本發(fā)明涉及纖維增強(qiáng)塑料領(lǐng)域，尤其是涉及一種具備高導(dǎo)熱系數(shù)的纖維增強(qiáng)塑料電機(jī)殼。
背景技術(shù)：
塑料是以單體為原料，通過加聚或縮聚反應(yīng)聚合而成的高分子化合物，可以自由改變成分及形體樣式，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。
塑料的主要成分是樹脂，樹脂是由動(dòng)植物分泌出的脂質(zhì)而得名，如松香、蟲膠等，樹脂是指尚未和各種添加劑混合的高分子化合物。樹脂約占塑料總重量的40％～100％。塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性，但添加劑也起著重要作用。有些塑料基本上是由合成樹脂所組成，不含或少含添加劑，如有機(jī)玻璃、聚苯乙烯等。
塑料具有價(jià)格低廉，力學(xué)性能優(yōu)異，絕緣性能好，成型簡便快捷的特點(diǎn)，廣泛用于軍工，電氣部件，儀表，建筑等領(lǐng)域。但該類材料也存在著性脆，不易儲(chǔ)存，耐熱性能有限等缺陷。
工程塑料，一般指能承受一定外力作用，具有良好的機(jī)械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺、聚砜等。在工程塑料中又將其分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類。工程塑料在機(jī)械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達(dá)到更高的要求，而且加工更方便并可替代金屬材料。工程塑料被廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。通用工程塑料包括：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、熱塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。
現(xiàn)有塑料電機(jī)殼的散熱性能較差，導(dǎo)致電機(jī)過熱，引起電機(jī)負(fù)載的不穩(wěn)定，存在一定的安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有塑料電氣強(qiáng)度較低的缺陷，本發(fā)明提出了一種具備高導(dǎo)熱系數(shù)的纖維增強(qiáng)塑料電機(jī)殼，通過在原料中加入玻璃纖維、碳纖維和納米三氧化二鋁，使得電機(jī)殼體機(jī)械強(qiáng)度高，堅(jiān)韌耐磨，尺寸穩(wěn)定，耐腐蝕，電絕緣性能優(yōu)異，更具備優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：
一種具備高導(dǎo)熱系數(shù)的纖維增強(qiáng)塑料電機(jī)殼，包括以下重量份的組分：
本發(fā)明中，采用堿金屬氧化物的含量小于0.8％的無堿玻璃纖維，能顯著提高塑料的機(jī)械強(qiáng)度，具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能；進(jìn)一步的，為提高塑料電機(jī)殼的電絕緣性能和導(dǎo)熱性能，在原料中加入不超過10％的納米三氧化二鋁，電阻率高，具有良好的絕緣性能，使得塑料的電氣強(qiáng)度維持在20MV/m以上，在高頻下仍能保持良好介電性；更進(jìn)一步的，結(jié)合加入導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)1000～1300W/(m.K)的碳纖維，可顯著提高制品的導(dǎo)熱系數(shù)。
進(jìn)一步的，所述的熱固性樹脂包括重量份為30～70％的酚醛樹脂和重量份為5～25％的聚酰亞胺樹脂。
本發(fā)明采用雙組份樹脂，酚醛樹脂脆性大，顏色深，固化速度慢，加入的聚酰亞胺樹脂，利用其優(yōu)異的機(jī)械性能，與酚醛樹脂結(jié)合后，可以降低酚醛樹脂引起的脆性，提升塑料的彎曲、拉伸以及沖擊強(qiáng)度；作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述聚酰亞胺樹脂的重量份為5～15％；此處的重量份均以整個(gè)原料的重量計(jì)。
作為優(yōu)選的，所述的無堿玻璃纖維包括長纖維和短纖維，其中長纖維的長度為3～12cm，短纖維的長度為2～15mm，且短纖維的加入量占整個(gè)無堿玻璃纖維重量的5～40％。
本發(fā)明采用長纖維和短纖維相結(jié)合的方式，長纖維的加入，玻璃纖維與樹脂的界面面積增大，塑料在斷裂時(shí)，玻璃纖維從樹脂中抽出的阻力增大，提高塑料承受拉伸載荷的能力；加入的短纖維與長纖維在樹脂中均勻混合，更容易分散在樹脂中，具備更加優(yōu)異的力學(xué)性能，也避免注塑成型過程中出現(xiàn)浮纖。
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述長纖維的長度為3～6cm，短纖維的長度為6～12mm，短纖維的加入量為5～15％。
作為優(yōu)選的，所述的長纖維在濃度為0.05～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡0.5～2H。
利用羧甲基纖維素鈉溶液對玻璃纖維進(jìn)行改性，便于長纖維過于硬挺，影響其在樹脂中的分散均勻性。
本發(fā)明中，分散劑可以穩(wěn)定所分散的顏料，提高著色力，以及氫氧化鋰在原料混合過程中的分散度，優(yōu)選的，所述的分散劑為硅酸鹽類分散劑或堿金屬磷酸鹽類分散劑。
脫模劑有利于塑料成型后從模具內(nèi)脫離，可使電機(jī)殼表面易于脫離、光滑及潔凈；作為優(yōu)選的，所述的脫模劑為硬脂酸鈣和硬脂酸鋅中的一種或兩者的混合物。
作為優(yōu)選的，所述碳纖維的加入量為8～12份，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，處于該區(qū)間內(nèi)的碳纖維，能顯著提升散熱效果，且對絕緣性影響較小。
作為優(yōu)選的，所述納米三氧化二鋁的加入量為2～5份，與適量的碳纖維結(jié)合，以增加散熱效果。
本發(fā)明通過在原料中加入玻璃纖維、碳纖維和納米三氧化二鋁，使得電機(jī)殼體機(jī)械強(qiáng)度高，堅(jiān)韌耐磨，尺寸穩(wěn)定，耐腐蝕，電絕緣性能優(yōu)異，更具備優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
塑料電機(jī)殼成型原料按重量份計(jì)包括如下組分：
熱固性樹脂40份，其中包括酚醛樹脂35份和聚酰亞胺樹脂5份；
無堿玻璃纖維35份，其中包括長度為3cm的長玻璃纖維30份，長度為2mm的短玻璃纖維5份，且長玻璃纖維預(yù)先在濃度為0.05～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡0.5小時(shí)；
納米三氧化二鋁5份；碳纖維10份；硅酸鹽類分散劑2份；顏料0.5份，脫模劑2份和六次甲基四胺為固化劑5.5份。
按上述組分的成型工藝如下：
造粒：稱取上述重量份的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、納米三氧化二鋁、碳纖維、分散劑、顏料、脫模劑和固化劑，在30～50℃溫度下，混合30～60分鐘得到均勻粉狀料，然后進(jìn)入造粒設(shè)備混煉制粒；
注塑成型：利用注塑機(jī)將塑料顆粒注入溫度為30～35℃模具內(nèi)成型。
對制得的樣品進(jìn)行性能檢測(GB/T23641-2009)：
密度1.72g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度11.6KJ/m2，彎曲強(qiáng)度77.4MPa，拉伸強(qiáng)度21.6MPa，耐電弧178s，絕緣電阻6.42×1012；
電氣強(qiáng)度為18.3MV/m，樣品厚度為2.00mm，試驗(yàn)采用Φ20mm/Φ20mm球電極系統(tǒng)，速快升壓方式，在常態(tài)變壓器油中進(jìn)行；
在50℃下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.786W/(m.K)。
實(shí)施例2
塑料電機(jī)殼成型原料按重量份計(jì)包括如下組分：
熱固性樹脂40份，其中包括酚醛樹脂35份和聚酰亞胺樹脂5份；
無堿玻璃纖維35份，其中包括長度為6cm的長玻璃纖維30份，長度為2mm的短玻璃纖維5份，且長玻璃纖維預(yù)先在濃度為0.05～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡0.5小時(shí)；
納米三氧化二鋁8份；碳纖維10份；硅酸鹽類分散劑2份；顏料0.5份，脫模劑2份和六次甲基四胺為固化劑2.5份。
按上述組分的成型工藝如下：
造粒：稱取上述重量份的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、納米三氧化二鋁、碳纖維、分散劑、顏料、脫模劑和固化劑，在30～50℃溫度下，混合30～60分鐘得到均勻粉狀料，然后進(jìn)入造粒設(shè)備混煉制粒；
注塑成型：利用注塑機(jī)將塑料顆粒注入溫度為30～35℃模具內(nèi)成型。
對制得的樣品進(jìn)行性能檢測(GB/T23641-2009)：
密度1.75g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度12.5KJ/m2，彎曲強(qiáng)度78.6MPa，拉伸強(qiáng)度22.5MPa，耐電弧174s，絕緣電阻6.64×1012；
電氣強(qiáng)度為23.2MV/m，樣品厚度為1.90mm，試驗(yàn)采用Φ20mm/Φ20mm球電極系統(tǒng)，速快升壓方式，在常態(tài)變壓器油中進(jìn)行；
在50℃下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.836W/(m.K)。
實(shí)施例3
塑料電機(jī)殼成型原料按重量份計(jì)包括如下組分：
熱固性樹脂40份，其中包括酚醛樹脂35份和聚酰亞胺樹脂5份；
無堿玻璃纖維30份，其中包括長度為10cm的長玻璃纖維25份，長度為2mm的短玻璃纖維5份，且長玻璃纖維預(yù)先在濃度為0.1～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡2小時(shí)；
納米三氧化二鋁10份；碳纖維12份；硅酸鹽類分散劑2份；顏料0.5份，脫模劑2份和六次甲基四胺作為固化劑3.5份。
按上述組分的成型工藝如下：
造粒：稱取上述重量份的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、納米三氧化二鋁、碳纖維、分散劑、顏料、脫模劑和固化劑，在30～50℃溫度下，混合30～60分鐘得到均勻粉狀料，然后進(jìn)入造粒設(shè)備混煉制粒；
注塑成型：利用注塑機(jī)將塑料顆粒注入溫度為30～35℃模具內(nèi)成型。
對制得的樣品進(jìn)行性能檢測(GB/T23641-2009)：
密度1.68g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度13.4KJ/m2，彎曲強(qiáng)度80.1MPa，拉伸強(qiáng)度24.5MPa，耐電弧178s，絕緣電阻6.6×1012；
電氣強(qiáng)度為20.6MV/m，樣品厚度為1.90mm，試驗(yàn)采用Φ20mm/Φ20mm球電極系統(tǒng)，速快升壓方式，在常態(tài)變壓器油中進(jìn)行；
在50℃下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.805W/(m.K)。
實(shí)施例4
塑料電機(jī)殼成型原料按重量份計(jì)包括如下組分：
熱固性樹脂50份，其中包括酚醛樹脂40份和聚酰亞胺樹脂10份；
無堿玻璃纖維20份，其中包括長度為6cm的長玻璃纖維15份，長度為6mm的短玻璃纖維5份，且長玻璃纖維預(yù)先在濃度為0.05～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡1小時(shí)；
納米三氧化二鋁8份；碳纖維10份；堿金屬磷酸鹽類分散劑2份；顏料0.5份，脫模劑2.5份和六次甲基四胺用作固化劑2份。
按上述組分的成型工藝如下：
造粒：稱取上述重量份的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、納米三氧化二鋁、碳纖維、分散劑、顏料、脫模劑和固化劑，在30～50℃溫度下，混合30～60分鐘得到均勻粉狀料，然后進(jìn)入造粒設(shè)備混煉制粒；
注塑成型：利用注塑機(jī)將塑料顆粒注入溫度為35～40℃模具內(nèi)成型。
對制得的樣品進(jìn)行性能檢測(GB/T23641-2009)：
密度1.80g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度14.3KJ/m2，彎曲強(qiáng)度78.3MPa，拉伸強(qiáng)度23.7MPa，耐電弧161s，絕緣電阻6.44×1012；
電氣強(qiáng)度為22.6MV/m，樣品厚度為1.90mm，試驗(yàn)采用Φ20mm/Φ20mm球電極系統(tǒng)，速快升壓方式，在常態(tài)變壓器油中進(jìn)行；
在50℃下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.815W/(m.K)。
實(shí)施例5
塑料電機(jī)殼成型原料按重量份計(jì)包括如下組分：
熱固性樹脂55份，其中包括酚醛樹脂40份和聚酰亞胺樹脂15份；
無堿玻璃纖維20份，其中包括長度為6cm的長玻璃纖維15份，長度為2mm的短玻璃纖維5份，且長玻璃纖維預(yù)先在濃度為0.1～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡1小時(shí)；
納米三氧化二鋁8份；碳纖維10份；堿金屬磷酸鹽類分散劑1份；顏料0.5份，脫模劑1.5份和六次甲基四胺用作固化劑4份。
按上述組分的成型工藝如下：
造粒：稱取上述重量份的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、納米三氧化二鋁、碳纖維、分散劑、顏料、脫模劑和固化劑，在30～50℃溫度下，混合30～60分鐘得到均勻粉狀料，然后進(jìn)入造粒設(shè)備混煉制粒；
注塑成型：利用注塑機(jī)將塑料顆粒注入溫度為40～45℃模具內(nèi)成型。
對制得的樣品進(jìn)行性能檢測(GB/T23641-2009)：
密度1.81g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度16.2KJ/m2，彎曲強(qiáng)度79.3MPa，拉伸強(qiáng)度24.7MPa，耐電弧165s，絕緣電阻6.57×1012；
電氣強(qiáng)度為21.8MV/m，樣品厚度為1.90mm，試驗(yàn)采用Φ20mm/Φ20mm球電極系統(tǒng)，速快升壓方式，在常態(tài)變壓器油中進(jìn)行；
在50℃下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.823W/(m.K)。
實(shí)施例6
塑料電機(jī)殼成型原料按重量份計(jì)包括如下組分：
熱固性樹脂50份，其中包括酚醛樹脂40份和聚酰亞胺樹脂10份；
無堿玻璃纖維30份，其中包括長度為5cm的長玻璃纖維20份，長度為8mm的短玻璃纖維10份，且長玻璃纖維預(yù)先在濃度為0.05～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡1小時(shí)；
納米三氧化二鋁5份；碳纖維10份；堿金屬磷酸鹽類分散劑1份；顏料0.5份，脫模劑1.5份和六次甲基四胺作為固化劑2份。
按上述組分的成型工藝如下：
造粒：稱取上述重量份的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、納米三氧化二鋁、碳纖維、分散劑、顏料、脫模劑和固化劑，在30～50℃溫度下，混合30～60分鐘得到均勻粉狀料，然后進(jìn)入造粒設(shè)備混煉制粒；
注塑成型：利用注塑機(jī)將塑料顆粒注入溫度為40～45℃模具內(nèi)成型。
對制得的樣品進(jìn)行性能檢測(GB/T23641-2009)：
密度1.84g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度17.2KJ/m2，彎曲強(qiáng)度85.3MPa，拉伸強(qiáng)度27.9MPa，耐電弧163s，絕緣電阻6.56×1012；
電氣強(qiáng)度為24.3MV/m，樣品厚度為1.90mm，試驗(yàn)采用Φ20mm/Φ20mm球電極系統(tǒng)，速快升壓方式，在常態(tài)變壓器油中進(jìn)行；
在50℃下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.842W/(m.K)。
實(shí)施例7
塑料電機(jī)殼成型原料按重量份計(jì)包括如下組分：
熱固性樹脂50份，其中包括酚醛樹脂40份和聚酰亞胺樹脂10份；
無堿玻璃纖維30份，其中包括長度為5cm的長玻璃纖維15份，長度為10mm的短玻璃纖維15份，且長玻璃纖維預(yù)先在濃度為0.1～0.15％的羧甲基纖維素鈉溶液內(nèi)浸泡2小時(shí)；
納米三氧化二鋁8份；碳纖維5份；堿金屬磷酸鹽類分散劑1份；顏料0.5份，脫模劑0.5份和六次甲基四胺作為固化劑5份。
按上述組分的成型工藝如下：
造粒：稱取上述重量份的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、納米三氧化二鋁、碳纖維、分散劑、顏料、脫模劑和固化劑，在30～50℃溫度下，混合30～60分鐘得到均勻粉狀料，然后進(jìn)入造粒設(shè)備混煉制粒；
注塑成型：利用注塑機(jī)將塑料顆粒注入溫度為40～45℃模具內(nèi)成型。
對制得的樣品進(jìn)行性能檢測(GB/T23641-2009)：
密度1.72g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度16.2KJ/m2，彎曲強(qiáng)度84.4MPa，拉伸強(qiáng)度27.7MPa，耐電弧162s，絕緣電阻6.52×1012；
電氣強(qiáng)度為21.4MV/m，樣品厚度為1.90mm，試驗(yàn)采用Φ20mm/Φ20mm球電極系統(tǒng)，速快升壓方式，在常態(tài)變壓器油中進(jìn)行；
在50℃下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.825W/(m.K)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施舉例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。