包括防火涂層的塑料部件及其生產方法技術

本發明專利技術涉及包括防火涂層的塑料部件及其生產方法。本發明專利技術涉及一種部件，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。本發明專利技術涉及一種通過雙重注射來制備所述部件的方法。

【技術實現步驟摘要】
包括防火涂層的塑料部件及其生產方法
本專利技術涉及包括防火涂層的塑料部件(part)。更具體地，本專利技術關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。本專利技術還關注生產這些部件的方法。根據本專利技術的部件尤其是用于電氣工業的部件。
技術介紹
塑料，或者更具體地熱塑性聚合物，用于許多工業部門并且特別是電氣工業中。塑料材料的多種應用中，必須在它們之中引入防火劑。因此，用于電氣裝置的塑料必須滿足嚴格的防火標準，例如，由特別在法國和歐洲使用的CEI的標準定義的標準。對于從絕熱材料制取的部分，使用的測試由用于成品的標準CEI60695-2-11來定義。設備連續運轉而不需要監控所要求的GWFI(灼熱絲可燃指數(GlowWireFlammabilityIndex))可燃性是850℃；如果設備必須耐得住更嚴苛的條件，那么所述要求達到960℃。對于與輸送電流的部分相接觸或保持它們在原位置的部分，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CEI標準60695-2-13，可能要求材料的可燃性。GWIT(灼熱絲起燃溫度(GlowWireIgnitionTemperature))值使材料的可燃性能被測量；要求最小GWIT值為775℃。美國存在相當的標準。最常用以及可商購的防火劑是鹵化防火劑。但是，鹵化防火劑對環境和健康不利：其持久性、生物蓄積和毒性的問題被報道并被非政府組織納入考慮；基于鹵化物質的這些方面，防火劑中的一些物質被引用在重大關注物質的目錄中。將來，將開始實行日益嚴厲的規則，并且將逐漸禁止基于鹵化化合物的防火劑。因此需要設計不含鹵素的防火部件來消除對健康和環境的憂慮。不是基于鹵化物質的防火劑特別地是多磷酸銨(ammomumpolyphosphate)和金屬氫氧化物。但這些非鹵化防火劑也具有缺點：例如，這些非鹵化防火劑可能削弱引入了它們的塑料的機械性能。它們也可能對用于成型塑料部件的設備造成腐蝕。在某些情況下它們的使用與成形部件所要求的溫度不協調。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)中來賦予防火性能；換句話說，防火劑分布在構成部件的整塊塑料中。可以說該部件定“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時的可回收性。實際上，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的廢塑料回收部門的情況下。于是，必須滿足嚴格的防火標準的用于電氣工業的大部分塑料部件是不可回收的，并且不能作為“環境友好”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(PCABS、FR)。其它主要阻燃工業聚合物例如是烯烴、聚碳酸酯(PC、FR)或聚酯(聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT、FR)也被關注。基于這樣塑料的部件屬于許多產品的范圍，例如，電源插頭、開關、電控箱(electricalcabinet)、配電箱(electricalbox)、安全照明、電傳感器、逆變器(inverter)、計時器、調光器(dimmer)、移動檢測器(movementdetector)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(intumescentpaint)，以及可以通過溶膠-凝膠技術合成的防火表面。可以制備這樣的(多)功能涂層的方法通常是冗長的和復雜的，經常涉及許多步驟，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”方法涂覆時冗長的固化。因此這些涂層的周期和最終花費高。此外，使用常規的涂覆方法通常難以涂覆小尺寸或中等尺寸的部件，例如開關、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，并且阻止由其導致的氣候變化，還希望使用具有低CO2排放的材料來制造這些部件。這些部件必須能夠由具有限定數目的步驟、簡單、可靠、廉價的方法來制造，使用的生產手段和設備簡單可靠，并且優選是常規的，實驗和檢測的手段和設備是已經存在的并且無需特殊投資。這些部件還必須可以是小尺寸和中等尺寸的部件。本專利技術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。本專利技術的目的還在于提供生產這樣的部件的方法，其格外滿足上述方法的需要和要求，并且特別是能夠生產小尺寸和中等尺寸的部件。本專利技術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，以及生產這些部件的方法，其中這樣的部件和該方法不具有現有技術中的部件和方法的缺陷、瑕疵、限制和缺點。專利技術詳述根據本專利技術，通過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成部件來滿足這個和其它目的，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。這樣的層能夠通過利用膨脹(intumescence)原理來賦予部件防火性質。當與熱接觸時，膨長涂層形成“碳皮(carbonmeringue)”使其與熱源隔離。根據本專利技術的部件具有特定的結構，其具有基材和該基材上的特定膨脹層。這個結構可歸為芯-皮(core-skin)結構。根據本專利技術，優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)的相容結合(compatibilisedcombination)獲得的聚合物母體，-基于多磷酸銨的化合物，-礦物增強劑，有利地使用玻璃，-以及顏料或染料，防火皮層被設置在基于從未被現有技術描述或建議的熱塑性聚合物的基材表面上。根據本專利技術的部件不含有被認為是持久性的、生物蓄積或毒性的化合物，并且特別的，該部件被認為完全不含鹵素。用專門用于電線的標準DINVDE0472(815)來類比氯和溴含量，以及氯和溴的總含量，其小于0.2％，并且氟含量小于0.1％。根據本專利技術的部件的優點基本上來自由特定膨脹皮層提供的極好的固有防火性質，即使這個層不合鹵化化合物。在根據本專利技術的部件中，在芯-皮結構中，僅在部件的表層發現膨脹摻合物，并且防火劑不再混合并入塑料的體積、質量、整體中。換句話說，根據本專利技術，發生從防火劑混合并入塑料的質量、整體中的“單塊”、整體結構到通過功能化的表面的膨脹效應來給予塑料防火性質的變化。與現有技術中具有“單塊”、整體結構的部件相比，這樣的“芯-皮”結構給予根據本專利技術的部件一系列的優點。于是令人驚奇地觀察到，根據本專利技術的具有“芯-皮”結構的部件具有優于那些具有“單塊”、整體結構的部件的防火性質。這被下述實施例3證明。由于根據本專利技術的部件的防火性質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環境和健康不利的鹵化防本文檔來自技高網...

【技術保護點】
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。

【技術特征摘要】
2011.09.05 FR 11578551.一種部件，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。2.根據權利要求1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.根據前述任一項權利要求所述的部件，其中聚合物摻合物是聚烯烴和聚酰胺6的摻合物。4.根據權利要求1或2所述的部件，其中非鹵化防火化合物選自多磷酸銨。5.根據權利要求1或2所述的部件，其中相對于構成防火層的防火材料的總質量，非鹵化防火化合物占5％-40質量％。6.根據權利要求5所述的部件，其中相對于構成防火層的防火材料的總質量，非鹵化防火化合物占10％-30質量％。7.根據權利要求1或2所述的部件，其中防火層進一步包括礦物填料，相對于構成防火層的防火材料的總質量，礦物填料占5％-30質量％。8.根據權利要求7所述的部件，其中所述礦物填料為玻璃纖維和/或玻璃珠。9.根據權利要求1或2所述的部件，其中防火層進一步包括礦物填料，相對于構成防火層的防火材料的總質量，礦物填料占8％-15質量％。10.根據權利要求1或2所述的部件，其中防火材料進一步包括至少一種對防火層的下述一種或多種性質進行改性的添加劑：外形美觀、顏色、相對漏電起痕指數、層對抗老化的表面抗性、層的表面對化學物質的化學抗性、表面粗糙度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·奧爾，
申請(專利權)人：施耐德電器工業公司，
類型：發明
國別省市：