本發(fā)明涉及纖維增強(qiáng)塑料領(lǐng)域，尤其是涉及一種纖維增強(qiáng)的塑料電機(jī)殼及其成型工藝。
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。
公開號為CN102977567A的專利申請?zhí)岢鲆环N阻燃的不飽和聚酯模塑料，其是由以下重量份數(shù)的原料構(gòu)成：不飽和聚酯樹脂17.2～21.5份；低收縮添加劑12.2～14.3份；含雙鍵單體0.8～1.2份；引發(fā)劑0.3～0.65份；阻聚劑0.003～0.005份；增稠劑0.08～0.35份；填料60～80份；阻燃劑9.8～15份；金屬氧化物2～3份；脫模劑1.2～1.7份；增強(qiáng)纖維15～18份。上述塑料經(jīng)過測試，彎曲強(qiáng)度92MPa，沖擊強(qiáng)度32KJ/m2，電阻1×1013Ω，電氣強(qiáng)度12.0MV/m，介電損耗因數(shù)0.014。該塑料的電氣強(qiáng)度較低，若用于制造電機(jī)殼體，在某些極端條件下容易被擊穿，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)明提出了一種纖維增強(qiáng)的塑料電機(jī)殼及其成型工藝，通過在原料中加入玻璃纖維，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。
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：
一種纖維增強(qiáng)的塑料電機(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，木粉作為有機(jī)填充劑加入，可以提高塑料的強(qiáng)度和耐熱性能，并降低成本；進(jìn)一步的，為提高塑料電機(jī)殼的電絕緣性能，在原料中加入不超過10％的氫氧化鋰，進(jìn)一步優(yōu)選為4～8％，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。
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，所述的固化劑為六次甲基四胺。
本發(fā)明還公開了上述塑料電機(jī)殼的成型工藝，包括：
造粒：稱取所述的熱固性樹脂、無堿玻璃纖維、氫氧化鋰、木粉、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30～60℃模具內(nèi)成型。
本發(fā)明中，由于加入玻璃增強(qiáng)纖維，導(dǎo)致塑料的熔融指數(shù)降低，應(yīng)保持模具溫度在30～60℃，優(yōu)選為50～60℃，減少玻璃纖維和成型模具的接觸阻力，減少玻璃纖維和樹脂的速度差，從避免出現(xiàn)浮纖。
本發(fā)明通過在原料中加入玻璃纖維，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，并加入不超過10％的氫氧化鋰，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。
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)；
氫氧化鋰5份；木粉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、氫氧化鋰、木粉、分散劑、顏料、脫模劑和六次甲基四胺，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12.8KJ/m2，彎曲強(qiáng)度78.4MPa，拉伸強(qiáng)度22.6MPa，耐電弧178s，絕緣電阻6.6×1012；
電氣強(qiáng)度為20.3MV/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。
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)；
氫氧化鋰8份；木粉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、氫氧化鋰、木粉、分散劑、顏料、脫模劑和六次甲基四胺，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1.76g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度12.7KJ/m2，彎曲強(qiáng)度78.3MPa，拉伸強(qiáng)度22.7MPa，耐電弧178s，絕緣電阻6.6×1012；
電氣強(qiáng)度為23.6MV/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。
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35份，其中包括長度為10cm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)；
氫氧化鋰10份；木粉5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、氫氧化鋰、木粉、分散劑、顏料、脫模劑和六次甲基四胺，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12.4KJ/m2，彎曲強(qiáng)度78.1MPa，拉伸強(qiáng)度22.9MPa，耐電弧178s，絕緣電阻6.6×1012；
電氣強(qiáng)度為21.6MV/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。
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60份，其中包括酚醛樹脂45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)；
氫氧化鋰8份；木粉5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、氫氧化鋰、木粉、分散劑、顏料、脫模劑和六次甲基四胺，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1.82g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度13.2KJ/m2，彎曲強(qiáng)度76.3MPa，拉伸強(qiáng)度20.7MPa，耐電弧161s，絕緣電阻6.54×1012；
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。
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60份，其中包括酚醛樹脂50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1小時(shí)；
氫氧化鋰8份；木粉5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、氫氧化鋰、木粉、分散劑、顏料、脫模劑和六次甲基四胺，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1.83g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度15.2KJ/m2，彎曲強(qiáng)度81.3MPa，拉伸強(qiáng)度25.7MPa，耐電弧165s，絕緣電阻6.54×1012；
電氣強(qiáng)度為23.4MV/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。
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25份，長度為8mm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)；
氫氧化鋰8份；木粉5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、氫氧化鋰、木粉、分散劑、顏料、脫模劑和六次甲基四胺，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1.87g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度16.2KJ/m2，彎曲強(qiáng)度83.3MPa，拉伸強(qiáng)度26.9MPa，耐電弧163s，絕緣電阻6.54×1012；
電氣強(qiáng)度為23.3MV/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。
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47份，其中包括酚醛樹脂40份和聚酰亞胺樹脂7份；
無堿玻璃纖維33份，其中包括長度為5cm的長玻璃纖維27份，長度為10mm的短玻璃纖維6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)；
氫氧化鋰8份；木粉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、氫氧化鋰、木粉、分散劑、顏料、脫模劑和六次甲基四胺，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1.86g/cm3，簡支梁沖擊強(qiáng)度16.8KJ/m2，彎曲強(qiáng)度84.3MPa，拉伸強(qiáng)度27.5MPa，耐電弧163s，絕緣電阻6.54×1012；
電氣強(qiáng)度為22.9MV/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。
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)。