一種耐熱柔性復合絕緣材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐熱柔性復合絕緣材料，尤其涉及一種應用于耐熱特種電機、電 器、電子變壓器等產品的耐熱柔性復合絕緣材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚酰亞胺材料以其優(yōu)異的耐高/低溫、耐輻射、耐候等以及優(yōu)異的電氣性能，而廣 泛用于電子產品領域。特別是聚酰亞胺薄膜，由于良好的力學性能、耐熱性能、絕緣性能，廣 泛用于電子產品連接、支撐方面。單純聚酰亞胺薄膜由于自身缺陷，限制其大規(guī)模應用，為 了進一步提升聚酰亞胺薄膜的應用性能，復合膜技術被廣泛采用。絕緣材料通常為有機高 分子材料，電絕緣性優(yōu)良，但吸濕性、耐熱性卻很差。在不降低原有電絕緣性能的同時，提高 絕緣材料的吸濕性、耐熱性，對于降低現(xiàn)有普通電子電工產品的制造成本、縮小整機重量和 體積、提高運行可靠性等方面將起到重要的促進作用。近年來隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的發(fā)展，微 電子、特種電機、電器制造、航空、航天等領域對絕緣材料性能的要求不再僅僅局限于電絕 緣和力學性能，要求提高絕緣材料吸濕性、耐熱性的呼聲越來越高。由于組成中含有90 % 的無機纖維，無機陶瓷纖維紙具有突出的耐熱性能，耐熱溫度高達250°C，絕緣壽命長，而且 在導熱性、吸漆能力方面優(yōu)于聚芳酰胺紙;但無機陶瓷纖維紙的拉伸強度和伸長率比聚芳 酰胺紙低，紙質相對松軟，這在很大程度影響了它的廣泛使用。在保證電機、電器產品質量 穩(wěn)定與可靠的前提下，提高絕緣層的吸濕性、耐熱性是改進電機、電器絕緣重要措施之一， 提高絕緣產品吸濕性、耐熱性之關鍵在于選擇吸濕性、耐熱性的絕緣材料。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種耐熱柔性復合絕緣材料及其制備方法，既保持無機陶瓷纖 維紙的特性又利用聚酰亞胺薄膜提高了無機陶瓷纖維紙的拉伸強度，延長了電機、電器的 使用壽命及提高絕緣結構的整耐熱性，還節(jié)約了成本。本發(fā)明的技術方案是:一種耐熱柔性 復合絕緣材料，由通過膠粘劑粘合的無機陶瓷纖維紙與聚酰亞胺薄膜組成。膠黏劑由酚化 合物、雙酸A氰酸酯單體、環(huán)氧樹脂E44、季戊四醇丙烯酸酯、十二烷基苯磺酸、異構十三醇聚 氧乙烯醚、間氨基乙酰苯胺、1-己炔混熔后，加入填料制備得到;填料為貝殼粉與硝酸紀。無 機陶瓷纖維紙由玻璃纖維、無機填料和耐高溫有機粘結劑經造紙及高溫輥壓制備得到，其 制備屬于現(xiàn)有技術。本發(fā)明還公開了上述耐熱柔性復合絕緣材料的制備方法，包括以下步 驟:混合酚化合物與雙酚A氰酸酯單體，90°C攪拌20分鐘后加入季戊四醇丙烯酸酯、十二烷 基苯磺酸，繼續(xù)攪拌40分鐘；然后加入環(huán)氧樹脂E44、間氨基乙酰苯胺、1-己炔，繼續(xù)攪拌40 分鐘;然后降溫至70°C，加入貝殼粉、硝酸釔以及異構十三醇聚氧乙烯醚，攪拌40分鐘;然后 于IHTC攪拌1小時，得到膠黏劑;將膠黏劑涂覆無機陶瓷纖維紙后與聚酰亞胺薄膜熱壓復 合，即得到耐熱柔性復合絕緣材料； 所述酚化合物的化學結構式為：
[0004] 本發(fā)明中，貝殼粉的平均粒徑為3微米;硝酸釔的平均粒徑為0.8微米;無機陶瓷纖 維紙由玻璃纖維、無機填料和耐高溫有機粘結劑經造紙及高溫輥壓制備得到。無機陶瓷纖 維紙與聚酰亞胺薄膜的熱壓復合沒有特別的限定，根據(jù)產品的厚度選擇合適的熱壓條件。
[0005] 本發(fā)明中，酚化合物、雙酚A氰酸酯單體、環(huán)氧樹脂E44、季戊四醇丙烯酸酯、十二烷 基苯磺酸、異構十三醇聚氧乙烯醚、間氨基乙酰苯胺、1-己炔、貝殼粉、硝酸釔的質量比為1: (1.3~1.5):(4~5):(0.3~0.4):(0.1~0.18):(0.5~0.8):(0.2~0.5):(0.11~0.14): (0.1~0.12):(0.08~0.1)。
[0006] 本發(fā)明的優(yōu)點是：1.本發(fā)明采用耐熱膠粘劑粘合無機陶瓷纖維紙與聚酰亞胺薄 膜，熱壓后得到耐熱柔性復合絕緣材料，具有突出的耐熱性能，耐熱溫度高達190°C，絕緣壽 命長，應用于電機、電器絕緣時熱傳導系數(shù)高，可以有效提高電機、電器的持續(xù)工作時間，延 長使用壽命。2.本發(fā)明公開的耐熱柔性復合絕緣材料結合拉伸強度和耐撕裂性好的聚酰亞 胺薄膜以及耐熱性好的無機陶瓷纖維紙，通過耐熱膠粘劑粘合，組成無機陶瓷纖維紙，聚酰 亞胺薄膜的復合結構，顯著地提高了耐熱柔性復合絕緣材料的力學性能、耐熱性能。3.本 發(fā)明公開的耐熱柔性復合絕緣材料可更經濟地應用于耐熱等級H級（180 °C )以上的特種電 機、電器、電子變壓器絕緣系統(tǒng);結構合理，可根據(jù)使用要求將無機陶瓷纖維紙和聚酰亞胺 薄膜的各種厚度規(guī)格進行組合搭配;生產工藝為現(xiàn)有常規(guī)技術，無須改造設備，簡單易于操 作，適于大批量生產。
【具體實施方式】 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述:本發(fā)明的耐熱柔性復合絕緣材料包括通過膠 黏劑粘接的無機陶瓷纖維紙以及聚酰亞胺薄膜;無機陶瓷纖維紙由E玻璃纖維、無機填料和 耐高溫有機粘結劑經造紙及高溫輥壓而成，比如IPT公司產品。
[0007] 本發(fā)明中，酚化合物的化學結構式為：
貝殼粉的平均粒徑為3微米;硝酸釔的平均粒徑為0.8微米。實施例1 混合100g酚化合物與150g雙酸A氰酸酯單體，90°C攪拌20分鐘后加入40g季戊四醇丙烯 酸酯、18g十二烷基苯磺酸，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后加入500g環(huán)氧樹脂E44、50g間氨基乙酰苯 胺、Hg 1-己炔，繼續(xù)攪拌40分鐘；然后降溫至70°C，加入12g貝殼粉、IOg硝酸釔以及80g異 構十三醇聚氧乙烯醚，攪拌40分鐘;然后于IHTC攪拌1小時，得到膠黏劑;將膠黏劑涂覆無 機陶瓷纖維紙后，于I l〇°C的烘道中烘干，與聚酰亞胺薄膜通過復合對乳輥加熱加壓復合， 即得到耐熱柔性復合絕緣材料，外觀顏色均勻、表面平整、無破損、無氣泡和雜質;擊穿電 壓IIKV，吸濕率0.25%，熱態(tài)粘結性191°C，不分層、不起泡、不流膠。
[0008] 實施例2 混合100g酚化合物與130g雙酸A氰酸酯單體，90°C攪拌20分鐘后加入30g季戊四醇丙烯 酸酯、IOg十二烷基苯磺酸，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后加入400g環(huán)氧樹脂E44、20g間氨基乙酰苯 胺、Ilg 1-己炔，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后降溫至70°C，加入IOg貝殼粉、8g硝酸紀以及50g異構 十三醇聚氧乙烯醚，攪拌40分鐘;然后于IHTC攪拌1小時，得到膠黏劑;將膠黏劑涂覆無機 陶瓷纖維紙后，于I l〇°C的烘道中烘干，與聚酰亞胺薄膜通過復合對乳輥加熱加壓復合，即 得到耐熱柔性復合絕緣材料，外觀顏色均勻、表面平整、無破損、無氣泡和雜質;擊穿電壓 IIKV，吸濕率0.24%，熱態(tài)粘結性192 °C，不分層、不起泡、不流膠。
[0009] 實施例3 混合100g酚化合物與HOg雙酸A氰酸酯單體，90°C攪拌20分鐘后加入35g季戊四醇丙烯 酸酯、15g十二烷基苯磺酸，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后加入450g環(huán)氧樹脂E44、35g間氨基乙酰苯 胺、12g 1-己炔，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后降溫至70°C，加入Ilg貝殼粉、9g硝酸紀以及65g異構 十三醇聚氧乙烯醚，攪拌40分鐘;然后于IHTC攪拌1小時，得到膠黏劑;將膠黏劑涂覆無機 陶瓷纖維紙后，于I l〇°C的烘道中烘干，與聚酰亞胺薄膜通過復合對乳輥加熱加壓復合，即 得到耐熱柔性復合絕緣材料，外觀顏色均勻、表面平整、無破損、無氣泡和雜質;擊穿電壓 IIKV，吸濕率0.21%，熱態(tài)粘結性194°C，不分層、不起泡、不流膠。
[0010] 實施例4 混合100g酚化合物與150g雙酸A氰酸酯單體，90°C攪拌20分鐘后加入40g季戊四醇丙烯 酸酯、18g十二烷基苯磺酸，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后加入450g環(huán)氧樹脂E44、35g間氨基乙酰苯 胺、12g 1-己炔，繼續(xù)攪拌40分鐘；然后降溫至70°C，加入12g貝殼粉、IOg硝酸釔以及80g異 構十三醇聚氧乙烯醚，攪拌40分鐘;然后于IHTC攪拌1小時，得到膠黏劑;將膠黏劑涂覆無 機陶瓷纖維紙后，于I l〇°C的烘道中烘干，與聚酰亞胺薄膜通過復合對乳輥加熱加壓復合， 即得到耐熱柔性復合絕緣材料，外觀顏色均勻、表面平整、無破損、無氣泡和雜質;擊穿電 壓IIKV，吸濕率0.25%，熱態(tài)粘結性191°C，不分層、不起泡、不流膠。
[0011] 實施例5 混合100g酚化合物與150g雙酸A氰酸酯單體，90°C攪拌20分鐘后加入40g季戊四醇丙烯 酸酯、18g十二烷基苯磺酸，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后加入500g環(huán)氧樹脂E44、50g間氨基乙酰苯 胺、14g 1-己炔，繼續(xù)攪拌40分鐘;然后降溫至70°C，加入Ilg貝殼粉、9g硝酸紀以及65g異構 十三醇聚氧乙烯醚，攪拌40分鐘;然后于IHTC攪拌1小時，得到膠黏劑;將膠黏劑涂覆無機 陶瓷纖維紙后，于I l〇°C的烘道中烘干，與聚酰亞胺