包括防火涂层的塑料部件及其生产方法技术

本发明专利技术涉及包括防火涂层的塑料部件及其生产方法。本发明专利技术涉及一种部件，包括由至少一种热塑性聚合物制成的基材，以及涂敷该基材的防火材料层，以使部件的外表面仅由所述防火材料构成，其中防火材料包括聚烯烃和聚酰胺的聚合物掺合物，以及非卤化防火化合物。这种部件特别是电气装置的盒、箱或套。本发明专利技术涉及一种通过双重注射来制备所述部件的方法。

【技术实现步骤摘要】
包括防火涂层的塑料部件及其生产方法
本专利技术涉及包括防火涂层的塑料部件(part)。更具体地，本专利技术关注包括被防火层涂覆的基于热塑性聚合物母体(matrix)的基材的部件。本专利技术还关注生产这些部件的方法。根据本专利技术的部件尤其是用于电气工业的部件。
技术介绍
塑料，或者更具体地热塑性聚合物，用于许多工业部门并且特别是电气工业中。塑料材料的多种应用中，必须在它们之中引入防火剂。因此，用于电气装置的塑料必须满足严格的防火标准，例如，由特别在法国和欧洲使用的CEI的标准定义的标准。对于从绝热材料制取的部分，使用的测试由用于成品的标准CEI60695-2-11来定义。设备连续运转而不需要监控所要求的GWFI(灼热丝可燃指数(GlowWireFlammabilityIndex))可燃性是850℃；如果设备必须耐得住更严苛的条件，那么所述要求达到960℃。对于与输送电流的部分相接触或保持它们在原位置的部分，以及不保持输送电流的部分在原位置的套和盖，这两者都要求这些GWFI值。此外，根据CEI标准60695-2-13，可能要求材料的可燃性。GWIT(灼热丝起燃温度(GlowWireIgnitionTemperature))值使材料的可燃性能被测量；要求最小GWIT值为775℃。美国存在相当的标准。最常用以及可商购的防火剂是卤化防火剂。但是，卤化防火剂对环境和健康不利：其持久性、生物蓄积和毒性的问题被报道并被非政府组织纳入考虑；基于卤化物质的这些方面，防火剂中的一些物质被引用在重大关注物质的目录中。将来，将开始实行日益严厉的规则，并且将逐渐禁止基于卤化化合物的防火剂。因此需要设计不含卤素的防火部件来消除对健康和环境的忧虑。不是基于卤化物质的防火剂特别地是多磷酸铵(ammomumpolyphosphate)和金属氢氧化物。但这些非卤化防火剂也具有缺点：例如，这些非卤化防火剂可能削弱引入了它们的塑料的机械性能。它们也可能对用于成型塑料部件的设备造成腐蚀。在某些情况下它们的使用与成形部件所要求的温度不协调。此外，防火剂，特别是卤化防火剂通常存在于塑料部件的体积(全部体积)中来赋予防火性能；换句话说，防火剂分布在构成部件的整块塑料中。可以说该部件定“单块”、整体的、部件。整块塑料中存在的防火剂，特别是卤化防火剂，可能损害塑料部件在它们的使用寿命的终点时的可回收性。实际上，许多塑料回收者不接受含有疑似有毒的添加剂的塑料部件。这些化合物，被认为是待回收塑料的污染物，阻止它们的再利用，甚至是在用于能量生产的废塑料回收部门的情况下。于是，必须满足严格的防火标准的用于电气工业的大部分塑料部件是不可回收的，并且不能作为“环境友好”的部件。FR(阻燃)塑料的家族特别包含基于苯乙烯聚合物的塑料，例如，聚苯乙烯(PS，FR)和高抗冲聚苯乙烯或HIPS、FR、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS、FR)、以及聚碳酸酯和ABS的掺合物(PCABS、FR)。其它主要阻燃工业聚合物例如是烯烃、聚碳酸酯(PC、FR)或聚酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、FR)也被关注。基于这样塑料的部件属于许多产品的范围，例如，电源插头、开关、电控箱(electricalcabinet)、配电箱(electricalbox)、安全照明、电传感器、逆变器(inverter)、计时器、调光器(dimmer)、移动检测器(movementdetector)等等。功能涂层也是已知的，例如，能够给予塑料部件许多性能，功能和特别是防火性能的涂料。功能涂层特别包含事先等离子处理后施用的膨胀油漆(intumescentpaint)，以及可以通过溶胶-凝胶技术合成的防火表面。可以制备这样的(多)功能涂层的方法通常是冗长的和复杂的，经常涉及许多步骤，例如在油漆的情况下，特别是干燥的步骤，或又是例如在使用“溶胶-凝胶”方法涂覆时冗长的固化。因此这些涂层的周期和最终花费高。此外，使用常规的涂覆方法通常难以涂覆小尺寸或中等尺寸的部件，例如开关、盒(case)、箱(box)、架(stand)或插头。综上所述，因此需要基于具有防火性能并且不含卤化防火剂的热塑性聚合物的部件。还需要基于能够容易地被回收且被回收部门接受的，并具有改善防火性能的热塑性聚合物的部件。为了帮助减少温室效应，并且阻止由其导致的气候变化，还希望使用具有低CO2排放的材料来制造这些部件。这些部件必须能够由具有限定数目的步骤、简单、可靠、廉价的方法来制造，使用的生产手段和设备简单可靠，并且优选是常规的，实验和检测的手段和设备是已经存在的并且无需特殊投资。这些部件还必须可以是小尺寸和中等尺寸的部件。本专利技术的目的在于提供基于格外满足上述需要和要求的防火热塑性聚合物的部件。本专利技术的目的还在于提供生产这样的部件的方法，其格外满足上述方法的需要和要求，并且特别是能够生产小尺寸和中等尺寸的部件。本专利技术的目的还在于提供基于具有防火性能的热塑性聚合物的部件，以及生产这些部件的方法，其中这样的部件和该方法不具有现有技术中的部件和方法的缺陷、瑕疵、限制和缺点。专利技术详述根据本专利技术，通过包括由至少一种热塑性聚合物制造的基材，以及涂覆在基材上的防火材料层使得该部件的外(外部的)表面仅由所述防火材料构成部件来满足这个和其它目的，其中，防火材料包括聚烯烃和聚酰胺的掺合物、以及非卤化防火化合物。这样的层能够通过利用膨胀(intumescence)原理来赋予部件防火性质。当与热接触时，膨长涂层形成“碳皮(carbonmeringue)”使其与热源隔离。根据本专利技术的部件具有特定的结构，其具有基材和该基材上的特定膨胀层。这个结构可归为芯-皮(core-skin)结构。根据本专利技术，优选的部件中的防火皮层基于特定成分的掺合物，其含有：-由基于聚烯烃和聚酰胺(有利的聚酰胺6)的相容结合(compatibilisedcombination)获得的聚合物母体，-基于多磷酸铵的化合物，-矿物增强剂，有利地使用玻璃，-以及颜料或染料，防火皮层被设置在基于从未被现有技术描述或建议的热塑性聚合物的基材表面上。根据本专利技术的部件不含有被认为是持久性的、生物蓄积或毒性的化合物，并且特别的，该部件被认为完全不含卤素。用专门用于电线的标准DINVDE0472(815)来类比氯和溴含量，以及氯和溴的总含量，其小于0.2％，并且氟含量小于0.1％。根据本专利技术的部件的优点基本上来自由特定膨胀皮层提供的极好的固有防火性质，即使这个层不合卤化化合物。在根据本专利技术的部件中，在芯-皮结构中，仅在部件的表层发现膨胀掺合物，并且防火剂不再混合并入塑料的体积、质量、整体中。换句话说，根据本专利技术，发生从防火剂混合并入塑料的质量、整体中的“单块”、整体结构到通过功能化的表面的膨胀效应来给予塑料防火性质的变化。与现有技术中具有“单块”、整体结构的部件相比，这样的“芯-皮”结构给予根据本专利技术的部件一系列的优点。于是令人惊奇地观察到，根据本专利技术的具有“芯-皮”结构的部件具有优于那些具有“单块”、整体结构的部件的防火性质。这被下述实施例3证明。由于根据本专利技术的部件的防火性质根本上是由于膨胀表面皮层，因此不再需要在部件、基材的芯中引入防火添加剂，不再需要使用含有(在它们的体积中)防火剂并且特别是对环境和健康不利的卤化防本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种部件，包括由至少一种热塑性聚合物制成的基材，以及涂敷该基材的防火材料层，以使部件的外表面仅由所述防火材料构成，其中防火材料包括聚烯烃和聚酰胺的聚合物掺合物，以及非卤化防火化合物。

【技术特征摘要】
2011.09.05 FR 11578551.一种部件，包括由至少一种热塑性聚合物制成的基材，以及涂敷该基材的防火材料层，以使部件的外表面仅由所述防火材料构成，其中防火材料包括聚烯烃和聚酰胺的聚合物掺合物，以及非卤化防火化合物。2.根据权利要求1所述的部件，其中聚酰胺选自脂肪族聚酰胺，并且聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。3.根据前述任一项权利要求所述的部件，其中聚合物掺合物是聚烯烃和聚酰胺6的掺合物。4.根据权利要求1或2所述的部件，其中非卤化防火化合物选自多磷酸铵。5.根据权利要求1或2所述的部件，其中相对于构成防火层的防火材料的总质量，非卤化防火化合物占5％-40质量％。6.根据权利要求5所述的部件，其中相对于构成防火层的防火材料的总质量，非卤化防火化合物占10％-30质量％。7.根据权利要求1或2所述的部件，其中防火层进一步包括矿物填料，相对于构成防火层的防火材料的总质量，矿物填料占5％-30质量％。8.根据权利要求7所述的部件，其中所述矿物填料为玻璃纤维和/或玻璃珠。9.根据权利要求1或2所述的部件，其中防火层进一步包括矿物填料，相对于构成防火层的防火材料的总质量，矿物填料占8％-15质量％。10.根据权利要求1或2所述的部件，其中防火材料进一步包括至少一种对防火层的下述一种或多种性质进行改性的添加剂：外形美观、颜色、相对漏电起痕指数、层对抗老化的表面抗性、层的表面对化学物质的化学抗性、表面粗糙度...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·奥尔，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：