包括特定阻燃组合物的用于电气设备用外壳的元件制造技术

本发明专利技术涉及用于电气设备的外壳元件，其包括复合材料组合物，所述复合材料组合物包括：包括至少一种聚酰胺聚合物的聚合物基质，其中分散有：玻璃纤维、二氧化钛和以用包括乙烯基硅烷化合物的层包覆的氢氧化镁Mg(OH)2颗粒形式的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电气设备的外壳元件，其包括阻燃复合材料组合物，所述阻燃复合材料组合物包括如下的新型组合：至少一种属于聚酰胺范畴的聚合物、至少两种特定类型的填料和至少一种特定的阻燃剂，该组合物对应于与优异的阻燃性联合的非常有利的机械性质并且更特别地呈现出：-低的吸水性；-高的耐电弧漏电起痕(tracking)性；-高的耐燃性；-对于如下器具不存在腐蚀性：所述组合物在其成型期间与所述器具接触；和-对于意欲与所述外壳元件的构成组合物接触的环境和人的健康无害。
技术介绍
基于至少一种热塑性聚合物的复合材料组合物例如基于聚酰胺的组合物由于该类型聚合物特别是相对于较常规材料例如金属、羊毛、木材或玻璃在如下方面的固有性质而常用于电气工业中：加工和成型的容易性、机械性质、低密度和中等成本。然而，热塑性聚合物例如聚酰胺由于它们的有机性质而呈现出高度可燃的性质，为了使它们能够用于经历高温的环境(例如对于电气设备的情况)，这需要使用阻燃剂。这是因为，电气设备中使用的复合材料组合物必须满足严格的关于耐燃性的标准，该标准特别地通过如下而管控：在欧洲特别是在法国适用的IEC标准例如：-针对最终产品的标准IEC60695-2-11，该标准定义所需要的可燃性性能GWFI(灼热丝可燃性指数)，其对于没有监督的连续材料可最高达850℃或者对于处于更严厉条件下的材料可最高达960℃；或者-标准IEC60695-2-13，该标准定义引燃性性能GWIT(灼热丝引燃温度)，其必须至少位于775℃处；和在美国适用的标准，例如：-标准UL94，该标准构成用于测试材料的可燃性和更具体地一旦样品的引燃已经开始，其使火焰熄灭或者蔓延的倾向的标准；根据更加具体的标准UL94V2，在竖直位置中测试的材料一旦已经将引燃源移走则必须在60秒之后自熄。目前使用的阻燃剂是卤化的阻燃剂，例如特别是在JP2005-200636A中描述的那些。然而，存在这些阻燃剂最终被禁止的风险，因为由于它们高度有毒的性质(特别是在它们经历燃烧时)，它们对于环境呈现出缺点。作为卤化的阻燃剂的替代物，可使用非卤化的阻燃剂例如：-包含有机磷的化合物，例如，特别是在JP2010-077194A中描述的亚膦酸酯或二亚膦酸酯化合物，这些化合物对于包括它们的组合物的成型所使用的器具而言呈现出缺点，因为它们能够释放呈现出高度腐蚀作用的磷酸；-氰脲酸酯化合物和更特别地，属于三聚氰胺氰脲酸酯家族的化合物，其可能对于健康而言是令人担忧的并且在万一提高GWIT和UL标准的严格性的情况下是危急的。最后，阻燃剂为了发挥它们的作用，很经常地以非常高的含量引入到复合材料组合物中，这对后者的机械性质方面的恶化有贡献并且这还可导致在其中引入所述组合物的设备的使用期间由所述阻燃剂的渗出带来的污染问题。对于参与作为所述复合材料组合物的组成成分的热塑性聚合物，也可遇到对于卤化的阻燃剂在环境方面遇到的问题。在所述聚合物属于聚苯乙烯类或者聚(氯乙烯)类家族时的情况下尤其如此，聚苯乙烯类或者聚(氯乙烯)类一方面对于它们的制备而言，依赖于相对污染的石油化学产品，并且另一方面，一旦它们的使用已经走到终点，则在再循环方面呈现出困难。面对上述问题，本专利技术的作者他们自己设定了基于对应于以下特定特征的特定组合物开发用于电气设备的外壳元件的目标：-在不诉诸于卤化的阻燃剂或者前述类型的卤化的阻燃剂的情况下的阻燃性并且呈现出特别是根据GWFI和UL94标准的耐燃性性质；-不存在与环境和健康有关的问题；-不存在腐蚀作用，特别是在通过模塑而构思所述元件期间。此外，本专利技术的外壳元件可对以下具体特征作出回应：-作为所述组合物产生对于水分的阻挡效果的能力的结果，对水分的耐受性的性质以经受住潮湿的外部环境；-耐电弧漏电起痕性的性质；-良好耐久性的性质；和-使得可达到高的尺寸稳定性(特别是当所述元件用于参与到紧密配合机构或组件(例如开关底座或电源插座)中时)的机械性质。该目的已经通过如下的用于电气设备的外壳元件实现：其包括阻燃复合材料组合物，所述阻燃复合材料组合物包括至少一种特定的热塑性聚合物、至少两种特定类型的填料和至少一种特定的阻燃剂的新型组合。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及用于电气设备的外壳元件，其包括复合材料组合物，所述复合材料组合物包括：包括至少一种聚酰胺聚合物的聚合物基质，其中分散有玻璃纤维、二氧化钛和以用包括乙烯基硅烷化合物的层包覆的氢氧化镁Mg(OH)2颗粒形式存在的化合物。聚酰胺理解为是指其中重复单元经由酰胺基团连接的缩聚物类型的聚合物，该类型的聚合物可为均聚物(即包括同一种类型的重复单元的聚合物)或者共聚物(即包括几种类型的重复单元的聚合物)。在特别适合于本专利技术的聚酰胺中，可提及线型聚酰胺，例如由包括4-12个碳原子的二羧酸与包括4-14个碳原子的二胺的缩聚以常规方式得到的或者由内酰胺化合物通过开环而缩聚得到的那些。对应于该定义的聚酰胺可特别地为：-聚酰胺6，即包括下式(I)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺6/66，即包括下式(I)的重复单元和下式(II)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺6-10，即以常规方式通过如下而获得的聚酰胺：癸二酸和六亚甲基二胺的缩聚，由此导致包括下式(III)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺11，即以常规方式通过如下而获得的聚酰胺：氨基十一烷酸的缩聚，由此得到包括下式(IV)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺12，即以常规方式通过如下而获得的聚酰胺：氨基十二烷酸的缩聚，由此导致包括下式(V)的重复单元的序列的聚酰胺：和-这些的共混物。这些聚合物可为原始聚合物(即，首次使用)，其任选地为生物基的(即，由动物或植物生物质得到)或者可由机械和/或化学再循环得到。这些聚合物就它们呈现出以下特性而言对于参与到本专利技术的复合材料组合物中而言是特别有利的：-它们是热塑性的，这使包括它们的组合物是特别有延展性的并且处于能够形成变化形状的零件的位置；-它们没有卤素原子，这与目前的环境法规并且特别是与REACHEuropeanDirective相兼容；-它们在高温下和在高应力下呈现出良好的机械性质；-它们是可容易获得的，因为它们是以非常高的吨数制造的，这使它们在成本方面是特别有利的。除了上述一种聚酰胺或多种聚酰胺之外，所述聚合物基质还可包括一种或多种其它(共)聚合物例如聚烯烃(单独的或者作为共混物)。特别地，可关注聚丙烯，其任选地作为与橡胶例如乙烯/丙烯橡胶的共混物(所得共混物可通称为多相聚丙烯共聚物，即聚丙烯与所述共聚物类型的添加剂例如橡胶的共混物)。还更特别地，可关注丙烯与抗冲添加剂的共混物，例如TotalPPC7712等级。如以上提及的，所述复合材料组合物中存在的聚合物(一种或多种)构成聚合物基质，换而言之这意味着它们构成用于所述复合材料组合物的其它成分的聚合物型粘合剂并且它们同时保证所组合的共混物的凝聚力。有利地，相对于所述复合材料组合物的总重量，所述基质占35-47％重量。所述复合材料组合物中使用的玻璃纤维可提供增强作用并且可为根据可变化的含量包括的。举例来说，可将它们根据相对于所述复合材料组合物的总重量的10-16％重量的含量包括在本专利技术中。如以上提及的，所述复合材料组合物还包括以用包括乙烯基硅烷化合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电气设备的外壳元件，其包括复合材料组合物，所述复合材料组合物包括：包括至少一种聚酰胺聚合物的聚合物基质，其中分散有玻璃纤维、二氧化钛和以用包括乙烯基硅烷化合物的层包覆的氢氧化镁Mg(OH)2颗粒形式存在的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.21 FR 14579101.用于电气设备的外壳元件，其包括复合材料组合物，所述复合材料组合物包括：包括至少一种聚酰胺聚合物的聚合物基质，其中分散有玻璃纤维、二氧化钛和以用包括乙烯基硅烷化合物的层包覆的氢氧化镁Mg(OH)2颗粒形式存在的化合物。2.如权利要求1中所述的外壳元件，其中所述聚酰胺为由包括4-12个碳原子的二羧酸与包括4-14个碳原子的二胺的缩聚得到的或者由内酰胺化合物通过开环而缩聚得到的线型聚酰胺。3.如权利要求1或2中所述的外壳元件，其中所述聚酰胺选自：-聚酰胺6，即包括下式(I)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺6/66，即包括下式(I)的重复单元和下式(II)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺6-10，即包括下式(III)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺11，即包括下式(IV)的重复单元的序列的聚酰胺：-聚酰胺12，即包括下式(V)的重复单元的序列的聚酰胺：和-这些的共混物。4.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中相对于所述复合材料组合物的总重量，所述基质占35-47％重量。5.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中相对于所述复合材料组合物的总重量，所述玻璃纤维以10-16％重量的含量存在。6.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中相对于所述复合材料组合物的总重量，所述以用包括乙烯基硅烷化合物的层包覆的氢氧化镁Mg(OH)2颗粒形式提供的化合物以至少等于40％重量的含量存在。7.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中所述二氧化钛为金红石形式。8.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中所述二氧化钛是以用包括基于氧化铝和二氧化硅的化合物与聚硅氧烷化合物的混合物的层包覆的二氧化钛颗粒的形式提供的。9.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中相对于所述复合材料组合物的总重量，所述二氧化钛以2.5-3.5％重量的含量存在。10.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中所述复合材料组合物另外包括：包括包含(甲基)丙烯酸类官能团的有机硅化合物的材料。11.如权利要求10中所述的外壳元件，其中相对于所述复合材料组合物的总重量，所述材料根据4-6％重量的含量存在于所述复合材料组合物中。12.如前述权利要求任一项中所述的外壳元件，其中所述复合材料组合物另外包括选自如下的一种或多种添加剂：抗氧化剂添加剂和润滑添加剂。13.如前述权利要求任一项中...

【专利技术属性】
技术研发人员：B奥尔，G米修，S杜肯，M卡塞塔，S布尔比戈，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR