[发明专利]一种低压电器用导热、阻燃聚酰胺组合物及其应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种低压电器用导热、阻燃聚酰胺组合物，按重量份计，包括：聚酰胺20~80；MCA 4~20；增强填料0~30；其他助剂0.1~10；非晶态二氧化硅粉15~40；所述非晶态二氧化硅粉的尺寸为1~30μm，其中二氧化硅含量≥99.5%。本申请配方导热系数可达0.5W/m·K以上，更有利于通过GB10963.1‑2005/IEC60898‑1:2002标准的温升测试，也满足密闭环境中制件散热需求，提高制件及其周围部件的使用寿命，尤其适用于5G基站配套机房的建设上。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有导热性能的低压电器用聚酰胺组合材料。

背景技术

低压电器的外壳因安全性要求，需要采用绝缘材料，并对材料进行阻燃改性。国家标准GB10963.1-2005《电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分》的9.15条款—耐异常发热和耐燃中明确规定了用绝缘材料制成的不同外部部件的阻燃性能要求：对断路器中把载流部件和保护电路部件保持在其位置上所必需的绝缘材料外部部件，需通过960℃灼热丝试验（即按照GB/T5169.10-1997标准进行试验，在960℃的灼热丝移开后，试品上的火焰和辉光须在30s内自行熄灭或没有可见的火焰，也没有持续的辉光）。

低压电器领域中的微型断路器（简称：MCB）要求灼热丝燃烧指数（GWFI）在满足样条厚度1.2mm时，为960℃及以上。随着制件空间要求越来越高，制件小型化、薄壁化趋势对阻燃性能要求越来越高，如原来1.2mm也能满足需求，但现在需要满足0.8mm的需求。随着制件小型化程度越来越高，对材料的导热性能也有一定需求。

例如，MCB断路器一般是装配在配电箱中使用，现在配电箱很多情况安装在楼宇、车库等建筑的地下室等地点，环境较为封闭，而断路器在正常使用时有电流通过，会产生热量，如果热量积聚过多未及时散发出去，断路器的内部塑料部件势必长期经受高温影响，整体的使用寿命及安全会大幅降低；尤其在5G基站配套机房的建设上，由于5G传输速度成倍提升，5G基站将处理海量数据，因此，在5G时代，基站的计算功耗将大幅提升，5G设备的热耗也大幅增加，实际机房制冷负载功率可能显著提升，也会增加负载端对低压电器的需求，一方面是带来主回路断路器等器件规格的增加，另一方面，如果断路器外部壳体材料散热效果好，设备降温速率提升，也会对设备的热耗降低，使用寿命及安全提供有利帮助。在GB10963.1-2005/IEC60898-1:2002《电器附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第1部分：用于交流的断路器》标准中的8.4 温升 规定了断路器各部件的温升要求，在特定的散热场景下，需要给MCB外壳或低压电器领域其他部件，在复合产品标准要求的同时增加一定的散热效果。

现有导热填料如玻纤、其他矿粉的导热系数通常较低，且玻纤在MCA阻燃体系中，具有影响MCA阻燃效果的缺陷；如果为了实现高导热效果，本领域技术人员通常会选用导热系数较高的绝缘导热填料，如氢氧化镁、氧化铝等填料，且需要在40份以上的填充量才能发挥高导热性能同时达到基本的阻燃需求，但灼热丝（GWFI）性能达不到960℃ 1.2mm的要求，难以应用于本申请体系中；石墨、石墨烯等高导热材料本身为黑色，无法应用在MCB中，因为有配色需求，且影响绝缘性能。