材料，绝缘性能大大提高，提高了安全性。但是使用非金属材料制造外壳之后，其可塑性，耐热性和电磁屏蔽性能就会大大的降低。cn202120501191.5公开了一种耐热配电柜包括：箱体、门锁结构、安装支架和元器件安装板，门锁结构与箱体外部连接，安装支架与箱体后侧连接，元器件安装板与箱体内部连接。其中，箱体包括：外箱体、内箱体、外门板、内门板、磁铁孔、磁铁、门板隔热防火材料板和箱体隔热防火材料板。本发明与传统技术相比，通过增设在箱体内部镶嵌防火隔热材料，使得配电箱能在高温场合中使用，具有隔热、防火的功能。可见上述的配电柜也只是在其外壳的内部加装了防火材料，而无法直接使用防火材料制备外壳，现有的耐热隔热材料，基本上属于建筑中的隔热芯材，其机械性能，可塑性和电磁屏蔽性能并不能满足配电柜的要求，因此需要针对性的研发新型的耐热防火材料。。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明公开了一种低压配电柜制作用防火材料及制备工艺。
4.本发明的技术方案如下：
5.一种低压配电柜制作用防火材料，由以下重量份的原料制成：
6.[0007][0008]
上述方案中，聚酰亚胺指主链上含有酰亚胺环(-co-nr-co-)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103赫兹下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属f至h级绝缘。聚马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品，但是聚马来酰亚胺的固化物较脆，可塑性不佳，不能直接的应用于配电柜的制作，为了解决上述问题，本方案在其中加入聚碳酸酯，意外的发现其大大改进了其脆性，增加了其可塑性；并且，为了增加非金属配件柜的电磁防护性能，本发明还加入镀铝玻纤，调整了其加入剂量，增加了其电磁防护性能以及强度，更加适合作为配电柜使用。
[0009]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料，所述偶联剂选自硅酸脂，钛酸脂、或者锆类偶联剂中的一种或者多种。
[0010]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料，所述交联剂选自过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、聚三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种或者多种。
[0011]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料，所述补强剂选自白炭黑、碳酸镁、氧化锌中的一种或者多种。
[0012]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠中的一种或者多种。
[0013]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料，所述辅助阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或者多种。
[0014]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料，所述灭烟剂选自三氧化钼、八钼酸胺、钼酸钙中的一种或者多种。
[0015]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料，所述抗老剂选自n-苯基-n`-环己基对苯二胺、n-n'-二苯基-对苯二胺、4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺中的一种或者多种。
[0016]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料的制备工艺，包括以下步骤：
[0017]
1)按重量份数称取聚马来酰亚胺、镀铝玻纤、聚碳酸酯、偶联剂、交联剂、补强剂、表面活性剂加入混料机中，以每分钟400～600转的速度搅拌15～30min，温度120-150℃，搅拌均匀，得混合料a；
[0018]
3)然后再依次加入辅助阻燃剂、灭烟剂、抗老剂，再以每分钟600～800转的速度搅
拌30～50min，温度90-100℃，得混合料b；
[0019]
4)将混合料b放入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为10-18:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度130-135℃，二区温度为145-150℃，三区温度为165-170℃，四区温度为175-185℃五区温度为165-170℃；双螺杆挤出机的机头温度为155-165℃；得到所述低压配电柜制作用防火材料。
[0020]
进一步的，上述一种低压配电柜制作用防火材料的应用，应用于低压配电柜制作，包括将上述防火材料在400-450℃的条件下融化，随后通过注塑机注塑成型。
[0021]
相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
[0022]
本发明公开了一种低压配电柜制作用防火材料，加入聚碳酸酯，改进了聚马来酰亚胺的固化物较脆，可塑性不佳，不能直接的应用于配电柜的缺点，并且，为了增加非金属配件柜的电磁防护性能，本发明还加入镀铝玻纤，调整了其加入剂量，增加了其电磁防护性能以及强度，更加适合作为配电柜使用。
[0023]
本发明制备的防火材料具有较好的耐热性，刚性和可塑性，以及电磁屏蔽性能，十分适合制作具有良好绝缘性能的低压配电柜，以取代金属配电柜，大大提高低压配电柜的安全性能，同时本发明所使用的原料成本低，制备工艺简单，制备成本低，具有良好的经济效益。
附图说明
[0024]
图1为测试例中静曲强度的比较图；
[0025]
图2为测试例中延伸率的比较图；
[0026]
图3为测试例中电磁屏蔽性能的比较图。
具体实施方式
[0027]
下面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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]
本发明实施例中使用的试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0029]
聚马来酰亚胺casno:25721-74-8，购自湖北万得化工有限公司；
[0030]
聚碳酸酯cas no:25037-45-0，购自郑州阿尔法化工有限公司；
[0031]
镀铝玻纤购自海门市瑞成玻璃纤维制品厂。
[0032]
实施例1
[0033]
一种低压配电柜制作用防火材料，由以下重量份的原料制成：
[0034][0035]
所述偶联剂选自硅酸脂；
[0036]
所述交联剂选自过氧化二异丙苯；
[0037]
所述补强剂选自白炭黑；
[0038]
所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠；
[0039]
所述辅助阻燃剂选自三氧化二锑；
[0040]
所述灭烟剂选自三氧化钼；
[0041]
所述抗老剂选自n-苯基-n`-环己基对苯二胺；
[0042]
上述低压配电柜制作用防火材料的制备工艺，包括以下步骤：
[0043]
1)按重量份数称取聚马来酰亚胺、镀铝玻纤、聚碳酸酯偶联剂、交联剂、补强剂、表面活性剂加入混料机中，以每分钟400～600转的速度搅拌15～30min，温度120-150℃，搅拌均匀，得混合料a；
[0044]
3)然后再依次加入辅助阻燃剂、灭烟剂、抗老剂，再以每分钟600～800转的速度搅拌30～50min，温度90-100℃，得混合料b；
[0045]
4)将混合料b放入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为10-18:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度130-135℃，二区温度为145-150℃，三区温度为165-170℃，四区温度为175-185℃五区温度为165-170℃；双螺杆挤出机的机头温度为155-165℃；得到所述低压配电柜制作用防火材料。
[0046]
实施例2
[0047]
一种低压配电柜制作用防火材料，由以下重量份的原料制成：
[0048][0049]
所述偶联剂选自硅酸脂，钛酸脂、或者锆类偶联剂中的一种或者多种；
[0050]
所述交联剂选自过2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷；
[0051]
所述补强剂选自碳酸镁；
[0052]
所述表面活性剂选自二辛基琥珀酸磺酸钠；
[0053]
所述辅助阻燃剂选自氢氧化镁；
[0054]
所述灭烟剂选自八钼酸胺；
[0055]
所述抗老剂选自n-n'-二苯基-对苯二胺；
[0056]
上述低压配电柜制作用防火材料的制备工艺，包括以下步骤：
[0057]
1)按重量份数称取聚马来酰亚胺、镀铝玻纤、聚碳酸酯偶联剂、交联剂、补强剂、表面活性剂加入混料机中，以每分钟400～600转的速度搅拌15～30min，温度120-150℃，搅拌均匀，得混合料a；
[0058]
3)然后再依次加入辅助阻燃剂、灭烟剂、抗老剂，再以每分钟600～800转的速度搅拌30～50min，温度90-100℃，得混合料b；
[0059]
4)将混合料b放入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为10-18:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度130-135℃，二区温度为145-150℃，三区温度为165-170℃，四区温度为175-185℃五区温度为165-170℃；双螺杆挤出机的机头温度为155-165℃；得到所述低压配电柜制作用防火材料。
[0060]
实施例3
[0061]
一种低压配电柜制作用防火材料，由以下重量份的原料制成：
[0062][0063]
所述偶联剂选自锆类偶联剂；
[0064]
所述交联剂选自聚三烯丙基异三聚氰酸酯；
[0065]
所述补强剂选自氧化锌；
[0066]
所述表面活性剂选自甘胆酸钠；
[0067]
所述辅助阻燃剂选自氢氧化铝；
[0068]
所述灭烟剂选自钼酸钙；
[0069]
所述抗老剂选自4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺中；
[0070]
上述低压配电柜制作用防火材料的制备工艺，包括以下步骤：
[0071]
1)按重量份数称取聚马来酰亚胺、镀铝玻纤、聚碳酸酯偶联剂、交联剂、补强剂、表面活性剂加入混料机中，以每分钟400～600转的速度搅拌15～30min，温度120-150℃，搅拌均匀，得混合料a；
[0072]
3)然后再依次加入辅助阻燃剂、灭烟剂、抗老剂，再以每分钟600～800转的速度搅拌30～50min，温度90-100℃，得混合料b；
[0073]
4)将混合料b放入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为10-18:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度130-135℃，二区温度为145-150℃，三区温度为165-170℃，四区温度为175-185℃五区温度为165-170℃；双螺杆挤出机的机头温度为155-165℃；得到所述低压配电柜制作用防火材料。
[0074]
对比例1
[0075]
一种低压配电柜制作用防火材料，由以下重量份的原料制成：
[0076][0077]
与实施例2相比，使用聚氯乙烯取代聚碳酸酯，其余同实施例2
[0078]
对比例2
[0079]
一种低压配电柜制作用防火材料，由以下重量份的原料制成：
[0080][0081][0082]
与实施例2相比，未加入镀铝玻纤，其余同实施例2
[0083]
测试例1
[0084]
本测试例对实施例1-3以及对比例1-2所述制备的防火材料进行注塑成型制备成防火板材，同时市场购入同规格的普通防火板材作为对比例3；按照国标gb23864-2009的要求测试其防火性能，按照gb/t17657-1999(人造板及饰面人造板理化性能试验方法)测试防火板材的物理性能，按照sj 20524-1995(材料屏蔽效能的测量方法)测试防火板材的电磁屏蔽性能。
[0085]
同时还将实施例1-3以及对比例1-2的板材材料测试其延伸率，延伸率越小表示表示脆性越大。
[0086]
结果见表1和图1-3。
[0087]
表1防火板材性能测试
[0088][0089]
从上述的实施例和对比例可以看出，本发明所述的防火材料制成的板材，其静曲强度强，表面其刚性好，力学性能能够满足配电柜的要求，同时本发明所述的材料的延伸率较好，较好的解决了聚马来酰亚胺脆性大的问题，使用寿命长，同时本发明所述的防火材料制成的板材均满足a级防火要求，并且在屏蔽低频和高频的电磁信号方面，均有较好的表现。
[0090]
充分说明本发明所述的防火材料，具有较好的耐热性，机械性能和可塑性，以及电磁屏蔽性能，十分适合制作具有良好绝缘性能的低压配电柜，以取代金属配电柜，大大提高低压配电柜的安全性能，同时本发明所使用的原料成本低，制备工艺简单，制备成本低，具有良好的经济效益。
[0091]
发明的有限几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。