防爆製品用片狀模塑料的製作方法

2023-06-01 12:30:31

專利名稱：防爆製品用片狀模塑料的製作方法
技術領域：
本發明屬於玻璃纖維增強塑料領域，更確切地說，是涉及防製品用片狀模塑料，也可稱為防爆片狀模塑料(即防爆SMC)。
石油、煤炭、化工、醫藥製藥等工業都存在大量的含爆炸性環境。例如，在正常的煤礦井下除了沼氣外，還有其他可燃性氣體或蒸汽，在油田裡，有大量的易揮發，易燃、易爆的碳氫化合物，在製藥工業中也有許多易爆炸的氫氧氣體車間……。為了安全起見，世界各國對這些爆炸性環境所用的電氣設備都制訂了嚴格的規程。
過去，在這些爆炸性環境中，一般使用金屬外殼的隔爆型電氣設備，存在著重量大，易鏽蝕，碰撞易產生火花以及不安全等一系列弊病;而一般的熱塑性塑料用於防爆設備、防爆製品，又存在強度低、易產生靜電、易燃、易爆等缺點，不適宜作爆炸性環境的設備外殼。
至七十年代末，八十年代初，西歐開始使用由防爆片狀模塑料(即防爆SMC)製作的防爆電氣設備外殼。它具有抗靜電、難燃、強度高、熱穩定性好、重量輕、不鏽蝕、生產效率高等優點，製造的電氣產品容易標準化、系列化。但是，世界各國還沒有得到廣泛使用，主要原因是原材料的配方複雜、工藝性能差。國外防爆SMC使用的樹脂是熱穩定性好的間苯二甲酸型的自熄性的不飽和聚酯樹脂。而且對分子量的要求相當嚴格;為了達到表面電阻106～109的半導體性能，通常要添加30%的石墨;同時還包括其他組份，如增稠劑、固化劑、填料、脫膜劑、著色劑等。
目前，國內由防爆SMC製作的防爆電氣設備外殼還沒有出現。在原材料方面，為了達到自熄性，通常認為需使用自熄性樹脂，但目前國內生產的自熄性樹脂不能增稠，不能直接用於防爆SMC。此外，國內市場上還沒有熱穩性好的，導電性的不飽和聚酯樹脂，因此，不能滿足防爆SMC要求的106～109Ω的表面電阻。
本發明的目的在於，利用我國通用的，通常認為難以達到防爆性能的原材料，通過加入其他組份，配製出滿足防爆規程的防爆SMC，使其具備以下特點。
1、表面電阻為106～109;
2、具有良好的自熄性;
3、熱變形溫度大於200℃。
本發明防爆片狀模塑料(即防爆SMC)使用通用的非自熄性的鄰苯或間苯二甲酸型的不飽和聚酯樹脂作為基體，同時加入三氧化二銻-滷素化合物或-硼化合物系統，以達到自熄性;為了使製成的SMC的熱變形溫度大於180℃，在樹脂體系中採用耐熱性高的聚苯乙烯作為低收縮率添加劑;為了達到表面電阻106～109Ω，通常認為需加入30%石墨粉，本發明只需加入3～15%的石墨粉。
本發明的防爆SMC的製作是將不飽和聚酯樹脂、填料、無機化合物、脫膜劑、著色劑、固化劑、增稠劑等組分混煉、分散均勻成混合物，然後浸潤玻璃纖維或其製品，從而形成半粘性薄板形片狀模塑料;成型肘只需將這種材料兩面的隔離膜撕去，按製品面積的50～80%大小裁剪、迭層然後放入加熱了的金屬模具內，加壓若干分鐘以上使其固化，即得所需產品。因而，成型方便，生產效率高，製品尺寸精度好，產品容易標準化、系列化，適合於大批量生產。
本發明防爆片狀模塑料組成如下(表一)組份各組份百分比組成(重量%)鄰苯或間苯二甲酸不飽和100聚酯樹脂石墨粉3～15三氧化二銻4～10滷素化合物3～10硼化合物3～20鹼土金屬氧化物或氫氧化物0～5聚苯乙烯添加劑2～50過苯甲酸叔丁酯0.5～1過氧化合物0～1短切玻璃纖維或其製品70～100下列填料任選一種或若干種適量碳酸鈣、水合氧化鋁、瓷土粉、滑石粉本發明防爆SMC經測試、試用證明，完全滿足防爆性能要求，完全符合防爆電氣設備規格的要求，可在135℃條件下長期使用。本發明防爆SMC具體性能數據見表二。
表二、防爆SMC技術性能數據項目測試結果單位表面電阻 106～109Ω彎曲強度 ≥1700 kg/cm2衝擊強度 ≥60 kg-cm/cm2熱變形溫度＞200℃自熄性水平燃燒法10秒以下實施例一防爆用SMC料團構成單位(份)198＃不飽和聚酯樹脂100過苯甲酸叔丁酯1三氧化二銻10氯化石蠟5硬脂酸鋅2水合氫氧化鋁30瓷土35石墨10氧化鎂1聚苯乙烯添加劑20
將上述物料混合均勻後，塗在二張聚乙烯薄膜上，將100份短切玻璃纖維夾在中間。然後在二個鋼皮輥中擠壓，使樹脂糊良好浸漬玻璃纖維，製成SMC坯料，在室溫下熟化一天，可撕去薄膜，按產品投影面積50～80%大小裁剪後，放在模具內，在35kg/cm2、130℃～160℃條件下模壓成型。
所得SMC製品性能如下表面電阻 106～109Ω彎曲強度 1700kg/cm2衝擊強度 70kg-cm/cm2自熄性能水平燃燒法10秒以下熱變形溫度大於200℃可以在135℃下長期使用。
實施例二防爆SMC料團構成單位(份)S-818不飽和聚酯樹脂100過氧化叔丁酯0.8過氧化苯甲醯0.2三氧化二銻5十溴二苯醚20硬脂酸鋅2石墨10氧化鎂0.1氧化鈣0.1聚苯乙烯添加劑40
將上述物料混合後，除在二張聚乙烯薄膜上，把100份短切玻璃纖維夾在中間，然後在二個鋼輥中擠壓，使樹脂糊良好浸漬玻璃纖維，製成SMC坯料，並在室溫下熟化一天，可撕去薄膜，按產品投影面積的50～80%大小裁剪疊合後，放在模具內，在500kg/cm2，140℃下模壓成型。所得防爆SMC製品性能如下表面電阻 106～109Ω彎曲強度 1700kg/cm2衝擊強度 70kg-cm/cm2自熄性能水平燃燒法10秒以下熱變形溫度大於200℃可以在135℃下長期使用。
上述本發明的實施例主要是為了對本發明的目的和構成進一步加以說明，使實施者更容易理解和實施，無論如何不是限制本發明。因此，對那些在本技術領域內訓練有素的人員應該很明顯的是，可以對本發明混合物中的基本樹脂，著色劑、增稠劑、填料以及其他組份的選用和範圍作出各種各樣的改進，而不偏離本發明的精神實質。
權利要求
1.一種防爆製品用片狀模塑料，其特徵在於a.基體樹脂採用非自熄性的通用型不飽和聚酯樹脂；b.含有滷素化合物和硼化合物；c.含有聚苯乙烯添加劑；d.通用石墨粉的含量小於百分之十五；同時滿足以下三條條件-自熄一水平燃燒法10秒以下，-熱變形溫度大於200℃，-表面電阻106～109Ω。
2.據權利要求1所述的片狀模塑料，其特徵在於，片狀模塑料的組成(重量%)為不飽和聚酯樹脂 100石墨粉 3～15三氧化二銻 4～10滷素化合物 3～20硼化合物 3～20鹼土金屬氧化物或氫氧化物 0～5氧化鎂 0.1～2聚苯乙烯添加劑 2～50過苯甲酸叔丁酯 0.5～1過氧化物 0～1短切玻璃纖維或其製品 76～100下列填料任選一種碳酸鈣、水合氧化鋁、瓷土粉、滑石粉適量。
3.據權利要求2所述的片狀模塑料，其特徵在於，選用鄰苯二甲酸型或間苯二甲酸型不飽和聚酯樹脂為最佳。
全文摘要
本發明是關於防爆製品用片狀模塑料。國外使用的樹脂是熱穩定性好的間苯二甲酸型的自熄性的不飽和聚酯樹脂，此樹脂國內市場上沒有供應。本發明選用非自熄性的通用型不飽和聚酯樹脂，同時加入滷素化合物或硼化合物以及聚苯乙烯添加劑，石墨粉的含量降低至15％以下。本發明防爆片狀模塑料經測試，表面電阻為10
文檔編號C08J5/00GK1034937SQ8910545
公開日1989年8月23日 申請日期1988年12月26日 優先權日1988年12月26日
發明者黃鳳來, 沈碧霞, 張秋根 申請人:國家建材工業局上海玻璃鋼研究所