防火阻燃氟塑料及防火阻燃开关

摘要

一种含有四氟乙烯－乙烯共聚物的氟塑料，其中，所述的氟塑料是以四氟乙烯－乙烯共聚物为主料，另加入云母粉等进行混合配料而成。其中四氟乙烯－乙烯共聚物占所述氟塑料成份的重量百分比在75％－80％之间，加入的配料中有云母粉、二茂铁(二聚环戊二烯铁)、Al(OH)3、Mg(OH)2、CaCO3等。所述氟塑料耐热性、电气特性，极低温可挠性，耐水性，耐化学腐蚀性，阻燃性，机械强度等性能都十分优异，所以它是电绝缘性能和机械强度兼优的电气绝缘材料。用它作为绝缘料制成防火阻燃开关，具有很好的阻燃防火性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火阻燃塑料，尤其是涉及一种含四氟乙烯-乙烯共聚物的防火阻燃氟塑料以及用这种防火阻燃氟塑料制成的防火阻燃开关。

背景技术

目前制造开关常用的塑料为ABS料或PC料。ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)三种单体的共聚物，ABS工程塑料具有广泛用途，主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业，其允许使用温度范围-40℃到80℃。聚碳酸酯(PC)是一种新型热塑性工程塑料，允许使用温度范围较宽(-100～130℃)，透明度高(誉为“透明金属”)、无毒、加工成型方便。ABS料或PC料可承受的最高温度为130℃，不耐高温，所以用以上两种材料制造的开关，在电路发生短路或电流较大导致开关温度过高以及发生火灾时，开关会溶化甚至起火燃烧，引起火灾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型防火阻燃氟塑料并用其制造出新型防火阻燃开关。它能解决目前普通开关在温度过高以及发生火灾时溶化甚至起火燃烧，易引起火灾的缺陷，具有防火阻燃作用，在明火环境不燃烧，不产生任何有毒有害气体。

本发明的技术方案是从开关制造材料着手研究，通过从电气特性、耐化学腐蚀性、阻燃性、机械强度等性能等方面入手，经过多次试验，最终采用了四氟乙烯-乙烯共聚物(PETFE简称F-40)作为主要材料，生产氟塑料并将该塑料应用在防火阻燃开关的生产中。四氟乙烯-乙烯共聚物耐热性特别好，最高连续使用工作温度200℃，在180℃下连续工作10年，且电气特性，极低温可挠性，耐水性，耐化学腐蚀性，阻燃性，机械强度等性能都十分优异。由于氟塑料分子结构中含有氟原子，所以具有很多优异的性能，如优良的电绝缘性能，高度的耐热性、防火性，突出的耐油性、耐溶剂和耐磨性能、良好的耐湿性和耐低温性能等。F-40是电绝缘性能和机械强度兼优的电气绝缘材料。它在-200～+180℃范围内强度和伸长率保持基本不变，F-40还具有优良的耐切割性，高温下的耐蠕变性能和低温下的耐冲击性能均优于聚四氟乙烯。F-40结晶度高，结晶速度大，加工时急冷和缓慢冷却对其性能几乎无影响。电气性能优异，F-40的介电系数ε在1000Hz时为2.6，当频率在1MHz以上时ε反而有变小的倾向，而且随温度变化很稳定，F-40的介质损耗角正切tgδ在1000Hz时为0.008。在广阔的温度和频率范围内具有优异的电绝缘性能，分子链中氟原子对称均匀分布，不存在固有的偶极距。F-40绝缘电阻很高，随温度变化很小，室温时体积电阻率可达到10¹⁴Ω·cm。它的击穿场强可达到200Kv/mm厚度增大击穿场强逐渐降低。F-40的耐热性能较好，F-40塑料在打火机明火、木材普通燃烧明火、普通塑料化学纤维等材料明火下不燃烧并无任何有毒有害气体的发出，并最高连续使用工作温度200℃，在180℃下连续工作10年后其伸长率仅下降至原始值的一半。四氟乙烯-乙烯共聚物即F-40的各种物理、化学性能，从各个方面都满足用作防火阻燃开关材料各项性能的需要。为了进一步提高四氟乙烯-乙烯共聚物即F-40的性能，加入一定量的云母粉、二茂铁(二聚环戊二烯铁)、AL(OH)₃、Mg(OH)₂、CaCO₃等。加入的云母粉起到防火的直接作用，当云母粉添加至％-％防火效果为最佳；加入的二茂铁(二聚环戊二烯铁)的化学性能稳定，耐高温可达到400℃，在含卤材料分解出卤化氢时，二茂铁迅速转化为α-Fe₂O₃，起到催化灼烧作用，生成CO和CO₂，从而减少了烟黑生成；AL(OH)₃与Mg(OH)₂在起到阻燃作用的同时AL(OH)₃在200℃、300℃、500℃时各有一个吸热作用总吸热为1.97KJ/g从而起到吸热降温作用，AL(OH)₃、Mg(OH)₂与CaCO₃一并起到抑酸剂和消烟的作用。CaCO₃还起到填充剂的作用，有利于降低成本。

本发明提供的技术方案是提供一种四氟乙烯-乙烯共聚物的氟塑料，主要组分及所占重量百分比为：四氟乙烯-乙烯共聚物为75％-80％，云母粉5％-10％，二茂铁(二聚环戊二烯铁)3％-5％、AL(OH)₃、Mg(OH)₂、CaCO₃各为3％-10％。其生产工艺为：F-40与云母粉在混料机充分搅拌加热后，加入二茂铁AL(OH)3、Mg(OH)2，充分搅拌均匀后加入CaCO₃。也可根据需要加入少量的色母料。

基于上述含有四氟乙烯-乙烯共聚物的氟塑料良好的防火阻燃特性，发明人将其应用在了防火阻燃开关的生产中，该防火阻燃开关的绝缘部分用上述含有四氟乙烯-乙烯共聚物的氟塑料制成。

此项研发技术生产出的产品与以往技术的区别及优点是很明显的，含四氟乙烯-乙烯共聚物的防火阻燃氟塑料的电绝缘性能优异，防火阻燃，机械强度高，且耐应力开裂好，重量轻，成本低，用其生产的开关可起到真正的防火阻燃作用，并且不产生任何有毒有害气体，在生产当中，不会产生工业三废，有利于环保。

具体实施方式

含有四氟乙烯-乙烯共聚物的氟塑料的组分及所占重量百分比为：四氟乙烯-乙烯共聚物75％-80％，云母粉5％-10％，二茂铁(二聚环戊二烯铁)3％-5％，AL(OH)₃、Mg(OH)₂、CaCO₃各为3％-10％。其生产工艺为：F-40与云母粉在混料机充分搅拌加热后，加入二茂铁、AL(OH)3、Mg(OH)2，充分搅拌均匀后加入CaCO₃。还可根据需要加入少量色母料以获得所需颜色的四氟乙烯-乙烯共聚物的氟塑料。以下结合具体实施例说明。

实施例1：本实施例中各种成分的名称及重量百分比为：

F-40：80％  云母粉：5％  二茂铁(二聚环戊二烯铁)：3％

AL(OH)₃：4％  Mg(OH)₂：：4％  CaCO₃：4％

实施例2：本实施例中各种成分的名称及重量百分比为：

F-40：75％  云母粉：10％  二茂铁(二聚环戊二烯铁)：3％

AL(OH)₃：4％  Mg(OH)₂：4％  CaCO₃：4％

实施例3本实施例中各种成分的名称及重量百分比为：

F-40：75％  云母粉：5％  二茂铁(二聚环戊二烯铁)：5％

AL(OH)₃：5％  Mg(OH)₂：：5％  CaCO₃：5％

实施例4本实施例中各种成分的名称及重量百分比为：

F-40：78％  云母粉：6％  二茂铁(二聚环戊二烯铁)：4％

AL(OH)₃：4％  Mg(OH)₂：：4％  CaCO₃：4％

实施例5本实施例中各种成分的名称及重量百分比为：

F-40：75％  云母粉：5％  二茂铁(二聚环戊二烯铁)：3％

AL(OH)₃：10％  Mg(OH)₂：：4％  CaCO₃：3％

实施例6本实施例中各种成分的名称及重量百分比为：

F-40：75％  云母粉：5％  二茂铁(二聚环戊二烯铁)：3％

AL(OH)₃：4％  Mg(OH)₂：：10％  CaCO₃：3％

实施例6本实施例中各种成分的名称及重量百分比为：

F-40：75％  云母粉：5％  二茂铁(二聚环戊二烯铁)：3％

AL(OH)₃：4％  Mg(OH)₂：：3％  CaCO₃：10％

将制得的含四氟乙烯-乙烯共聚物的氟塑料用注塑机注入开关模具中，得到开关的绝缘部分，再与开关的导通控制部件组装即得防火阻燃开关。