社区低压电网综合配电箱及其应用
【专利摘要】本发明属于电力设备领域，公开了社区低压电网综合配电箱，包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得：珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。本发明配电箱力学性能，绝缘性能、耐腐蚀性能以及阻燃性较好，能够有效地防止损坏、防止触电和火灾发生。
【专利说明】
社区低压电网综合配电箱及其应用
技术领域
[0001] 本发明属于电力设备领域，具体涉及社区低压电网综合配电箱及其应用。
【背景技术】
[0002] 社区低压电网连接着各个家庭，关系到人们的生活品质，包括输电电缆、电杆以及 配电箱等组件。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。
[0003]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、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，容易造成配电箱高温，带来安全隐患。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是解决现有技术中配电箱外壳材料的诸多缺陷，提供了社区低压电 网综合配电箱，该配电箱具备较好的绝缘阻燃性能、力学性能以及耐高温耐腐蚀性能等，可 取代市场金属外壳产品。
[0006] 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： 社区低压电网综合配电箱，其包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得： 珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基 三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸 异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。
[0007] 所述箱体按照如下工艺制备而得： 1) 将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨，得到 粒径为200目的粉末，即为混合料A; 2) 将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100:50:30:1的质量比混合均匀，投入到球 磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混合料 B； 3) 将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加 热至90°C时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90°C继续搅拌20min;然后降温 至60°C，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C;其中，所述混合料A、混合料B、氧化铝、 丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30:40:6:1:5:200; 4) 取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750°C煅烧3min，取出， 粉碎成粉末状;然后与纳米碳化娃按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混合料 D； 5) 将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉按照 500-700:40-60:20-30:12-18:5-9:1-2加入到搅拌罐中，升温至80 °C，搅拌反应30min;然后 升温至95°C，添加混合料C和混合料D，搅拌反应lOmin，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态， 然后挤出到注塑机中，注塑成型即得。其中，聚烯烃弹性体、混合料C以及混合料D的质量比 为500-700:200-300:27-33。
[0008] 优选地，所述纳米碳化硅的粒径为100_200nm;所述氧化铝和滑石粉的粒径均为 200目；所述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量比混合而得。
[0009] 注，本发明主要针对配电箱体材料的改进，对于配电箱的结构可按照常规设计来 完成，其并不是发明点，此处并不一一赘述。
[0010] 本发明取得的有益效果主要包括： 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 配电箱箱体;本发明制备的配电箱在保持较好的绝缘性能的同时，机械性能以及阻燃性能 也大幅提高;本发明对石墨进行表面绝缘处理，降低了导电性能，提高了导热耐腐蚀性能和 树脂兼容性能;通过添加白云石、珍珠岩和海泡石提高了耐火性能，增强了热稳定性和耐腐 蚀性;本发明在球磨过程中添加了活化剂，提高了粉碎效率;对聚丙烯树脂改性，提高了树 脂的耐热耐老化性能;本发明通过多种材料改性，使得无机材料和树脂能很好地相容在一 起，可保证产品的导热性能好，力学性能好而且成本大大降低;本发明箱体操作简单，生产 成本低，适合大规模工业化推广应用。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]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。
[0013] 实施例1 社区低压电网综合配电箱，其包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得： 珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基 三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸 异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。
[0014]所述箱体按照如下工艺制备而得： 1) 将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨，得到 粒径为200目的粉末，即为混合料A; 2) 将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100:50:30:1的质量比混合均匀，投入到球 磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混合料 B； 3) 将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加 热至90°C时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90°C继续搅拌20min;然后降温 至60°C，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C;其中，所述混合料A、混合料B、氧化铝、 丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30:40:6:1:5:200; 4) 取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750°C煅烧3min，取出， 粉碎成粉末状;然后与纳米碳化娃按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混合料 D； 5) 将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉按照 500:40:20:12:5:1加入到搅拌罐中，升温至80°C，搅拌反应30min;然后升温至95°C，添加混 合料C和混合料D，搅拌反应lOmin，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后挤出到注塑机 中，注塑成型即得。其中，聚烯烃弹性体、混合料C以及混合料D的质量比为500:200:27。
[0015] 其中，所述纳米碳化硅的粒径为lOOnm;所述氧化铝和滑石粉的粒径均为200目；所 述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量比混合而得。
[0016] 实施例2 社区低压电网综合配电箱，其包括箱体，所述箱体由如下原料制备而得： 珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基 三甲氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸 异丙酯、磷酸三丁酯、滑石粉。
[0017] 所述箱体按照如下工艺制备而得： 1) 将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨，得到 粒径为200目的粉末，即为混合料A; 2) 将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100:50:30:1的质量比混合均匀，投入到球 磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混合料 B； 3) 将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加 热至90°C时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90°C继续搅拌20min;然后降温 至60°C，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C;其中，所述混合料A、混合料B、氧化铝、 丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30:40:6:1:5:200; 4) 取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750°C煅烧3min，取出， 粉碎成粉末状;然后与纳米碳化娃按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混合料 D； 5) 将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉按照 700:60:30:18:9:2加入到搅拌罐中，升温至80°C，搅拌反应30min;然后升温至95°C，添加混 合料C和混合料D，搅拌反应lOmin，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后挤出到注塑机 中，注塑成型即得。其中，聚烯烃弹性体、混合料C以及混合料D的质量比为700:300:33。 [0018]其中，所述纳米碳化硅的粒径为200nm;所述氧化铝和滑石粉的粒径均为200目；所 述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量比混合而得。
[0019] 实施例3 本发明箱体材料性能测试： 1. 将实施例1-2制备的箱体材料按测试标准制作标准试片，进行如下性能测试，结果见 表1: 表1
2. 耐腐蚀性能测试:以盐溶液为例，将试验材料浸泡到10%的氯化钠溶液中240小时，各 主要性能参数测定，见表2:
结论:实施例1-2制备的箱体力学性能，绝缘性能、耐腐蚀性能以及阻燃性较好，能够有 效地防止损坏、防止触电以及防止火灾。
[0020] 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。
【主权项】
1. 社区低压电网综合配电箱，包括箱体，其特征在于，所述箱体由如下原料制备而得： 珍珠岩、海泡石、硼砂、白云石、水镁石、活性剂、氧化铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲 氧基硅烷、聚丙烯树脂、石墨、纳米碳化硅、聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙 酯、磷酸三丁酯、滑石粉。2. 根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述箱体按照如下工艺制备而得： 步骤1)将珍珠岩和海泡石按照2:1的质量比添加到破碎机中进行破碎，然后进行研磨， 得到粒径为200目的粉末，即为混合料A; 步骤2)将硼砂、白云石、水镁石以及活性剂按照100: 50 :30:1的质量比混合均勾，投入 到球磨罐中，球磨时间为6小时，球磨机转速800转/分钟，球磨至粉末粒径为200目，得到混 合料B; 步骤3)将混合料A、混合料B、氧化铝以及丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌， 待加热至90°C时，加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，维持90°C继续搅拌20min;然后 降温至60°C，加入聚丙烯树脂，搅拌1小时，得到混合料C;其中，所述混合料A、混合料B、氧化 铝、丝氨酸、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及聚丙烯树脂的质量比为30 :40:6:1:5: 200； 步骤4)取石墨放入坩埚中，置于马弗炉中煅烧，在氮气的保护下，于750°C煅烧3min，取 出，粉碎成粉末状;然后与纳米碳化娃按照3:1的质量比混合，300转/min搅拌5min，即得混 合料D; 步骤5)将聚烯烃弹性体、聚碳酸酯、聚乙烯醇、棕榈酸异丙酯、磷酸三丁酯以及滑石粉 按照500-700:40-60:20-30:12-18:5-9:1-2加入到搅拌罐中，升温至80°C，搅拌反应30min; 然后升温至95°C，添加混合料C和混合料D，搅拌反应lOmin，进入双螺杆挤出机挤压成熔融 状态，然后挤出到注塑机中，注塑成型即得。3. 根据权利要求2所述的配电箱，其特征在于，所述步骤5)中，聚烯烃弹性体、混合料C 以及混合料D的质量比为500-700:200-300:27-33。4. 根据权利要求2所述的配电箱，其特征在于，优选地，所述纳米碳化硅的粒径为100-200nm;所述氧化铝和滑石粉的粒径均为200目；所述活性剂由硅酸钙和豆油按照2:1的质量 比混合而得。
【文档编号】C08K3/22GK105885152SQ201610265547
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】陈琳, 孙运东
【申请人】国网山东省电力公司莒南县供电公司, 莒南县美达电力实业有限公司