专利名称：一种断路器用塑式外壳材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种塑式外壳材料及其制备方法，尤其是涉及一种断路器用塑式外壳 材料及其制备方法。
背景技术：
断路器是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。它虽然是一 种终端电器，但其应用量大而且面广，小型断路器以其性能优越、使用方便、价格合理，被广 泛地应用在建筑工程、民用照明等多种场合。断路器从结构和功能上可以分为万能式和塑料外壳式两大类。万能式断路器的外 壳一般采用热固性材料，这种材料制成的断路器外壳韧性好，不怕摔，但是耐热性不够，不 能回收再利用。塑料外壳式一般采用热塑性材料，可以回收，耐热性也较好，但是比较脆，掉 地上就碎。目前断路器外壳的发展趋势是外壳材料大部分采用可回收的热塑性材料，为低 压电器向绿色产品发展创造条件。作为断路器外壳材料的热塑性材料主要是尼龙和聚酯，尤其以尼龙最常见。目前 尼龙类断路器外壳材料主要是阻燃增强或者阻燃填充的材料，使用中遇到的问题有以下几 点第一，玻纤外露和翘曲。由于强度要求较高，这类材料最初一般都是用玻纤含量在20 30%的阻燃尼龙，注塑时温度太低会出现玻纤外露的问题，温度太高又会由于玻纤的各向 异性而会出现翘曲。为了解决这类问题，很多公司采用了用各向同性的填料替代玻纤填充 阻燃尼龙。但这样就引起了第二个问题，填充阻燃尼龙体系韧性较差，耐热不够，且不易加 工。很多公司用滑石粉、云母或者玻璃微珠等各向同性填料填充尼龙，这样虽然可以解决玻 纤外露和翘曲的问题，但是与玻纤增强体系相比，该体系的强度和韧性会降低一半甚至更 多，耐热温度也会降低几十度，且由于该体系的阻燃剂和填料都是粉料，挤出加工过程中下 料较困难，且粉体污染严重。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种表面无玻纤外 露、无翘曲变形、强度高、韧性好、耐热性好的断路器用塑式外壳材料及其制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现—种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，该材料包括以下组分及重量份含量尼龙22-80
玻璃纤维5-25 ；
针状填料5-25 ；
阻燃剂8-20 ；
辅助阻燃剂2-6 ；
其它助剂0.1-2。 所述的尼龙选自尼龙6、尼龙66、尼龙610或尼龙1010中的一种或几种。
所述的玻璃纤维的直径为6-18 μ m，优选7-13 μ m。所述的针状填料包括硅灰石或晶须，所述的硅灰石长径比为20-80，优选40-60， 所述的晶须为非金属陶瓷质晶须，选自碳化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、 硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一 种或几种，优选钛酸钾晶须、镁盐晶须、晶须硅、氧化锌晶须或硫酸钙晶须中的一种或几种。所述的阻燃剂选自溴系阻燃剂、磷系阻燃剂或者氮磷系阻燃剂中的一种或者几 种；所述的溴系阻燃剂选自溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、十溴联苯醚、十溴二苯乙烷或十 溴双酚A中的一种或几种；所述的磷系阻燃剂选自磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸 酯、红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵或烷基次磷酸盐中的一种或几种；所述的氮磷系阻燃 剂选自高聚合度聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺或三聚氰胺氰尿 酸盐中的一种或几种。所述的辅助阻燃剂选自锑类辅助阻燃剂、锌类辅助阻燃剂或者硅酮类辅助阻燃剂 中的一种或者几种；所述的锑类辅助阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑或有机锑中的一 种或几种；所述的锌类辅助阻燃剂选自氧化锌、硼酸锌或磷酸锌中的一种或几种；所述的 硅酮类辅助阻燃剂选自硅酮或者硅酮聚合物中的一种或者几种。所述的其它助剂选自抗氧化剂、热稳定剂、UV稳定剂、偶联剂、润滑剂、加工稳定 剂、成核剂、颜料、着色剂或增塑剂中的一种或几种。一种断路器用塑式外壳材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)按照以下组分及重量份含量备料尼龙22-80，玻璃纤维 5-25，针状填料 5-25，阻燃剂8-20，辅助阻燃剂2-6，其它助剂 0. 1-2 ；(2)将上述原料经高混机高速混勻，再控制温度为220-290°C，将混合物料经螺杆 挤出机拉条切粒即可得产品。所述的高混机的转速为800_1000rpm。所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。与现有技术相比，本发明用针状填料部分替代玻纤，这样可以解决玻纤外露及翘 曲性问题，同时又可以保持较高强度和韧性，并具有较好耐热性。创新点之一在于不是全部 用填料替代玻纤，而是只替代一部分玻纤，这样可以减少挤出加工中的困难。创新点之二在 于所选用的填料不是传统的各向同性的填料，而是针状填料，针状填料与各向同性的圆形 或者片状填料的区别在于，它具有一定的长径比，有一定的各向同性但不明显，且具有较高 的断裂强度和弹性模量，适量的添加对复合材料强度几乎没有影响，得到的产品表面无玻 纤外露，无翘曲变形，强度高，耐热性好。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1-2一种断路器用塑式外壳材料的制备方法，该方法包括以下步骤(1)备料所需原料如下所示PA66 尼龙66 ；GF 市售无碱玻璃纤维，直径为 13 μ Iii5CaSiO3 市售硅灰石，长径比为60 ；SI 市售晶须硅；Talc 市售滑石粉；GB 市售玻 璃微珠；聚溴化苯乙烯；三氧化二锑；抗氧剂瑞士汽巴精化公司生产的Irganox 1098 ；润 滑剂乙烯醋酸乙烯共聚物。各组分含量如表1所示。(2)将尼龙树脂、玻璃纤维、填料、阻燃剂和各类助剂经高混机，控制搅拌速率为 SOO-IOOOrpm进行高速混勻，再控制工艺温度为250-290°C，经双螺杆挤出机进行物理化学 反应后拉条切粒即可得该组合物。对比例1-4(1)备料所需原料如下所示PA66 尼龙66 ；GF 市售无碱玻璃纤维，直径为 13 μ Iii5CaSiO3 市售硅灰石，长径比为60 ；SI 市售晶须硅；Talc 市售滑石粉；GB 市售玻 璃微珠；聚溴化苯乙烯；三氧化二锑；抗氧剂瑞士汽巴精化公司生产的Irganox 1098 ；润 滑剂乙烯醋酸乙烯共聚物。各组分含量如表1所示。(2)将尼龙树脂、玻璃纤维、填料、阻燃剂和各类助剂经高混机，控制搅拌速率为 SOO-IOOOrpm进行高速混勻，再控制工艺温度为250-290°C，经双螺杆挤出机进行物理化学 反应后拉条切粒即可得该组合物。表 权利要求
1.一种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，该材料包括以下组分及重量份含量 尼龙22-80 ；玻璃纤维5-25 ；针状填料5-25 ；阻燃剂8-20 ；辅助阻燃剂2-6 ；其它助剂0. 1-2。
2.根据权利要求1所述的一种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，所述的尼龙选自 尼龙6、尼龙66、尼龙610或尼龙1010中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，所述的玻璃纤维 的直径为6-18 μ m，优选7-13 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，所述的针状填料 包括硅灰石或晶须，所述的硅灰石长径比为20-80，优选40-60，所述的晶须为非金属陶瓷 质晶须，选自碳化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、 氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、晶须硅或镁盐晶须中的一种或几种，优选钛酸钾晶 须、镁盐晶须、晶须硅、氧化锌晶须或硫酸钙晶须中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，所述的阻燃剂选 自溴系阻燃剂、磷系阻燃剂或者氮磷系阻燃剂中的一种或者几种；所述的溴系阻燃剂选自 溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、十溴联苯醚、十溴二苯乙烷或十溴双酚A中的一种或几种； 所述的磷系阻燃剂选自磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯、红磷阻燃剂、磷酸铵盐、 聚磷酸铵或烷基次磷酸盐中的一种或几种；所述的氮磷系阻燃剂选自高聚合度聚磷酸铵、 三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺或三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，所述的辅助阻燃 剂选自锑类辅助阻燃剂、锌类辅助阻燃剂或者硅酮类辅助阻燃剂中的一种或者几种；所述 的锑类辅助阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑或有机锑中的一种或几种；所述的锌类辅 助阻燃剂选自氧化锌、硼酸锌或磷酸锌中的一种或几种；所述的硅酮类辅助阻燃剂选自硅 酮或者硅酮聚合物中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的一种断路器用塑式外壳材料，其特征在于，所述的其它助剂 选自抗氧化剂、热稳定剂、UV稳定剂、偶联剂、润滑剂、加工稳定剂、成核剂、颜料、着色剂或 增塑剂中的一种或几种。
8.—种断路器用塑式外壳材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)按照以下组分及重量份含量备料 尼龙22-80，玻璃纤维5-25，针状填料5-25，阻燃剂8-20，辅助阻燃剂2-6，其它助剂0. 1-2 ；(2)将上述原料经高混机高速混勻，再控制温度为220-290°C，将混合物料经螺杆挤出机拉条切粒即可得产品。
9.根据权利要求8所述的一种断路器用塑式外壳材料的制备方法，其特征在于，所述 的高混机的转速为800-1000rpm。
10.根据权利要求8所述的一种断路器用塑式外壳材料的制备方法，其特征在于，所述 的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
全文摘要
本发明涉及一种断路器用塑式外壳材料及其制备方法，该材料包括以下组分及重量份含量尼龙22-80、玻璃纤维5-25、针状填料5-25、阻燃剂8-20、辅助阻燃剂2-6、其它助剂0.1-2，将上述原料经高混机高速混匀，再控制温度为220-290℃，将混合物料经螺杆挤出机拉条切粒即可得产品。与现有技术相比，本发明具有较高的断裂强度和弹性模量，适量的添加对复合材料强度几乎没有影响，得到的产品表面无玻纤外露，无翘曲变形，强度高，耐热性好。
文档编号C08L25/04GK102108204SQ20091020066
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者吕励耘 申请人:合肥杰事杰新材料有限公司