本发明涉及供电材料
技术领域：
，具体涉及一种高低压配电柜用耐候阻燃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。箱体使用已达到运行年限，随着老化、破损、脱落现象的出现，使配电箱极易引发火灾，对周边环境、生命财产构成潜在威胁。急需要采用一种特殊材质用于配电箱的维修、更换。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。技术实现要素：针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料，该高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料具有较好的绝缘性能、机械性能、导热性能以及阻燃性能，材料表面光亮无浮纤，能高效率的将电器产生的热量容易排出，避免造成配电箱高温带来的安全隐患，同时本发明的原料组分安全可靠、成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明提供了一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50-60份、聚碳酸酯30-40份、甲基丙烯酸甲酯25-35份、甲壳素4-6份、增强添加粉末18-26份、抗冲击添加物6-9份、玻璃纤维10-16份、硅烷偶联剂2-3份、加工助剂10-14份、阻燃添加剂8-12份。优选地，所述高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料包括以下重量份的原料：聚氯乙烯55份、聚碳酸酯35份、甲基丙烯酸甲酯30份、甲壳素5份、增强添加粉末22份、抗冲击添加物7.5份、玻璃纤维13份、硅烷偶联剂2.5份、加工助剂12份、阻燃添加剂10份。优选地，所述增强添加粉末为氮化硅粉末、碳化硅粉末、滑石粉按照重量比2:1:2组成的混合物。优选地，所述玻璃纤维为为长玻纤和短玻纤的复配物，其中长玻纤为热塑性塑料用无碱合股无捻粗纱的玻璃纤维，短玻纤为热塑性塑料用无碱短切原丝的玻璃纤维，短玻纤长度为1-2毫米，其中长玻纤和短玻纤的直径都为2.5-3.5微米，短玻纤在玻璃纤维中的质量百分含量为35%-45%。优选地，所述抗冲击添加物为云母粉、三乙醇胺、薏仁油按照重量比2:1:1组成的混合物。优选地，所述加工助剂为增韧剂、抗氧剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、增塑剂按照重量比2:1:0.5:2:1组成的混合物，所述增韧剂为丙烯酸酯类核壳共聚物或乙烯-a烯烃共聚物，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；所述抗老化助剂为（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸三酯；所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述增塑剂为己二酸酯、聚酯己二酸、偏苯三酸三辛酯中的一种或几种的混合。优选地，所述阻燃剂为磷酸酯、氢氧化镁、乙烯基三乙氧基硅烷按照重量比2:1:2组成的混合物。本发明还提供一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量准备各组分原料；步骤二，将增强添加粉末、阻燃添加剂混合送入到含有无水乙醇的球磨罐中，球磨时间为8-12小时，球磨温度为室温，球磨机转速500-1000r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，在加入得到物料a；步骤三，将聚氯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯，混合加入高速搅拌机中，在搅拌转速为200-300r/min下搅拌20-30分钟，再将混合物加入密炼机，在温度为105-110℃下混炼3-4分钟，得到物料b；步骤四，将物料a、物料b以及甲壳素、硅烷偶联剂、加工助剂、抗冲击添加物、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8-10℃/min的速度升高至150-160℃，保温反应3-6min，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℃下注塑成型即得本发明的高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料。优选地，所述高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料的制备步骤为：步骤一，按要求称量准备各组分原料；步骤二，将增强添加粉末、阻燃添加剂混合送入到含有无水乙醇的球磨罐中，球磨时间为10小时，球磨温度为室温，球磨机转速750r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，在加入得到物料a；步骤三，将聚氯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯，混合加入高速搅拌机中，在搅拌转速为250r/min下搅拌25分钟，再将混合物加入密炼机，在温度为108℃下混炼3.5分钟，得到物料b；步骤四，将物料a、物料b以及甲壳素、硅烷偶联剂、加工助剂、抗冲击添加物、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9℃/min的速度升高至155℃，保温反应4.5min，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℃下注塑成型即得本发明的高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料采用聚氯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯作为主体材料，三种材料具备较好的协同作用，能够达到较高的机械性能，并且具备优良的热稳定性，适合用于高温环境下的应用。（2）本发明的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料添加玻璃纤维为长短纤维混合物，采用长玻纤和短玻纤复配使用，可以达到产品表面光亮的效果；由于短玻纤的流动性好，在产品中容易分散，但增强效果稍差；而长玻纤增强效果好，但易产生取向，在制品表面会产生浮纤，将二者复配使用，取长补短，既达到一定的增强效果，又减少浮纤产生。（3）本发明的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料添加的加工助剂，主要为增韧剂、抗氧剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、增塑剂；其中添加增韧剂可使材料在打螺钉时不开裂；抗氧剂、抗老化剂和紫外线吸收剂可抑制制品不发黄、增强其耐光照、耐老化性能；增塑使制品表面光洁没有浮纤，上述助剂均为市售商品，无需特殊方法来制备或处理，降低了生产成本，使制得的产品极具竞争优势。（4）本发明的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料添加的氮化硅粉末、碳化硅粉末、滑石粉、云母粉能有效增加壳体材料的抗冲击性能，添加的阻燃添加剂能有效提高壳体材料的阻燃性能，增强其抗危险能力。（5）本发明的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料具有较好的绝缘性能、机械性能、导热性能以及阻燃性能，材料表面光亮无浮纤，能高效率的将电器产生的热量容易排出，避免造成配电箱高温带来的安全隐患，同时本发明的原料组分安全可靠、成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例，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.本实施例的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯50份、聚碳酸酯30份、甲基丙烯酸甲酯25份、甲壳素4份、增强添加粉末18份、抗冲击添加物6份、玻璃纤维10份、硅烷偶联剂2份、加工助剂10份、阻燃添加剂8份。本实施例中的增强添加粉末为氮化硅粉末、碳化硅粉末、滑石粉按照重量比2:1:2组成的混合物。本实施例中的玻璃纤维为为长玻纤和短玻纤的复配物，其中长玻纤为热塑性塑料用无碱合股无捻粗纱的玻璃纤维，短玻纤为热塑性塑料用无碱短切原丝的玻璃纤维，短玻纤长度为1-2毫米，其中长玻纤和短玻纤的直径都为2.5-3.5微米，短玻纤在玻璃纤维中的质量百分含量为35%-45%。本实施例中的抗冲击添加物为云母粉、三乙醇胺、薏仁油按照重量比2:1:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增韧剂、抗氧剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、增塑剂按照重量比2:1:0.5:2:1组成的混合物，所述增韧剂为丙烯酸酯类核壳共聚物，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；所述抗老化助剂为（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸三酯；所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述增塑剂为己二酸酯。本实施例中的阻燃剂为磷酸酯、氢氧化镁、乙烯基三乙氧基硅烷按照重量比2:1:2组成的混合物。本实施例的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量准备各组分原料；步骤二，将增强添加粉末、阻燃添加剂混合送入到含有无水乙醇的球磨罐中，球磨时间为8小时，球磨温度为室温，球磨机转速500r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，在加入得到物料a；步骤三，将聚氯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯，混合加入高速搅拌机中，在搅拌转速为200r/min下搅拌20分钟，再将混合物加入密炼机，在温度为105℃下混炼3分钟，得到物料b；步骤四，将物料a、物料b以及甲壳素、硅烷偶联剂、加工助剂、、抗冲击添加物、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8℃/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℃下注塑成型即得本发明的高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料。实施例2.本实施例的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯60份、聚碳酸酯40份、甲基丙烯酸甲酯35份、甲壳素6份、增强添加粉末26份、抗冲击添加物9份、玻璃纤维16份、硅烷偶联剂3份、加工助剂14份、阻燃添加剂12份。本实施例中的增强添加粉末为氮化硅粉末、碳化硅粉末、滑石粉按照重量比2:1:2组成的混合物。本实施例中的玻璃纤维为为长玻纤和短玻纤的复配物，其中长玻纤为热塑性塑料用无碱合股无捻粗纱的玻璃纤维，短玻纤为热塑性塑料用无碱短切原丝的玻璃纤维，短玻纤长度为1-2毫米，其中长玻纤和短玻纤的直径都为2.5-3.5微米，短玻纤在玻璃纤维中的质量百分含量为35%-45%。本实施例中的抗冲击添加物为云母粉、三乙醇胺、薏仁油按照重量比2:1:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增韧剂、抗氧剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、增塑剂按照重量比2:1:0.5:2:1组成的混合物，所述增韧剂为乙烯-a烯烃共聚物，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；所述抗老化助剂为（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸三酯；所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述增塑剂为聚酯己二酸。本实施例中的阻燃剂为磷酸酯、氢氧化镁、乙烯基三乙氧基硅烷按照重量比2:1:2组成的混合物。本实施例的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量准备各组分原料；步骤二，将增强添加粉末、阻燃添加剂混合送入到含有无水乙醇的球磨罐中，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速1000r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，在加入得到物料a；步骤三，将聚氯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯，混合加入高速搅拌机中，在搅拌转速为300r/min下搅拌30分钟，再将混合物加入密炼机，在温度为110℃下混炼4分钟，得到物料b；步骤四，将物料a、物料b以及甲壳素、硅烷偶联剂、加工助剂、、抗冲击添加物、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160℃，保温反应6min，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℃下注塑成型即得本发明的高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料。实施例3.本实施例的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯55份、聚碳酸酯35份、甲基丙烯酸甲酯30份、甲壳素5份、增强添加粉末22份、抗冲击添加物为7.5份、玻璃纤维13份、硅烷偶联剂2.5份、加工助剂12份、阻燃添加剂10份。本实施例中的增强添加粉末为氮化硅粉末、碳化硅粉末、滑石粉按照重量比2:1:2组成的混合物。本实施例中的玻璃纤维为为长玻纤和短玻纤的复配物，其中长玻纤为热塑性塑料用无碱合股无捻粗纱的玻璃纤维，短玻纤为热塑性塑料用无碱短切原丝的玻璃纤维，短玻纤长度为1-2毫米，其中长玻纤和短玻纤的直径都为2.5-3.5微米，短玻纤在玻璃纤维中的质量百分含量为35%-45%。本实施例中的抗冲击添加物为云母粉、三乙醇胺、薏仁油按照重量比2:1:1组成的混合物。本实施例中的加工助剂为增韧剂、抗氧剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、增塑剂按照重量比2:1:0.5:2:1组成的混合物，所述增韧剂为丙烯酸酯类核壳共聚物，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；所述抗老化助剂为（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸三酯；所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯。本实施例中的阻燃剂为磷酸酯、氢氧化镁、乙烯基三乙氧基硅烷按照重量比2:1:2组成的混合物。本实施例的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量准备各组分原料；步骤二，将增强添加粉末、阻燃添加剂混合送入到含有无水乙醇的球磨罐中，球磨时间为10小时，球磨温度为室温，球磨机转速750r/min，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，在加入得到物料a；步骤三，将聚氯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯，混合加入高速搅拌机中，在搅拌转速为250r/min下搅拌25分钟，再将混合物加入密炼机，在温度为108℃下混炼3.5分钟，得到物料b；步骤四，将物料a、物料b以及甲壳素、硅烷偶联剂、加工助剂、抗冲击添加物、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9℃/min的速度升高至155℃，保温反应4.5min，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℃下注塑成型即得本发明的高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料。以上各实施例制备的高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料的性能测试结果如下：拉伸强度mpa断裂伸长率热变形温度℃阻燃效果实施例13516%480v-0实施例23418%489v-0实施例33217%490v-0对比例2012%237v-1本发明的一种高低压配电柜用耐候阻燃壳体材料具有较好的绝缘性能、机械性能、导热性能以及阻燃性能，材料表面光亮无浮纤，能高效率的将电器产生的热量容易排出，避免造成配电箱高温带来的安全隐患，同时本发明的原料组分安全可靠、成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12