專利名稱：包括防火涂層的塑料部件及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括防火涂層的塑料部件(part)。
更具體地，本發(fā)明關(guān)注包括被防火層涂覆的基于熱塑性聚合物母體(matrix)的基材的部件。
本發(fā)明還關(guān)注生產(chǎn)這些部件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的部件尤其是用于電氣工業(yè)的部件。
背景技術(shù)：
塑料，或者更具體地?zé)崴苄跃酆衔?，用于許多工業(yè)部門(mén)并且特別是電氣工業(yè)中。
塑料材料的多種應(yīng)用中，必須在它們之中弓丨入防火劑。
因此，用于電氣裝置的塑料必須滿足嚴(yán)格的防火標(biāo)準(zhǔn)，例如，由特別在法國(guó)和歐洲使用的CEI的標(biāo)準(zhǔn)定義的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于從絕熱材料制取的部分，使用的測(cè)試由用于成品的標(biāo)準(zhǔn) CEI60695-2-11 來(lái)定義。
設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不需要監(jiān)控所要求的GWFI (灼熱絲可燃指數(shù)(Glow Wire FlammabilityIndex))可燃性是850°C ;如果設(shè)備必須耐得住更嚴(yán)苛的條件,那么所述要求達(dá)到960°C。對(duì)于與輸送電流的部分相接觸或保持它們?cè)谠恢玫牟糠?，以及不保持輸送電流的部分在原位置的套和蓋，這兩者都要求這些GWFI值。
此外，根據(jù)CEI標(biāo)準(zhǔn)60695-2-13，可能要求材料的可燃性。GWIT (灼熱絲起燃溫度(Glow Wire Ignition Temperature))值使材料的可燃性能被測(cè)量；要求最小GWIT值為 775。。。
美國(guó)存在相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。
最常用以及可商購(gòu)的防火劑是鹵化防火劑。但是，鹵化防火劑對(duì)環(huán)境和健康不利 其持久性、生物蓄積和毒性的問(wèn)題被報(bào)道并被非政府組織納入考慮；基于鹵化物質(zhì)的這些方面，防火劑中的一些物質(zhì)被引用在重大關(guān)注物質(zhì)的目錄中。
將來(lái)，將開(kāi)始實(shí)行日益嚴(yán)厲的規(guī)則，并且將逐漸禁止基于鹵化化合物的防火劑。因此需要設(shè)計(jì)不含鹵素的防火部件來(lái)消除對(duì)健康和環(huán)境的憂慮。
不是基于鹵化物質(zhì)的防火劑特別地是多磷酸銨(ammomum polyphosphate)和金屬氫氧化物。但這些非鹵化防火劑也具有缺點(diǎn)例如，這些非鹵化防火劑可能削弱引入了它們的塑料的機(jī)械性能。它們也可能對(duì)用于成型塑料部件的設(shè)備造成腐蝕。在某些情況下它們的使用與成形部件所要求的溫度不協(xié)調(diào)。
此外，防火劑，特別是鹵化防火劑通常存在于塑料部件的體積(全部體積)中來(lái)賦予防火性能；換句話說(shuō)，防火劑分布在構(gòu)成部件的整塊塑料中?？梢哉f(shuō)該部件定“單塊”、整體的、部件。
整塊塑料中存在的防火劑，特別是鹵化防火劑，可能損害塑料部件在它們的使用壽命的終點(diǎn)時(shí)的可回收性。
實(shí)際上，許多塑料回收者不接受含有疑似有毒的添加劑的塑料部件。這些化合物，被認(rèn)為是待回收塑料的污染物，阻止它們的再利用，甚至是在用于能量生產(chǎn)的廢塑料回收部門(mén)的情況下。
于是，必須滿足嚴(yán)格的防火標(biāo)準(zhǔn)的用于電氣工業(yè)的大部分塑料部件是不可回收的，并且不能作為“環(huán)境友好”的部件。
FR(阻燃)塑料的家族特別包含基于苯乙烯聚合物的塑料，例如，聚苯乙烯(PS， FR)和高抗沖聚苯乙烯或HIPS、FR、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS、FR)、以及聚碳酸酯和ABS的摻合物(PC ABS、FR)。其它主要阻燃工業(yè)聚合物例如是烯烴、聚碳酸酯(PC、FR) 或聚酯(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯PBT、FR)也被關(guān)注。
基于這樣塑料的部件屬于許多產(chǎn)品的范圍，例如，電源插頭、開(kāi)關(guān)、電控箱(electrical cabinet)、配電箱(electrical box)、安全照明、電傳感器、逆變器 (inverter)、計(jì)時(shí)器、調(diào)光器(dimmer)、移動(dòng)檢測(cè)器(movement detector)等等。
功能涂層也是已知的，例如，能夠給予塑料部件許多性能，功能和特別是防火性能的涂料。
功能涂層特別包含事先等離子處理后施用的膨脹油漆(intumescent paint),以及可以通過(guò)溶膠-凝膠技術(shù)合成的防火表面。
可以制備這樣的(多)功能涂層的方法通常是冗長(zhǎng)的和復(fù)雜的，經(jīng)常涉及許多步驟，例如在油漆的情況下，特別是干燥的步驟，或又是例如在使用“溶膠-凝膠”方法涂覆時(shí)冗長(zhǎng)的固化。因此這些涂層的周期和最終花費(fèi)高。
此外，使用常規(guī)的涂覆方法通常難以涂覆小尺寸或中等尺寸的部件，例如開(kāi)關(guān)、盒 (case)、箱(box)、架(stand)或插頭。
綜上所述，因此需要基于具有防火性能并且不含鹵化防火劑的熱塑性聚合物的部件。
還需要基于能夠容易地被回收且被回收部門(mén)接受的，并具有改善防火性能的熱塑性聚合物的部件。
為了幫助減少溫室效應(yīng)，并且阻止由其導(dǎo)致的氣候變化，還希望使用具有低CO2排放的材料來(lái)制造這些部件。
這些部件必須能夠由具有限定數(shù)目的步驟、簡(jiǎn)單、可靠、廉價(jià)的方法來(lái)制造，使用的生產(chǎn)手段和設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，并且優(yōu)選是常規(guī)的，實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)的手段和設(shè)備是已經(jīng)存在的并且無(wú)需特殊投資。
這些部件還必須可以是小尺寸和中等尺寸的部件。
本發(fā)明的目的在于提供基于格外滿足上述需要和要求的防火熱塑性聚合物的部件。
本發(fā)明的目的還在于提供生產(chǎn)這樣的部件的方法，其格外滿足上述方法的需要和要求，并且特別是能夠生產(chǎn)小尺寸和中等尺寸的部件。
本發(fā)明的目的還在于提供基于具有防火性能的熱塑性聚合物的部件，以及生產(chǎn)這些部件的方法，其中這樣的部件和該方法不具有現(xiàn)有技術(shù)中的部件和方法的缺陷、瑕疵、限制和缺點(diǎn)。
發(fā)明詳述
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)包括由至少一種熱塑性聚合物制造的基材，以及涂覆在基材上的防火材料層使得該部件的外(外部的)表面僅由所述防火材料構(gòu)成部件來(lái)滿足這個(gè)和其它目的，其中，防火材料包括聚烯烴和聚酰胺的摻合物、以及非鹵化防火化合物。
這樣的層能夠通過(guò)利用膨脹(intumescence)原理來(lái)賦予部件防火性質(zhì)。
當(dāng)與熱接觸時(shí)，膨長(zhǎng)涂層形成“碳皮(carbonmeringue) ”使其與熱源隔離。
根據(jù)本發(fā)明的部件具有特定的結(jié)構(gòu)，其具有基材和該基材上的特定膨脹層。這個(gè)結(jié)構(gòu)可歸為芯-皮(core-skin)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的部件中的防火皮層基于特定成分的摻合物，其含有
-由基于聚烯烴和聚酰胺(有利的聚酰胺6)的相容結(jié)合(compatibilised combination)獲得的聚合物母體，
-基于多磷酸銨的化合物，
-礦物增強(qiáng)劑，有利地使用玻璃，
-以及顏料或染料，
防火皮層被設(shè)置在基于從未被現(xiàn)有技術(shù)描述或建議的熱塑性聚合物的基材表面上。
根據(jù)本發(fā)明的部件不含有被認(rèn)為是持久性的、生物蓄積或毒性的化合物，并且特別的，該部件被認(rèn)為完全不含鹵素。用專門(mén)用于電線的標(biāo)準(zhǔn)DIN VDE0472(815)來(lái)類比氯和溴含量，以及氯和溴的總含量，其小于0. 2 %，并且氟含量小于0. I %。
根據(jù)本發(fā)明的部件的優(yōu)點(diǎn)基本上來(lái)自由特定膨脹皮層提供的極好的固有防火性質(zhì)，即使這個(gè)層不合鹵化化合物。
在根據(jù)本發(fā)明的部件中，在芯-皮結(jié)構(gòu)中，僅在部件的表層發(fā)現(xiàn)膨脹摻合物，并且防火劑不再混合并入塑料的體積、質(zhì)量、整體中。
換句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，發(fā)生從防火劑混合并入塑料的質(zhì)量、整體中的“單塊”、整體結(jié)構(gòu)到通過(guò)功能化的表面的膨脹效應(yīng)來(lái)給予塑料防火性質(zhì)的變化。
與現(xiàn)有技術(shù)中具有“單塊”、整體結(jié)構(gòu)的部件相比，這樣的“芯-皮”結(jié)構(gòu)給予根據(jù)本發(fā)明的部件一系列的優(yōu)點(diǎn)。于是令人驚奇地觀察到，根據(jù)本發(fā)明的具有“芯-皮”結(jié)構(gòu)的部件具有優(yōu)于那些具有“單塊”、整體結(jié)構(gòu)的部件的防火性質(zhì)。這被下述實(shí)施例3證明。
由于根據(jù)本發(fā)明的部件的防火性質(zhì)根本上是由于膨脹表面皮層，因此不再需要在部件、基材的芯中引入防火添加劑，不再需要使用含有(在它們的體積中)防火劑并且特別是對(duì)環(huán)境和健康不利的鹵化防火劑的塑料。
根據(jù)本發(fā)明的具有“芯-皮”結(jié)構(gòu)的部件還具有可回收性，這非常明顯地優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中具有單塊結(jié)構(gòu)的部件。
通過(guò)選擇使用根據(jù)本發(fā)明的“芯-皮”結(jié)構(gòu)，防火添加劑不再使用鹵素類物質(zhì)，此外提供防火性的化合物位于表面，于是上述提到的問(wèn)題被解決。根據(jù)需要，如果防火層太厚，如果必要的話可以在使用壽命的終點(diǎn)除去它，例如通過(guò)摩擦(砂磨)，如已經(jīng)在特定油漆的情況中進(jìn)行的那樣。
總的來(lái)說(shuō)，在它們壽命的終點(diǎn)對(duì)塑料部件的處理大為改善。
有利地，聚酰胺選自脂肪族聚酰胺，例如聚酰胺6，并且聚烯烴選自聚乙烯和聚丙烯。
有利地，聚合物摻合物是聚烯烴和聚酰胺6的摻合物。
這樣的聚合物摻合物可得自ARKEMA 公司的ORGALLOY 。
有利地，選擇具有ORGALLOY RS6010牌號(hào)的混合物(alloy)。
有利地，非鹵化防火劑化合物選自多磷酸銨，并且它有利地以5%至40質(zhì)量％存在于構(gòu)成防火層(皮層)的防火材料的全部質(zhì)量中，優(yōu)選以10%至30質(zhì)量％存在于構(gòu)成防火層(皮層)的防火材料的全部質(zhì)量中。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的部件的防火層暴露于火中時(shí)，將作為膨脹表面。
實(shí)際上，火通常是三個(gè)因素的結(jié)合，即可燃的固體、液體或氣體燃料，通常是氧氣的助燃物，以及可以是例如高溫、火焰或短路的點(diǎn)火源。如果這三個(gè)因素的一個(gè)不存在，火就不會(huì)開(kāi)始或被熄滅。
在它的最早階段，即在與可燃的氣體燃料的放出一起的熱降解期間，膨脹體系中斷了塑料自身的持續(xù)燃燒。
膨脹過(guò)程源自當(dāng)前燃燒的聚合物的表面上的燒焦、起泡、擴(kuò)充膨脹的綜合。得到的泡沫多孔燒焦層能夠在熱流或火焰下保護(hù)其下方的材料；它同時(shí)作為物理阻隔，減慢氣體和凝結(jié)相之間的傳質(zhì)和傳熱。
根據(jù)本發(fā)明的部件的防火層是由特定材料制成的，該特定材料除了其它材料包含基于聚酰胺和聚烯烴的結(jié)合形式、混合物的特定聚合物摻合物(polymer blend)。
在這個(gè)摻合物中，聚酰胺，例如PA6作為碳源，并且引發(fā)膨脹現(xiàn)象(作為成炭劑，也稱為黑化劑)。根據(jù)需要，為了調(diào)節(jié)阻燃性、點(diǎn)燃閥值(ignifugation threshold)，聚酰胺 /聚烯烴比例是可用的參數(shù)。
防火層進(jìn)一步包含非鹵化防火化合物作為基本成分。
根據(jù)本發(fā)明的防火層的膨脹性質(zhì)是由于可以歸為上述特定聚合物摻合物與這種防火化合物的協(xié)同綜合效應(yīng)。
當(dāng)非鹵化防火化合物是多磷酸銨時(shí)，這些綜合效應(yīng)特別顯著。
這些化合物可得自CLARIANT 公司的 EXOLIT AP 422 、EXOLIT AP 423 、 EXOLIT AP 462 、EXOLIT AP 740 和EXOLIT AP 742 ;其它可以使用的化合物例如由 Budenheim .公司出售的產(chǎn)品FR CR0S484。
EXOLIT AP 422 是一個(gè)優(yōu)選的產(chǎn)品。其是純的多磷酸銨，具有細(xì)顆粒，特別的平均粒徑d5(l為約15 μ m。
諸如EX0LITAP 422 的多磷酸鹽具有雙重作用
-作為連續(xù)的酸源，它們對(duì)碳骨架、主鏈，交聯(lián)有貢獻(xiàn)；
-作為起泡劑，由于在它們的燃燒過(guò)程中釋放、發(fā)出氨氣，它們對(duì)擴(kuò)充、膨脹、起泡有貢獻(xiàn)。
于是，通過(guò)結(jié)合諸如ORGALLOY 型摻合物的聚合物摻合物與諸如 EX0LITAP422 的多磷酸銨，獲得非線性防火效果(參見(jiàn)下述實(shí)施例1，表I)。
術(shù)語(yǔ)非線性防火效果應(yīng)當(dāng)理解為，如果測(cè)量與ORGALLOY .摻合的AP 422的含量的影響，觀察到“GWIT”值不隨著AP422的含量線性增加。相似地，觀察到“GWFI”值不隨著摻合物中的AP 422的含量線性增加(參見(jiàn)實(shí)施例I和附圖)。
有利地，防火材料進(jìn)一步包含礦物填料，例如玻璃纖維和/或玻璃珠，相對(duì)于構(gòu)成聚合物層(皮層)的防火材料的總重量，其存在量為5%至30質(zhì)量％，并且優(yōu)選8%至質(zhì)量％。諸如玻璃纖維和/或玻璃珠的礦物填料的引入能夠使皮層的抗性改善，并且針對(duì)諸如CEI標(biāo)準(zhǔn)60695-2-13的可燃性測(cè)試(GWIT)過(guò)程中使用加熱灼熱絲對(duì)防火層的任何穿刺提供阻力。在這些測(cè)試過(guò)程中，礦物填料，特別是玻璃纖維和/或玻璃珠，實(shí)際上使灼熱絲的穿透變得緩慢。
在防火測(cè)試過(guò)程中，礦物填料，例如玻璃纖維和/或玻璃珠的量影響加熱灼熱絲的穿透深度。
當(dāng)?shù)V物填料由玻璃纖維構(gòu)成時(shí)，還可以使用包含30質(zhì)量％玻璃纖維的聚烯烴和聚酰胺6的聚合物摻合物，這可以從ARKEMA 公司的0RGALL0YRS 6030 相應(yīng)的獲得。
有利地，防火材料進(jìn)一步包括至少一種改性層的下述性質(zhì)中的一種或多種性質(zhì)的添加劑外形美觀(aesthetic appearance)、顏色、相對(duì)漏電起痕指數(shù)((comparative tracking index) CTI)、層對(duì)抗老化的表面抗性(例如抗紫外線劑)，層的表面對(duì)諸如橄欖油的化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)抗性、表面粗糙度、阻濕性(moisture barrier effect)、水分吸收抗性和耐磨性。
當(dāng)然，這些添加劑必須與層的其它成分(特別是聚合物摻合物)相容。
有利地，摻合物中的一種選自染料或顏料。如果基材或芯具有不適合于部件的顏色，特別地將染料(著色劑)或顏料引入防火層；這尤其發(fā)生在當(dāng)基材或芯是來(lái)自回收的聚合物時(shí)；通常的暗色可以要求使用氧化鈦(TiO2),例如在構(gòu)成層的摻合物中使用I至5質(zhì)量份，來(lái)產(chǎn)生白色的成品。
可以通過(guò)使用玻璃珠來(lái)增加抗刮性，為了獲得與聚合物母體滿意的相容，可以使玻璃珠硅烷化。
另外，由于在皮層提供顏色和外觀，構(gòu)成基材的材料的供應(yīng)可以合理化單級(jí)就足夠，因?yàn)樯婕邦伾娜魏纹羁梢杂善犹峁?br> 為了滿足根據(jù)防火標(biāo)準(zhǔn)確定的條件，防火層將涂覆基材的全部，S卩，基材的所有表面被防火層涂覆。這種摻合可以容易地變換，其是耐化學(xué)物質(zhì)的，并且具有極好的尺寸穩(wěn)定性。
有利地,防火層的厚度大于或等于O. 2mm,并且優(yōu)選O. 3至O. 8mm。
成品決定芯的厚度。
這個(gè)厚度通常是I至2mm,并且可以高達(dá)3mm。
有利地，塑料材料、熱塑性聚合物形成的基材不含鹵化化合物,并且根據(jù)本發(fā)明的部件不含鹵素，因此適合回收利用。
基材或芯的熱塑性聚合物(構(gòu)成有機(jī)母體)可以是“新的”新鮮的(原始的)聚合物，或者來(lái)自回收；它可以是部分回收的(“原始的”和回收的摻合物)，或者全部是回收的。
芯的熱塑性聚合物還可包含來(lái)自生物來(lái)源的聚合物(也稱作生物聚合物)作為主要物質(zhì)或全部為來(lái)自生物來(lái)源的聚合物，來(lái)自生物來(lái)源的聚合物即全部來(lái)自生命有機(jī)體， 通常是植物有機(jī)體的聚合物，或者從可再生資源，通常是植物，合成的聚合物。
有利地，構(gòu)成基材或芯塑料的母體的熱塑性聚合物包括以質(zhì)量計(jì)大量的至少一種生物聚合物和/或至少一種來(lái)自回收的聚合物；該熱塑性聚合物優(yōu)選由至少一種生物聚合物和/或至少一種來(lái)自回收的聚合物構(gòu)成。
在這方面，該部件可歸為“環(huán)境友好”的部件，因?yàn)槔镁酆衔锘蚓酆衔锏膿胶衔?來(lái)制造基材減少對(duì)將枯竭的化石資源(油)的需求。另外，在芯中使用回收塑料是降低這 種基材或芯，以及尤其制造的成品的價(jià)格的手段。
有利地，熱塑性聚合物選自聚烯烴，聚酰胺及其摻合物。
在聚烯烴中，PP(聚丙烯)的使用是有利的，特別當(dāng)它是原始的、新鮮、“高抗沖”P(pán)P 或來(lái)自回收的PP。
在聚酰胺中，以原始品級(jí)，或后-工業(yè)回收品級(jí)使用的PA6被證明是合適的。
熱塑性聚合物優(yōu)選由聚烯烴和聚酰胺的摻合物構(gòu)成，其中的成分與形成防火層的 聚烯烴/聚酰胺摻合物是接近的特別是化學(xué)方面是接近的或是相同的。
通過(guò)使用這樣的基材，在芯和皮之間將有利地獲得滿意的相容性。由此皮到芯的 粘附將是最佳的。
還優(yōu)選，熱塑性聚合物由來(lái)自回收的聚烯烴和聚酰胺構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，部件優(yōu)選是小尺寸到中等尺寸的部件，它的最大尺寸小于30cm，可以 容易地制造。同樣地，根據(jù)本發(fā)明的部件可具有復(fù)雜的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的部件可以是箱、盒、套、電氣裝置或多個(gè)電氣裝置的外殼，例如電源 插頭、電器插座、開(kāi)關(guān)、電控箱、外殼、配電箱、安全照明裝置、電傳感器、逆變器、計(jì)時(shí)器、調(diào) 光器或運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器。
但是，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的部件的“芯-皮”結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，特別關(guān)注配電箱外殼。實(shí)際上， 這些箱的壁厚度足夠大，因此根據(jù)本發(fā)明在芯上上涂覆皮層，并且不是由均勻的材料制造 “單塊”、整體部件的事實(shí)，使這些箱弓丨起人們最大的興趣。
另外，箱不是暴露在較大的介電壓力(dielectric stress)下。最后,箱對(duì)于鹵化 阻燃應(yīng)用的需求也很大。
根據(jù)本發(fā)明的部件可以通過(guò)各種方法使用各種塑料科技來(lái)制造，例如二次成 型(overmoulding)。但是,制造根據(jù)本發(fā)明的部件的優(yōu)選方法是使用多材料注射技術(shù), 并且特別是夾芯注射(sandwich injection),或模具中內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的兩種材料的順序注射 (sequential injection)。
本發(fā)明也涉及生產(chǎn)如上所述部件的方法,其中使用雙重注射(bi-injection)(多 材料注射)技術(shù)來(lái)使由熱塑性聚合物制造的基材的所有表面被包括聚烯烴和聚酰胺的摻 合物，以及非鹵化防火化合物的防火層涂覆。
這種防火層具有第一由聚烯烴和聚酰胺摻合物提供的，以及第二由非鹵化防火化 合物，例如多磷酸銨提供的膨脹性質(zhì)。
該雙重注射(多材料注射)方法可以是，例如，插入二次成型(insert overmoulding)方法。也可使用夾芯注射方法，或使用兩種材料的順序注射技術(shù)的方法。
這種方法，很合適制造小尺寸到中等尺寸的部件，是可靠的并且實(shí)質(zhì)上僅涉及單 個(gè)步驟，之后即獲得該部件，而無(wú)需使用其它處理。因此，保證該方法所需要的時(shí)間以及它 的復(fù)雜性、以及其成本顯著減小。
特別的，根據(jù)本發(fā)明的方法不需要塑料專業(yè)人員進(jìn)行特別沉重的投資。實(shí)際上，雙 重注射(多材料注射)方法被各種工業(yè)部門(mén)使用，并且它使用常規(guī)的設(shè)備；使用這個(gè)方法的 工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)存在，特別是在汽車工業(yè)。也可以通過(guò)添加第二注射單元來(lái)改造標(biāo)準(zhǔn)注射擠壓。
因此，根據(jù)本發(fā)明的方法可通過(guò)本領(lǐng)域公知的改變與存在的用于塑料成型的生 產(chǎn)設(shè)備相適應(yīng)?？梢哉J(rèn)為多材料注射(雙重注射)方法是制備根據(jù)本發(fā)明的部件的特殊 “芯-皮”結(jié)構(gòu)的最經(jīng)濟(jì)的解決方法。
如前所述，回收塑料的使用也是降低根據(jù)本發(fā)明的部件的芯的價(jià)格的手段。
根據(jù)本發(fā)明的方法基于塑料技術(shù)領(lǐng)域的三個(gè)操作和能力，SP
-塑料配方定義部件的皮的組成，其中皮可以是多功能的(multi-functional), 以使它具有防火性，以及其它可能的性質(zhì)，例如色彩，著色或屏蔽性質(zhì)，特別是對(duì)濕氣的屏 蔽。為此，皮包含高效率的防火摻合物，以及任選的其它相容的添加劑或填料來(lái)給予皮期望 的性質(zhì)。
-擠出用于制備皮的熱塑性顆粒的制造，其中皮可以是多功能的；
-成型例如，插入二次成型方法可以是好的方法，或任選夾芯注射方法，或者使 用兩種材料的順序注射技術(shù)的方法。
本發(fā)明的其它效果和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀下述詳細(xì)描述后更好理解，下述詳細(xì)描述僅給 作闡述，和非限制性的，其中特別描述了本發(fā)明具體的實(shí)施方式，以實(shí)施例的方式特別描述 了根據(jù)本發(fā)明的部件以及不依照本發(fā)明的部件，并且給出了對(duì)這些部件進(jìn)行的耐火測(cè)試的結(jié)果。
該說(shuō)明參考僅作為插圖而不是限制的附圖而進(jìn)行。


該附圖是給出根據(jù)本發(fā)明防火材料即膨脹摻合物的GWIT值(柱B，C，D)和GWIF 值(柱F，G，H)的柱形圖，該材料通過(guò)結(jié)合由ARKEMA 公司提供的ORGALLOY RS 6010 的聚合物混合物組合與非鹵化防火劑而獲得，相對(duì)于防火材料的總質(zhì)量非鹵化防火劑分別 為10質(zhì)量％ (柱B，的、20質(zhì)量％ (柱C，G)或30質(zhì)量％ (柱D，H)，所述非鹵化防火劑是 多磷酸銨，由CLARIANT 公司提供的商品AP 422 EX0LIT。
為了對(duì)比，測(cè)試了第四個(gè)樣品，其由純ORGALLOY RS 6010 構(gòu)成，而沒(méi)有加入防火 劑 EXOLIT AP 422 丨(柱 A，E)。具體實(shí)施方式

在下面，描述了根據(jù)本發(fā)明的部件的制造，其中使用多材料注射(雙重注射)技 術(shù)，應(yīng)當(dāng)理解，其僅是用于根據(jù)本發(fā)明的部件的制造的優(yōu)選技術(shù)，也可以使用其它技術(shù)。
第一個(gè)步驟是制備顆粒，其組成與上述根據(jù)本發(fā)明的防火層的組成相同。因此，這 些顆粒包含聚烯烴和聚酰胺的聚合物摻合物、不使用鹵化物質(zhì)的基于多磷酸銨的化合物以 及任選地，至少一種添加劑和/或至少一種填料，例如玻璃纖維和/或玻璃珠。
通過(guò)從進(jìn)料斗將各種上述列出的用于形成顆粒的成分進(jìn)料到擠出機(jī)來(lái)制備這些 顆粒。然后，獲得的擠出物經(jīng)過(guò)冷卻，并且經(jīng)歷造粒、粒化操作而獲得通常是圓柱形和通常 是標(biāo)準(zhǔn)尺寸(平均直徑2mm，和平均高度2至5mm)的顆粒。
然后，具有芯-皮結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的部件通過(guò)多材料注射(雙重注射)來(lái)制備， 例如在使用“夾芯”注射的機(jī)器中。
這是具有兩個(gè)塑煉單元和旋轉(zhuǎn)閥體系的注射，其中該旋轉(zhuǎn)閥體系輸送構(gòu)成芯的材料流，然后輸送構(gòu)成皮的材料流。通過(guò)分布器單元來(lái)提供對(duì)物流在注射點(diǎn)的控制。著重注意該循環(huán)的最后一個(gè)操作，皮材料的注射，其目的是，首先，排干螺桿來(lái)為下次注射、操作做準(zhǔn)備，以及其次在相應(yīng)的注射點(diǎn)使該區(qū)域涂覆皮層。
更特別的，從進(jìn)料斗向多材料注射(雙重注射)機(jī)器的一個(gè)螺桿進(jìn)料如上所述用于形成防火層(皮層)的顆粒，同時(shí)，從進(jìn)料斗向其它螺桿進(jìn)料用于形成部件芯的聚合物或聚合物摻合物。
用于形成皮的材料和用于形成芯的材料通過(guò)噴嘴中的孔道輸送，其連續(xù)地注射用于形成芯的材料和用于形成皮的材料到模具中，模具的形狀設(shè)計(jì)成希望生產(chǎn)的部件的形狀。
通過(guò)這個(gè)方法獲得具有希望的芯-皮結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的部件。
下面將參照解釋性而不是限制性的下述實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。
實(shí)施例
實(shí)施例I
在這個(gè)測(cè)試中，其目的是描述構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的部件的表皮的混合物的固有性質(zhì)，比較不同組成的防火性質(zhì)在一系列50X50X3mm的測(cè)試樣品上進(jìn)行灼熱絲測(cè)試 (glow-wire test)。
三個(gè)測(cè)試樣品由符合根據(jù)本發(fā)明的膨脹摻合物的防火材料制成，其通過(guò)結(jié)合由 ARKEMA 公司提供的ORGALLOY RS6010 的聚合物混合物與非鹵化防火劑的組合而獲得，相對(duì)于防火材料的總質(zhì)量，非鹵化防火劑的含量分別為10%、20%或30質(zhì)量％，非鹵化防火劑為多磷酸銨，是CLARIANT 公司提供的商品AP 422 EX0LIT。
為了對(duì)比，測(cè)試了第四個(gè)樣品，其由純ORGALLOY RS 6010 構(gòu)成，而沒(méi)有加入防火劑 EXOLIT AP 422 。
根據(jù)CEI標(biāo)準(zhǔn)60695-2-11來(lái)進(jìn)行測(cè)試。這些測(cè)試獲得的主要結(jié)果示于下述表I 中，以及附圖中
表I
權(quán)利要求
1.一種部件，包括由至少一種熱塑性聚合物制成的基材，以及涂敷該基材的防火材料層，以使部件的外表面僅由所述防火材料構(gòu)成，其中防火材料包括聚烯烴和聚酰胺的聚合物摻合物，以及非齒化防火化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的部件，其中聚酰胺選自脂肪族聚酰胺，并且聚烯烴選自聚乙烯和聚丙烯。
3.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中聚合物摻合物是聚烯烴和聚酰胺6的摻合物。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中非鹵化防火化合物選自多磷酸銨。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中相對(duì)于構(gòu)成防火層的防火材料的總質(zhì)量，非鹵化防火化合物占5% -40質(zhì)量％，優(yōu)選10% -30質(zhì)量％。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中防火層進(jìn)一步包括礦物填料，例如玻璃纖維和/或玻璃珠，相對(duì)于構(gòu)成防火層的防火材料的總質(zhì)量，礦物填料占5% -30質(zhì)量％，優(yōu)選8% -15質(zhì)量％。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中防火材料進(jìn)一步包括至少一種對(duì)防火層的下述一種或多種性質(zhì)進(jìn)行改性的添加劑外形美觀、顏色、相對(duì)漏電起痕指數(shù)、層對(duì)抗老化的表面抗性、層的表面對(duì)諸如橄欖油的化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)抗性、表面粗糙度、阻濕性、水分吸收抗性和耐磨性。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中防火層厚度大于0.2mm，優(yōu)選厚度為0.3-0. 8mm。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中熱塑性聚合物包括以質(zhì)量計(jì)大量的至少一種生物聚合物和/或至少一種來(lái)自回收的聚合物；優(yōu)選該熱塑性聚合物由至少一種生物聚合物和/或至少一種來(lái)自回收的聚合物構(gòu)成。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中熱塑性聚合物選自聚烯烴、聚酰胺及其摻合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的部件，其中熱塑性聚合物由聚烯烴和聚酰胺的摻合物構(gòu)成，熱塑性聚合物的組成與形成防火層的聚烯烴和聚酰胺摻合物接近或者相同。
12.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其中部件的最大尺寸小于30cm。
13.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的部件，其是電氣裝置或多個(gè)電氣裝置的箱、盒、套子、夕卜殼，例如電源插頭、插座、開(kāi)關(guān)、電控箱、外殼、配電箱、安全照明裝置、電傳感器、逆變器、計(jì)時(shí)器、調(diào)光器、或運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器。
14.生產(chǎn)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述部件的方法，其中通過(guò)雙重注射方法，用包括聚烯烴和聚酰胺的摻合物，以及非鹵化防火化合物的防火層涂敷由熱塑性聚合物制成的基材的所有表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中注射方法使用兩種材料的插入二次成型，或夾芯注射，或順序注射技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括防火涂層的塑料部件及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明涉及一種部件，包括由至少一種熱塑性聚合物制成的基材，以及涂敷該基材的防火材料層，以使部件的外表面僅由所述防火材料構(gòu)成，其中防火材料包括聚烯烴和聚酰胺的聚合物摻合物，以及非鹵化防火化合物。這種部件特別是電氣裝置的盒、箱或套。本發(fā)明涉及一種通過(guò)雙重注射來(lái)制備所述部件的方法。
文檔編號(hào)B32B27/08GK102975445SQ2012104009
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者B·奧爾 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司