CN104151745B - 高低压配电柜壳体材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于供电材料领域，公开了一种高低压配电柜壳体材料，其由如下重量份的原料制备而成，聚氯乙烯30-40份，碳化硅20-25份，硼砂10-12份，石英砂8-10份，酚醛树脂8-10份，单硬脂酸甘油酯8-9份，异丁醇7-8份，聚碳酸酯7-8份，二乙二醇单丁醚5-7份，十溴二苯乙烷5-7份，石墨2-3份，三聚磷酸铝2-3份，三氧化二锑2-3份，玻璃纤维1-2份，硅胶粉1-2份。本发明制备的壳体材料在有效保持较好的绝缘性能的同时，机械性能、导热性能以及阻燃性能也大幅提高。

Description

高低压配电柜壳体材料及其制备方法

技术领域

本发明属于供电材料领域，具体涉及一种高低压配电柜壳体材料及其制备方法。

背景技术

高低压配电柜是电力供电***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柜，低压配电柜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。高低压配电柜也叫做：高低压开关柜或高低压电气成套设备。

目前，市场上的配电柜大多数为铁壳配电柜，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、喷漆后制作出配电柜组件，最后用铰链将配电柜组件组装成一个完整的配电柜。这种配电柜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柜外壳，其具备较好的绝缘性能，而且重量小，但是机械性能、耐腐蚀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，容易造成配电柜高温，带来安全隐患，例如中国发明专利CN201010236519公开的塑料配电柜壳体。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中高低压配电柜壳体材料的诸多缺陷，经过大量试验和探索，改变现有的壳体原料组成及制备方法，提供一种高低压配电柜壳体材料及其制备方法，该壳体材料具备较好的机械性能、导热性能以及阻燃性能等，可取代市场金属产品。

为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：

一种高低压配电柜壳体材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯30-40份，碳化硅20-25份，硼砂10-12份，石英砂8-10份，酚醛树脂8-10份，单硬脂酸甘油酯8-9份，异丁醇7-8份，聚碳酸酯7-8份，二乙二醇单丁醚5-7份，十溴二苯乙烷5-7份，石墨2-3份，三聚磷酸铝2-3份，三氧化二锑2-3份，玻璃纤维1-2份，硅胶粉1-2份；

所述壳体材料按照如下方法制备而成：

1）按照重量份取各原料备用；

2）将碳化硅，硼砂，石英砂，石墨，三聚磷酸铝以及三氧化二锑，混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为20:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速500-1000转/分钟，磨至粉末粒径为500目左右，蒸发掉无水乙醇，然后与硅胶粉混合均匀，得到混合物1；

3）将聚氯乙烯，酚醛树脂，单硬脂酸甘油酯，异丁醇，聚碳酸酯、二乙二醇单丁醚以及十溴二苯乙烷，混合均匀，加入密炼机，在温度为95-100℃下混炼6-8分钟，得到混合物2；

4）将混合物1，混合物2以及玻璃纤维，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120℃，保温反应5min，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。

其中，玻璃纤维的直径为20-30um，长度为50-100um。

本发明取得有益效果主要包括：

本发明通过合理选择原料，调整配伍量，制备的复合材料各方面性能优良，适用于制备配电柜壳体；本发明制备的壳体材料在有效保持较好的绝缘性能的同时，机械性能、导热性能以及阻燃性能也大幅提高；本发明的制备方法操作简单，生产成本低，有利于工业化推广应用。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高低压配电柜壳体材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯30份，碳化硅20份，硼砂10份，石英砂8份，酚醛树脂8份，单硬脂酸甘油酯8份，异丁醇7份，聚碳酸酯7份，二乙二醇单丁醚5份，十溴二苯乙烷5份，石墨2份，三聚磷酸铝2份，三氧化二锑2份，玻璃纤维1份，硅胶粉1份；

所述壳体材料按照如下方法制备而成：

1）按照重量份取各原料备用；

2）将碳化硅，硼砂，石英砂，石墨，三聚磷酸铝以及三氧化二锑，混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为20:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速500转/分钟，磨至粉末粒径为500目，蒸发掉无水乙醇，然后与硅胶粉混合均匀，得到混合物1；

3）将聚氯乙烯，酚醛树脂，单硬脂酸甘油酯，异丁醇，聚碳酸酯、二乙二醇单丁醚以及十溴二苯乙烷，混合均匀，加入密炼机，在温度为95℃下混炼8分钟，得到混合物2；

4）将混合物1，混合物2以及玻璃纤维，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120℃，保温反应5min，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280℃下注塑成型即得。

其中，玻璃纤维的直径为30um，长度为100um。

实施例2

一种高低压配电柜壳体材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯40份，碳化硅25份，硼砂12份，石英砂10份，酚醛树脂10份，单硬脂酸甘油酯9份，异丁醇8份，聚碳酸酯8份，二乙二醇单丁醚7份，十溴二苯乙烷7份，石墨3份，三聚磷酸铝3份，三氧化二锑3份，玻璃纤维2份，硅胶粉2份；

所述壳体材料按照如下方法制备而成：

1）按照重量份取各原料备用；

2）将碳化硅，硼砂，石英砂，石墨，三聚磷酸铝以及三氧化二锑，混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为20:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速1000转/分钟，磨至粉末粒径为500目左右，蒸发掉无水乙醇，然后与硅胶粉混合均匀，得到混合物1；

3）将聚氯乙烯，酚醛树脂，单硬脂酸甘油酯，异丁醇，聚碳酸酯、二乙二醇单丁醚以及十溴二苯乙烷，混合均匀，加入密炼机，在温度为100℃下混炼6分钟，得到混合物2；

4）将混合物1，混合物2以及玻璃纤维，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120℃，保温反应5min，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℃下注塑成型即得。

其中，玻璃纤维的直径为20um，长度为50um。

实施例3

一种高低压配电柜壳体材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯35份，碳化硅22份，硼砂11份，石英砂9份，酚醛树脂9份，单硬脂酸甘油酯8份，异丁醇7份，聚碳酸酯7份，二乙二醇单丁醚6份，十溴二苯乙烷6份，石墨2份，三聚磷酸铝2份，三氧化二锑2份，玻璃纤维2份，硅胶粉1份；

所述壳体材料按照如下方法制备而成：

1）按照重量份取各原料备用；

2）将碳化硅，硼砂，石英砂，石墨，三聚磷酸铝以及三氧化二锑，混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为20:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速700转/分钟，磨至粉末粒径为500目，蒸发掉无水乙醇，然后与硅胶粉混合均匀，得到混合物1；

3）将聚氯乙烯，酚醛树脂，单硬脂酸甘油酯，异丁醇，聚碳酸酯、二乙二醇单丁醚以及十溴二苯乙烷，混合均匀，加入密炼机，在温度为98℃下混炼7分钟，得到混合物2；

4）将混合物1，混合物2以及玻璃纤维，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120℃，保温反应5min，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270℃下注塑成型即得。

其中，玻璃纤维的直径为25um，长度为80um。

实施例4

实施例1-3制备的高低压配电柜壳体材料的各方面性能参数检测，见表1：

表1

组别	实施例1	实施例2	实施例3
				拉伸屈服强度Mpa	176	175	172
断裂伸长率%	17.6	17.3	17.1
				热变形温度℃	278	272	276
导热系数W/(m·K)	2.62	2.71	2.68
				表面电阻Ω/cm2	大于E12	大于E12	大于E12
1cm厚度板材的X射线屏蔽率%	78	79	76

上面结合具体实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种高低压配电柜壳体材料，其特征在于，所述壳体材料由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯30-40份，碳化硅20-25份，硼砂10-12份，石英砂8-10份，酚醛树脂8-10份，单硬脂酸甘油酯8-9份，异丁醇7-8份，聚碳酸酯7-8份，二乙二醇单丁醚5-7份，十溴二苯乙烷5-7份，石墨2-3份，三聚磷酸铝2-3份，三氧化二锑2-3份，玻璃纤维1-2份，硅胶粉1-2份；

所述壳体材料按照如下方法制备而成：

1）按照重量份取各原料备用；

2）将碳化硅，硼砂，石英砂，石墨，三聚磷酸铝以及三氧化二锑，混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为20:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速500-1000转/分钟，磨至粉末粒径为500目，蒸发掉无水乙醇，然后与硅胶粉混合均匀，得到混合物1；

3）将聚氯乙烯，酚醛树脂，单硬脂酸甘油酯，异丁醇，聚碳酸酯、二乙二醇单丁醚以及十溴二苯乙烷，混合均匀，加入密炼机，在温度为95-100℃下混炼6-8分钟，得到混合物2；

4）将混合物1，混合物2以及玻璃纤维，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120℃，保温反应5min，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。