灭弧树脂加工制品以及使用该树脂制品的断路器制造技术

技术编号:3770294 阅读:146 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供了一种具有极佳的灭弧性质、耐热性、耐压性和模塑可加工性的灭弧树脂加工制品,以及使用该灭弧树脂加工制品的断路器。所述断路器包括:具有固定接触点的固定接触器;包括可移动接触点的可移动接触器,所述可移动接触点与所述固定接触点接触,所述可移动接触器与所述固定接触器进行开关操作;以及灭弧装置,其能够消灭所述固定接触器与可移动接触器在开关操作中接合的时候产生的电弧。使用通过以下方式获得的灭弧树脂加工制品作为灭弧装置,通过对包含以下组分的树脂组合物进行模塑、然后对模塑后的树脂组合物进行辐射引发的交联:(A)聚烯烃树脂,其中亚甲基链上的一部分氢原子被羟基取代,其中所述聚烯烃树脂相对于1摩尔亚甲基含有0.2-0.7摩尔的羟基,(B)交联剂,其具有不饱和端基,(C)金属氢氧化物,其表面用高级脂族酸处理过;相对于100质量份的所述聚烯烃树脂(A),所述树脂组合物包含5-60质量份的金属氢氧化物(C)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用来消灭例如使用断路器使得电流中断的过程中在接触点产 生的电弧的阻燃灭弧树脂加工制品。本专利技术还涉及一种使用该阻燃灭弧树脂 加工制品的断路器。2. 现有技术描述例如在断路器中,当过载电流或者额定电流从可移动接触器的接触点与 静止接触器的接触点之间流过的时候,如果使得所述可移动接触器的接触点 与静止接触器的接触点分开,则在接触点之间会产生电弧。为了消灭这种电 弧,通常将灭弧装置设置在电弧产生区域的周围;该灭弧装置装有包含灭弧 部件的灭弧室。该灭弧部件在电弧的作用下发生热解,通过灭弧部件产生的 热解气体消灭电弧。热固定树脂,例如不饱和聚酯树脂(日本专利第3,098,042号)以及三聚氰 胺树脂(日本专利申请延迟公开第H02-256110号),以及热塑性树脂,例如聚 烯烃树脂,聚酰胺树脂,以及聚縮醛树脂(日本专利申请延迟公开第 H07-302535号(美国专利第5,841,088号))主要被用作所述灭弧部件中的基质 树脂。但是,热固性树脂容易在模塑的过程中燃烧,其模塑可加工性逊于热塑 性树脂。另外,在灭弧过程中,由于灭弧部件产生的热解气体造成灭弧装置 内部的压力升高;这使得在使用耐压性较差的热固性树脂的时候难以减小灭 弧装置的尺寸。热塑性树脂能够在模塑的时候耐受去毛刺,但是其强度、耐压性和耐热 性较差,所提供的灭弧部件容易随时间发生变形或劣化。另一方面,具有高 芳环含量的热塑性树脂(例如芳族聚酰胺树脂)具有较佳的强度、耐压性和耐 热性,但是它们在燃烧的过程中容易释放出游离碳。这导致以下问题,例如可能会发生碳介导的灭弧装置的腐蚀,以及灭弧装置绝缘特性的损失。人们己经尝试了通过加入金属氢氧化物,例如氢氧化镁、氢氧化铝等,以提高热塑性树脂和热固性树脂的灭弧性能(日本专利第3,098,042号和日本 专利特开平第H02-256110, 07-302535 (US 5,841,088),和08-171847号公报)。WO 2003/044818揭示了一种断路器,其使用通过用电子束处理热塑性树 脂(例如聚酯或聚酰胺)制得的加工的树脂制品。在通过热解产生具有高灭弧活性的热解气体的过程中,金属氢氧化物会 发生脱水反应。因此,如上述日本专利第3,098,042号以及日本专利特开平 H02-256110, 07-302535 (US 5,841,088),和08-171847号中所述,向树脂中力口 入金属氢氧化物会使得所得的树脂加工制品的灭弧性能提高。但是金属氢氧 化物与树脂的相容性较差,在树脂中的分散性较差,同时容易产生分散缺陷, 因此该树脂组合物容易具有较差的模塑可加工性。另外,制得的树脂加工制 品的性质,例如灭弧性能、强度、耐热性、耐压性等具有很明显的波动的倾 向。如WO 2003/044818所述,当对热塑性树脂进行交联工艺的时候,可以观 察到例如强度、耐热性和耐压性的提高;但是没有观察到灭弧性能的提高。 另外,对于灭弧过程中产生的热解气体造成的灭弧装置内部压力的升高几乎 没有抑制作用,所述灭弧装置容易在灭弧的时候由于内部压力的升高时被破 坏。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种灭弧加工树脂制品,其能够非常有效地消 灭电流中断过程中产生的电弧,具有能够耐受该过程中发生的升温的耐热性, 具有能够耐受该过程中发生的内部压力升高的耐压性,还具有极佳的模塑可 加工性。另一个目的是提供一种使用该灭弧树脂加工制品的断路器。为了达到该目的,通过以下步骤制得本专利技术的灭弧树脂加工制品。对包 含以下组份(A)、 (B)和(C)的树脂组合物进行模塑(A)聚烯烃树脂,其中亚 甲基链中的一部份氢原子被羟基取代,所述聚烯烃树脂相对于1摩尔亚甲基 含有0.2-0.7摩尔的羟基,(B)包含不饱和端基的交联剂,(C)表面用高级脂族酸 处理过的金属氢氧化物,所述树脂组合物相对于100质量份的所述聚烯烃树氧化物(C);在对所述树脂组合物进行模 塑之后,对其进行辐射引发的交联。本专利技术的灭弧树脂加工制品具有极佳的强度、耐热性和耐压性,这是因 为交联剂(B)中的末端不饱和键在辐射的作用下与聚烯烃树脂(A)发生反应, 进行交联,形成三维网络。另外,因为聚烯烃树脂(A)具有高羟基含量,因为 其中侧接位置的OH基团容易通过热降解而解离,会产生具有高氢气、H20, 02和0浓度的热解气体,从而能够迅速地灭弧。另外,因为因为该热解气体 包含极少的对灭弧作用很小的组分(例如焦油组分),所以可以限制灭弧装置 的内部压力。另外,因为在灭弧过程中碳难以附着在灭弧装置上,所以灭弧 装置能够保持其绝缘特性而不发生绝缘特性降低。由于用高级脂族酸进行了 表面处理,所述金属氢氧化物(C)也表现出改进的与树脂的相容性,以及改进 的在树脂中的分散性,因此可通过熔融混合/捏合而很容易地均匀分散在树脂 组合物中;使得具有极佳的模塑可加工性。本专利技术的灭弧树脂加工制品中的金属氢氧化物(C)优选是氢氧化镁。在热 解过程中,氢氧化镁制得具有高氢气、H20、 02和0含量的热解气体,使得 能够更迅速地灭弧。在本专利技术的灭弧树脂加工制品中用来对金属氢氧化物(C)进行表面处理的脂族酸优选是Cu.20脂族酸。本专利技术灭弧树脂加工制品中聚烯烃树脂(A)的分解潜热优选至少为30卡 /克(cal/g)。在本专利技术的灭弧树脂加工制品中,所述聚烯烃树脂(A)优选是乙烯-乙烯醇共聚物。用于本专利技术灭弧树脂加工制品的交联剂(B)优选包括具有以下结构式(I) 和/或(II)的有机磷化合物,所述树脂组合物优选包含0.5-20质量%的该有机 磷化合物R1 —X1 X3—R3 O二P一0一R。一0_P =〇 R2—X2 X4-R4 (I)(在式(I)中,W至W各自表示CH^CY1—Y2—,或者是含有或不含有杂原6子的单官能芳族烃基;Rs表示含有或不含有杂原子的二官能芳族烃基;X至 X4各自表示选自-O-, -NH-和-(CH2《YLY2)N-的基团,且X1至X4中的至 少一种包括-NH-或-(CH^CY^Y2)N-; R1至R4以及X1至X4中的至少两种包 括CHfCYLY2—; Y1表示氢或甲基;丫2表示d.5亚垸基或-COO—Y3-; Y3表示Cw亚烷基)<formula>formula see original document page 7</formula>(在式(II)中,每个分子中存在至少一个P-C键;A—禾n A—各自表示包含 不超过20个碳原子且不含流动性氢的二官能芳族烃基;n是0-2的整数;R6至 R10各自表示选自以下的基团—NHCH2CH=CH2, —N(CH2CH=CH2)2, -OCH2CH=CH2, -CH2CH=CH2, -CH2CH2OCH=CH2, _(C6H4)-CH=CH2, -0(C6H4)-CH=CH2, -CH2(C6H4)-CH=CH2, -NH(C6H4)-CH=CH2,-N(CH2CH=CH2)-(C6H4)-CH=CH2, -O-R-OOC-C(R')=CH2,-NH-R-NHCO-C(R')=CH2,以及包含不超过12个碳原子的芳基;R表示C2.5 亚烷基;R'表示氢或甲基;R6至R1G中的至少两种包括-CH=CH2或 -C(CH3)本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种灭弧树脂加工制品,通过以下方法制造: 对包含以下组分(A)、(B)和(C)的树脂组合物进行模塑:(A)聚烯烃树脂,其中亚甲基链中的一部分氢原子被羟基取代,所述聚烯烃树脂相对于1摩尔亚甲基含有0.2-0.7摩尔的羟基,(B)包含不饱 和端基的交联剂,(C)表面用高级脂族酸处理过的金属氢氧化物;相对于100质量份的所述聚烯烃树脂(A),所述树脂组合物包含5-60质量份的所述金属氢氧化物(C); 在对所述树脂组合物进行模塑之后,对其进行辐射引发的交联。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:管野敏之柳瀬博雅杉山修一
申请(专利权)人:富士电机机器制御株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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