CN107077917A - 用于变压器绝缘的纸张中的氮化硼的层压复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明的技术提供了一种包括多个绝缘介电层和设置在相邻介电层之间的导热层的电绝缘材料，所述导热层包含导热填料。另外，本发明的技术还提供了一种制造所述电绝缘材料的方法。本发明的技术还提供了一种导电装置，其包含导电材料和围绕所述导电材料设置的电绝缘材料，所述电绝缘材料包含第一介电层，覆盖在所述第一介电层上的第二介电层，和设置在所述第一和第二介电层之间的导热层，所述导热层包含导热填料，例如氮化硼。

Description

用于变压器绝缘的纸张中的氮化硼的层压复合材料
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年9月26日提交的题为“用于变压器绝缘的纸张中的氮化硼层压复合材料”的美国临时申请62/056,032号的优先权和权益，其公开内容通过引用其全文并入本文。
技术领域
本发明的技术涉及一种电绝缘材料，特别地，涉及一种还提供热导性的电绝缘材料。本发明的技术还涉及包含该类电绝缘材料的导电结构和制备该类电绝缘材料与导电结构的方法。
背景技术
各种介电材料被用作如变压器、电容器、线圈、电动机、发电机、涡轮发电机等装置中的电绝缘体。用作固体形式的电介质的常规材料是相对差的热导体，并且如果它们被加热到分解温度以上，则被击穿。由于其高的介电强度，在各种类型的设备的制造中，纸张通常用作电绝缘体。然而，由于纸张是差的热导体，其使用通常限于散热不是问题的那些应用。
为了避免这些不利影响，由于功率损耗而在电气设备内产生的热应该保持在最小值，或者介电材料应该能够有效地传导热量。虽然已经尝试改性绝缘材料使得它们也是导热的，但仍然希望找到表现出合适的热导性的材料。
发明内容
在一个方面，本发明的技术提供了还表现出良好热导性的电绝缘材料。本发明的材料可以提供具有优异热导性的电绝缘体，而不损害电绝缘性和其它性能。本发明的技术提供了能够耗散热量并允许更有效的电转换的电绝缘材料。
在一个方面，本发明的技术提供了一种包括多个介电层和设置在相邻介电层之间的导热层的电绝缘材料，所述导热层包括导热填料。
在一个实施方案中，本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其中所述导热层包含设置在载体中的导热填料。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体选自载体油或树脂。本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体油选自天然油或合成油。本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体油选自矿物油、植物油或其两种或更多种的组合。本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体油选自多元醇、酯、环氧化物、硅油、聚烯烃、聚α-烯烃二醇、聚亚烷基二醇、链烷烃、异链烷烃、环烷属矿物油、大豆油、芥花油、蓖麻油、棕榈油、橄榄油、玉米油、棉籽油、芝麻油或其两种或更多种的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述导热填料进一步包含选自如下的添加剂：膨润土、增粘剂、脂族松香酯、萜烯、酚、脂族合成烃树脂、芳族合成烃树脂、颜料、增强剂、疏水性二氧化硅、亲水性二氧化硅、碳酸钙、增韧剂、纤维、填料、抗氧化剂、稳定剂及其两种或更多种的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体选自水、有机溶剂或其组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其中所述载体选自树脂。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体选自环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯、有机官能化聚硅氧烷、聚酰亚胺、氟碳化合物、苯并环丁烯、氟化聚烯丙基醚、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、苯酚甲酚(phenol cresol)、芳族聚酯、聚苯醚(PPE)、双马来酰亚胺、氟树脂或其两种或更多种的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体材料选自有机硅、聚二甲基硅氧烷、聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚烷基芳基硅氧烷、聚醚硅氧烷共聚物或其两种或更多种的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述载体材料选自聚合物或两种或更多种聚合物的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述聚合物通过以下机理交联：自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合(kationic)、缩聚、加聚、氢化硅烷化、齐格勒-纳塔聚合、复分解聚合或其两种或更多种的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案的电绝缘材料，其中所述聚合物通过以下方法固化：热固化、通过辐射固化、在室温条件下固化、通过氧化固化体系固化、通过湿气固化体系固化、物理固化或其两种或更多种方法的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述聚合物具有约150至约1,000,000道尔顿的平均分子量。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其中所述导热层包含0.1重量％至约80重量％的量的导热填料。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案的电绝缘材料，其中所述导热填料包含氮化硼薄片、附聚物或两者的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述电绝缘材料具有所述电绝缘材料的约0.1重量％至约50重量％的总导热填料负载。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述电绝缘材料的热导率为至少0.1W/mK。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述导热层进一步包含阻燃材料。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其中所述介电层选自织造纤维材料、非织造纤维材料、膜、层压体或其两种或更多种的组合。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其包含至少两个介电层。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其包含至少五个介电层。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其包含至少十个介电层。
本发明的技术提供了一种根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料，其包含至少2-15个介电层。
在一个方面，本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其包括第一介电层、覆盖在第一介电层上的第二介电层和设置在第一和第二介电层之间的导热层，所述导热层包括导热填料。所述介电层和导热层可以如关于任何前述实施方案所描述。
在一个方面，本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其包括：包括第一表面和第二表面的介电层，和设置在所述第一介电层周围的第一导热层，所述第一导热层包含第一导热填料。所述介电层和导热层可以如关于任何前述实施方案所描述。
在一个实施方案中，电绝缘材料进一步包含设置在所述介电层的第二表面周围的第二导热层，所述第二导热层包括第二导热填料。所述介电层和导热层可以如关于任何前述实施方案所描述。
在一个方面，本发明的技术提供了一种导电装置，其包含导电材料和设置在所述导电材料周围的电绝缘材料。所述电绝缘材料包含第一介电层、覆盖在第一介电层上的第二介电层和设置在第一介电层和第二介电层之间的导热层，所述导热层包括导热填料。所述介电层和导热层可以如关于任何前述实施方案所描述。
在一个实施方案中，本发明的技术提供了一种导电装置，其中所述导电材料是金属。
在另一方面，本发明的技术提供了一种用于制造电绝缘材料的方法，包括以下步骤：(i)用包含设置在载体中的导热填料的组合物涂覆第一介电层的暴露表面，和(ii)将第二介电层施加到第一介电层的涂覆表面上以提供电绝缘材料。可以使用不同的施加方法，例如刷涂、辊涂、辊对辊涂、迈尔棒(mayer bar)涂、刮涂、浇铸、喷涂和印刷实现将介电层涂覆到暴露的表面上。
在一个实施方案中，本发明的技术提供了一种用于制造电绝缘材料的方法，进一步包含对所述电绝缘材料施加压力的步骤。
在一个实施方案中，本发明的技术提供了一种用于制造电绝缘材料的方法，进一步包含以下步骤：用涂料组合物涂覆第二介电层的暴露表面并将第三介电层施加到第二介电层的涂覆表面上。
在一个方面，本发明的技术涉及一种电绝缘材料，其包含选自纸材料、纤维素基材料或其两种或更多种的组合的多个介电层，和设置在相邻的介电层之间的导热层，所述导热层包含设置在选自矿物油、有机硅基材料或其两种或更多种的组合的载体中的氮化硼填料。
在一个实施方案中，所述氮化硼填料选自六方氮化硼、片状氮化硼、氮化硼附聚体、氮化硼纳米管、氮化硼纤维、氮化硼纳米片或其两种或更多种的组合。
根据任何前述实施方案所述的绝缘材料，其中所述载体包含有机官能化的硅氧烷。
根据任何前述实施方案所述的绝缘材料，其中所述载体包含聚二甲基硅氧烷。
根据任何前述实施方案所述的绝缘材料，其中所述多个介电层中的至少一个包含牛皮纸。
根据前述任何实施方案所述的绝缘材料，其中所述多个介电层中的至少一个包含纤维素基材料。
根据任何前述实施方案所述的绝缘材料，其中所述导热层包含约15至约50重量％的量的氮化硼填料和约50至约85重量％的量的载体。
根据任何前述实施方案所述的绝缘材料，其中所述导热层包含约20至约40重量％的量的氮化硼填料和约60至约80重量％的量的载体。
在一个方面，本发明的技术提供了一种导电设备，其包含导电材料和设置在所述导电材料周围的电绝缘材料，其中所述电绝缘材料可以是根据任何前述实施方案所述的电绝缘材料。
在一个方面，本发明的技术提供了一种组合物，其包含(a)可固化的有机硅基组合物和(b)氮化硼填充材料。
在一个实施方案中，所述可固化的有机硅基组合物选自光可固化组合物、热可固化组合物或其两种或更多种的组合。
本发明的技术还提供了根据前述实施方案中任一项所述的组合物，其中所述可固化的有机硅基组合物包含不饱和有机硅和硅烷基氢化物。
本发明的技术还提供了一种根据前述实施方案中任一项所述的组合物，其中所述不饱和的有机硅化合物选自具有下式的烯基有机硅化合物：
QuTpTp’ viDwDvi xMvi yMz，
其中Q是SiO4/2，T是R1SiO3/2，Tvi是R2SiO3/2，D是R1 2SiO2/2，Dvi是R1R2SiO2/2，Mvi是R2 gR1 3-gSiO1/2，M是R1 3SiO1/2；R2是乙烯基；每次出现的R1独立地为C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基、芳基、取代的芳基，其中R1任选地含有至少一个杂原子；每个g具有1至3的值，p为0至20，u为0至20，v为0至20，w为0至5000，x为0至5000，y为0至20，且z为0至20，条件是v+p+p’+w+x+y等于1至10,000，且满足含有至少一个不饱和基团的化合物中的所有元素的化合价；和
所述硅烷基氢化物选自式M’aMH bD’cDH dT’eTH fQ’h的化合物，其中下标a、b、c、d、e、f和h使得硅氧烷型反应物的摩尔质量为100至100,000道尔顿且在所述硅烷基氢化物中存在至少两个氢化物原子。M’基团选自式R3 3SiO1/2的单官能基团，D’选自式R3 2SiO2/2的双官能基团，T’选自式R3SiO3/2的三官能基团，且Q’选自式SiO4/2的四官能基团，MH选自HR3 2SiO1/2，TH选自HSiO3/2，DH选自R3HSiO2/2，其中每次出现的R3独立地为C1-C40烷基、C1-C40取代的烷基、C6-C14芳基或取代的芳基，其中R3任选地含有至少一个杂原子。
本发明的技术还提供了一种根据前述实施方案中任一项所述的组合物，其中所述烯基有机硅是式MviDwMvi的化合物。
本发明的技术还提供了一种根据前述实施方案中任一项所述的组合物，其中所述氮化硼填料选自六方氮化硼、片状氮化硼、氮化硼附聚体、氮化硼纳米管、氮化硼纤维、氮化硼纳米片或其两种或更多种的组合。
在又一方面，本发明的技术还提供了涂覆有前述实施方案中任一项所述的组合物的介电层。
这些以及其它方面和实施方案参考下面的详细描述进一步加以理解。
附图说明
图1是根据本发明技术的一个实施方案的电绝缘材料的横截面图；
图2是根据本发明技术的一个实施方案的电绝缘材料的横截面图；
图3是根据本发明技术的一个实施方案的电绝缘材料的横截面图；
图4是根据本发明技术的一个实施方案的电绝缘材料的横截面图；
图5是根据本发明技术的一个实施方案的导电装置的横截面图；
图6是根据本发明技术的一个实施方案的另一导电装置的横截面图；
图7是描绘各种电绝缘材料的平行于层的(parallel-to-layer)热导率的图；
图8是描绘各种电绝缘材料的垂直于层的(vertical-to-layer)热导率的图；
图9是描绘各种电绝缘材料的总热导率的图；
图10是描绘各种电绝缘材料的平行于层的热导率的图；
图11是描绘各种电绝缘材料的垂直于层的热导率的图；
图12是描绘各种电绝缘材料的总热导率的图；
图13是描绘各种电绝缘材料的贯穿平面(through plane)的热导率的图；
图14是描绘各种电绝缘材料的平面内(in-plane)热导率的图；和
图15是描绘各种电绝缘材料的热盘(hot disk)热导率的图。
除非另有说明，附图不是按比例绘制的。附图是为了说明本发明的技术的各方面和实施方案的目的，并且不旨在将本发明的技术限制于其中说明的那些方面。参考以下的详细描述可以进一步理解本发明技术的方面和实施方案。
具体实施方案
在一个方面，本发明的技术提供了一种具有良好导热性的电绝缘材料。所述电绝缘材料包含介电层，所述介电层包含围绕所述介电层的表面设置的导热层。所述导热层包含导热填料。所述电绝缘材料能够散热并允许更有效的电转换。
所述电绝缘材料可以以多种配置提供。在一个实施方案中，所述电绝缘材料可带有单一的介电层，所述介电层具有围绕所述介电层的表面设置的导热层。在另一个实施方案中，所述电绝缘材料包含多个包含介电材料的层和设置在相邻介电层之间的导热层，其中所述导热层包含导热填料。
如图1所示，在一个方面，本发明的技术提供了电绝缘材料10，其包含第一介电层12、覆盖在第一介电层12上的第二介电层16和设置在第一介电层12和第二介电层16之间的导热层14。
应当理解，所述电绝缘材料中的介电层的数量通常不受限制。所述电绝缘材料可以包括两个介电层，如图1的实施方案所示。然而，所述电绝缘材料可以包括一个介电层或甚至多于两个的介电层。所述电绝缘材料可以包括一个、两个、三个、四个、五个或更多个介电层。在一个实施方案中，所述电绝缘材料包括1-15个介电层，3-10个介电层，甚至4-7个介电层。可以根据需要选择层的数量，以提供具有合适的物理性能的材料并允许散热和有效的电转换。图2示出了一个实施方案，其中电绝缘材料20包括介电层22和覆盖在所述介电层22上的导热层24。图3示出了一个实施方案，其中电绝缘材料30包括具有至少第一和第二表面的介电层32。第一导热层34围绕介电层32的第一表面设置。第二导热层38围绕介电层32的第二表面设置。
图4示出了包括四个介电层的电绝缘材料40的实施方案。在图4中，电绝缘材料40包括第一介电层42、覆盖在第一介电层42上的第二介电层46和设置在第一介电层42和第二介电层46之间的导热层44。另外，所述电绝缘材料40包括覆盖在第二介电层46上的的第三介电层50，其中导热层58包含设置在第二介电层56和第三介电层50之间的导热填料。所述电绝缘材料50进一步包括覆盖在第三介电层50上的第四介电层54，其中导热层52包含设置在第三介电层50和第四介电层54之间的导热填料。
尽管图4中的实施方案具有设置在每对相邻的介电层之间的导热层，但是应当理解，所述电绝缘材料不必须如此配置。在一个实施方案中，可以将一个以上的介电层设置成与另一介电层相邻，其中在该连续的介电层之间没有设置导热层。例如，在一个实施方案中，电绝缘材料可以包括第一介电层、覆盖在第一介电层上的第二介电层和设置在第一和第二介电层之间的导热层。另外，所述电绝缘材料可以包括覆盖在第二介电层上的第三介质层，其中在第二和第三介电层之间没有设置导热层。一个以上的介电层可以覆盖在另一个介电层上，其中其间没有设置导热层。这种配置的其它实施方案和设置也是可能的。
所述介电层通常不受限制并且可以由任何合适的介电材料提供。所述介电材料可以选自例如织造或非织造纤维材料、膜和层压品。这种材料的非限制性实例包括纸张或板结构。例如，所述介电层可以是纸张，例如牛皮纸，布，非织造织物或任何其它合适的绝缘材料。所述介电层可以具有纤维素作为主要成分。或者，纸张可由纤维状纤维素材料和纤维状玻璃或云母的混合物形成。此外，所述纤维状纤维素材料可以与云母片、合成树脂膜、玻璃布、玻璃纸、氮化硼纤维、氮化硼纳米片、氮化硼纳米管或任何其它合适的材料结合使用。合适的介电材料的其它实例包括由芳族聚酰胺纤维如间芳族聚酰胺纤维或对芳族聚酰胺纤维组成的纸张或纸板。
所述介电层可以由相同或不同的材料提供。在一个实施方案中，每个介电层可以由相同类型的材料提供。在一个实施方案中，两个或更多个介电层可以具有不同的组成和/或不同的材料。
所述导热层包含导热填料。所述导热填料可以选自六方氮化硼，氧化锌，玻璃纤维，玻璃片，粘土，剥离粘土，碳酸钙，滑石，云母，硅灰石，硅铝酸盐，氧化铝，氮化铝，石墨，铝、铜、青铜或黄铜的金属粉末或薄片，铝、铜、青铜、黄铜、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝、氧化锌的纤维或晶须，或其两种或更多种的组合，碳纳米管，石墨烯，氮化硼纳米颗粒，氮化硼纳米管，氮化硼纳米片，氮化硼纤维，氧化锌纳米管，或其两种或更多种的组合。
在一个实施方案中，所述导热层中的导热填料负载为(导热层的总重量的)约0.1至80重量％；10至75重量％；15至50重量％；甚至20至30重量％。在此如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的或未公开的范围。
特别合适的导热填料是氮化硼。用于导热填料的氮化硼的形式没有特别限制。氮化硼可从许多来源商购获得，包括但不限于Momentive Performance Materials Inc.，Sintec Keramik，Kawasaki Chemicals，St.Gobain Ceramics等。不受任何特定理论的限制，氮化硼可以用作电绝缘材料的介电层之间的润滑剂，并且在所述电绝缘材料包围的导电材料的操作过程中通过磁致伸缩释放引入介电层的应力和变形。
用于导热填料中的氮化硼的形式不受限制，并且可以选自例如无定形氮化硼(在本文中称为a-BN)；六方体系的氮化硼，其具有六角形网状层的层压结构(本文中称为h-BN)；或具有随机取向的层的乱层氮化硼(本文称为t-氮化硼)；片状氮化硼；氮化硼纤维；氮化硼附聚体；氮化硼纳米管等，或其两种或更多种的组合。在一个实施方案中，氮化硼是薄片形式、乱层形式、六边形形式或其两种或更多种的混合物。
用于形成导热填料的氮化硼颗粒的尺寸可以根据特定目的或预期用途的需要来选择。在一个实施方案中，颗粒尺寸可以为纳米至微米尺寸颗粒。在一个实施方案中，所述氮化硼粉末具有的平均粒度为约0.05μm至约500μm；约0.5μm至约250μm；约1μm至约150μm；约5μm至约100μm；甚至约10μm至约30μm。在一个实施方案中，所述氮化硼粉末具有至少50μm的平均粒度。在一个实施方案中，所述氮化硼粉末包含具有10μm以上的平均粒度的hBN薄片的不规则形状的附聚体。在此，如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的和未公开的范围。
所述导热层可以是涂层并可以为干燥或流体状态。所述导热层可以作为包含设置在载体组分中的导热填料的组合物提供。所述导热填料可以在载体组分中是固定的或可移动的。可以使用不同的常规涂覆方法用于导热层的沉积，例如刷涂、辊涂、辊对辊涂、迈尔棒涂、刮涂、浇铸、喷涂和印刷。导热箔可以通过普通胶合技术粘附到表面上。
所述氮化硼组分可以包含通过本领域已知的方法制备的结晶或部分结晶的氮化硼颗粒。这些包括在使用等离子体气体的工艺中产生的微米尺寸范围内的球形氮化硼颗粒，如美国专利号6,652,822所公开；包含球形氮化硼附聚物的hBN粉末由通过粘合剂结合在一起并随后喷雾干燥的不规则非球形氮化硼颗粒形成，如美国专利公开号2001/0021740中所公开；氮化硼粉末，其由如美国专利号5,898,009和6,048,511所公开的压制工艺制成；氮化硼附聚粉末，如美国专利公开号2005/0041373中所公开；具有高的热扩散性的氮化硼粉末，如美国专利公开号2004/0208812A1中所公开；和高度分层的氮化硼粉末，如美国专利号6,951,583中所公开。这些还包括薄片形态的氮化硼颗粒。
在另一个实施方案中，氮化硼粉末为hBN薄片的球形附聚体的形式。在球形氮化硼粉末的一个实施方案中，所述附聚体具有约10μm至约500μm的平均附聚体尺寸分布(ASD)或直径。在另一个实施方案中，所述氮化硼粉末为具有在约30μm至约125μm范围内的ASD的球形附聚体的形式。在一个实施方案中，ASD为约74至约100微米。在另一个实施方案中，为约10μm至约40μm。在此，如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的和未公开的范围。
在一个实施方案中，所述氮化硼粉末为薄片形式，其沿b轴的平均长度为至少约1微米，并且一般为约1μm至20μm，厚度不大于约5微米。在另一个实施方案中，所述粉末为平均纵横比为约50至约300的薄片形式。
在一个实施方案中，所述氮化硼颗粒包含纵横比为约10至约300的hBN薄片。在另一个实施方案中，所述氮化硼颗粒具有0.2至2.5重量％的氧含量。在另一个实施方案中，所述hBN颗粒具有小于7的石墨化指数。
在一个实施方案中，对所述氮化硼进行表面处理(“涂覆”)以进一步赋予所述成分润滑特性。用于氮化硼粉末的表面涂料的实例包括但不限于反应性硅烷、异十六烷、液体石蜡、非离子表面活性剂、二甲基聚硅氧烷(或聚二甲基硅氧烷)、用三甲基硅氧基单元封端的完全甲基化的线性硅氧烷聚合物的混合物、具有全氟烷基的硅氮烷化合物、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、锆铝酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂及其混合物。在一个实施方案中，氮化硼在反应性硅烷中涂覆，所述反应性硅烷可以共价地与氮化硼颗粒和周围的载体例如聚硅氧烷键合。共价键的存在可以确保声子(“晶格振动”)从氮化硼晶体转移到聚合物基质中。这些共价键可以避免热能传递的困难并且可以将总热导率增加10-15％。
在一个实施方案中，所述导热层中的氮化硼负载为(导热层的总重量的)约0.1至80重量％；10至75重量％；15至50重量％；甚至20至30重量％。在此如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的或未公开的范围。
选择用于导热层的载体可影响电绝缘材料的性质。能够固化并且能够与填料颗粒和介电层结合以固定所述填料颗粒的载体材料允许在设计绝缘材料时更多样化。可以在介电层上固化的导热层允许形成具有单个介电层和设置在其表面上的导热层的绝缘材料。硅烷/硅氧烷是提供足够与介电层结合并固定填充材料的涂层的特别合适的载体。如果导热层包括更流体的载体层，所述绝缘材料可能需要包含多个介电层，并且所述导热层通过介电层的压缩压力固定。
所述载体组分可以是任何合适的载体组分材料。所述载体组分可以包含水、有机溶剂或组合或其两种或多种。在一个实施方案中，所述载体包含载体油。合适的油载体包括矿物油、植物油、合成油或其两种或更多种的组合。合适的合成载体油的非限制性实例包括但不限于多元醇、酯、环氧化物、硅油、聚烯烃等。这种合成油载体包括聚α-烯烃和聚亚烷基二醇。食品级聚α烯烃包括可从ExxonMobil商购的SPECRASYN和可从Chevron Phillips商购的SYNFLUID。可商购的聚亚烷基二醇包括可从Uniqema商购的EMKAROX和可从BASF商购的PLURASAFE。其它合适的载体油包括HATCOL 1106，二季戊四醇和短链脂肪酸的多元醇酯，以及HATCOL 3371，三羟甲基丙烷、己二酸、辛酸和癸酸的复合的多元醇酯(两者都可以从Hatco Corporation，Fords，NJ得到)；和HELOXY71，脂肪族环氧酯树脂，由MomentiveSpecialty Chemicals，Inc.，Houston，TX可得。
合适的天然油载体包括但不限于矿物油和/或植物油。合适的矿物油包括但不限于链烷烃、异链烷烃和环烷属矿物油。合适的植物油包括但不限于大豆油、芥花油、蓖麻油、棕榈油、橄榄油、玉米油、棉籽油、芝麻油等。矿物油或植物油也可以是甲基化的。
用于载体组分的合适材料还包括但不限于聚硅氧烷、环氧树脂、丙烯酸酯、有机官能化的聚硅氧烷、聚酰亚胺、氟碳化合物、苯并环丁烯、氟化聚烯丙基醚、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、苯酚甲酚、芳族聚酯、聚苯醚(PPE)、双马来酰亚胺、氟树脂，它们的混合物和本领域技术人员已知的任何其它聚合物体系。(对于普通聚合物，参见“Polymer Handbook，”Branduf，J.，Immergut，E.H；Grulke，Eric A；Wiley lnterscience Publication，NewYork，4th ed.(1999)；”“Polymer Data Handbook，”Mark，James；Oxford UniversityPress，New York(1999))。
在一个实施方案中，所述载体是有机硅基材料如有机硅流体。例如，所述有机硅流体可以是有机聚硅氧烷、有机硅共聚醇、二硅氧烷、三硅氧烷、四硅氧烷或聚三甲基硅氧烷(trimethicone)、烷基硅氧烷或环聚硅氧烷或其组合。在实施方案中，有机硅基材料是聚硅氧烷。合适的聚硅氧烷的实例包括但不限于聚二甲基硅氧烷、聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚烷基芳基硅氧烷、聚醚硅氧烷共聚物，及其两种或更多种的组合。
代表性的有机硅流体包括支化、非支化、线性或环状有机硅流体如粘度为约8厘沲或更低，且具有例如2至7个硅原子的那些，这些有机硅任选地包含具有1至12个碳原子的烷基、聚醚-或烷氧基。可用于本发明的有机硅流体的一些非限制性实例包括八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、七甲基己基三硅氧烷、七甲基辛基三硅氧烷、六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、辛基聚甲基硅氧烷(capryl methicone)、PEG/PPG 5/3聚甲基硅氧烷及其混合物。
本文还可用的有机硅流体是，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、包含侧链和/或有机硅链端的烷基、聚醚-或烷氧基的聚二甲基硅氧烷，所述烷基和烷氧基各自具有1至12个碳原子，苯基化有机硅如乙基聚甲基硅氧烷、庚基聚甲基硅氧烷、己基聚甲基硅氧烷、丙基聚甲基硅氧烷、异丙基聚甲基硅氧烷、庚基聚甲基硅氧烷、仲丁基聚甲基硅氧烷、叔丁基聚甲基硅氧烷、戊基聚甲基硅氧烷、苯基聚三甲基硅氧烷、苯基聚二甲基硅氧烷、苯基三甲基硅氧基二苯基硅氧烷、二苯基聚二甲基硅氧烷、二苯基甲基-二苯基三硅氧烷和(2-苯基乙基)三甲基硅氧基-硅酸盐。
所述聚硅氧烷可以选自许多市售材料中的任何一种，例如但不限于来自Momentive Performance Materials Inc.的Silsoft 034、来自Dow Corning Inc的TorayFZ-3196或来自Clariant Inc的SilCare Silicone 41M15、来自Gelest的Sibrid AM 108，或其组合。作为本发明意义上的聚硅氧烷还包括混合物例如但不限于Hydrobrite 2000凝胶(来自Chemtura formerly Witco)或在辛基聚甲基硅氧烷中的SilCare 51M15三甲基硅氧基硅酸盐(来自Clariant)。
在一个实施方案中，本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其中所述载体包含聚合物或两种或更多种聚合物的组合。聚合物可以通过各种机理交联，包括但不限于：自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、缩聚、加聚、氢化硅烷化、齐格勒-纳塔聚合、复分解聚合，或其两种或更多种的组合。
在一个实施方案中，本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其中所述载体包含聚合物或两种或更多种聚合物的组合，其可热固化、在室温条件下使用辐射(UV、电子束或其它)、氧化固化体系、湿固化体系、物理(水和/或溶剂基分散体/乳液)或其两种或更多种的组合进行固化。
在一个实施方案中，本发明的技术提供了一种电绝缘材料，其中所述载体包含聚合物或两种或更多种聚合物的组合，其中平均分子量为150至1,000,000道尔顿。
所述聚硅氧烷可以是不饱和化合物和氢硅氧烷(例如，硅烷基氢化物)的反应产物。这样的聚合物可以通过使所述化合物在催化剂和固化抑制剂存在下反应形成。这些材料之间的反应可以使形成交联网络。这样的组合物可以称为可交联的或可固化的组合物。
在一个实施方案中，所述不饱和化合物选自烯基有机硅。所述烯基有机硅可以是对氢化硅烷化具有反应性的烯基官能的硅烷或硅氧烷。所述烯基有机硅可以是环状的、芳族的或端部不饱和的烯基硅烷或硅氧烷。所述烯基有机硅可以按照用于特定目的或预期应用的需要进行选择。在一个实施方案中，所述烯基有机硅包含至少两个不饱和基团且在25℃具有至少大约50cps的粘度。在一个实施方案中，所述烯基有机硅在25℃具有至少大约75cps的粘度；在25℃至少大约100cps；在25℃至少大约200cps；在25℃甚至至少大约500cps。这里与说明书和权利要求书中的其它地方一样，数值可以组合形成新的和未公开的范围。
在一个实施方案中，所述烯基有机硅为下式的化合物：
QuTpTp’ viDwDvi xMvi yMz，
其中Q是SiO4/2，T是R1SiO3/2，Tvi是R2SiO3/2，D是R1 2SiO2/2，Dvi是R2R2SiO2/2，Mvi是R2 gR1 3-gSiO1/2，M是R1 3SiO1/2；R2是乙烯基；每次出现的R1独立地为C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基、芳基、取代的芳基，其中R1任选地含有至少一个杂原子；每个g具有1至3的值，p为0至20，u为0至20，v为0至20，w为0至5000，x为0至5000，y为0至20，且z为0至20，条件是v+p+p’+w+x+y等于1至10,000，且满足含有至少一个不饱和基团的化合物中的所有元素的化合价。
选择以生成产品所需要的机械、热和其它性能的特别的烯基有机硅和交联剂可以由本领域技术人员决定。端部不饱和的烯基有机硅材料特别适合用于形成固化的或交联的产品如涂层和弹性体。还应当理解的是，独立选择的两种或更多种这些烯基有机硅在固化配制剂中可以以混合物使用以提供需要的性能。
反应中使用的硅烷基氢化物没有特别限制。其可以是例如选自包括如下的氢化硅氧烷的任何化合物：式MaMH bDcDH dTeTH fQh的那些化合物，其中M、D、T和Q具有它们在硅氧烷命名中的通常的含义。下标a、b、c、d、e、f和h使得硅氧烷型反应物的摩尔质量为100至100,000道尔顿且所述硅烷基氢化物中存在至少两个氢化物原子。在一个实施方案中，“M”基团表示式R3 3SiO1/2的单官能基团，“D”基团表示式R3 2SiO2/2的双官能基团，“T”基团表示式R3SiO3/2的三官能基团，和“Q”基团表示式SiO4/2的四官能基团，“MH”基团表示HR3 2SiO1/2，“TH”表示HSiO3/2，“DH”基团表示R3HSiO2/2。各R3的出现独立地为C1-C40烷基、C1-C40取代的烷基、C6-C14芳基或取代的芳基，其中R3任选地含有至少一个杂原子。在一个实施方案中，所述基本上线性的氢硅氧烷选自MDc’DH d’M、MDH d’M或其混合物。在实施方案中，R3选自C1-C20烷基、C1-C10烷基或C1-C6烷基。在实施方案中，R3是甲基。
用于催化这些聚合物的交联反应的催化剂可以选自各种有机金属催化剂，其中所述金属选自Ni、Ag、Ir、Rh、Ru、Os、Pd和Pt化合物。在实施方案中，用于这种组合物的氢化硅烷化反应的催化剂是促进硅烷基氢化物与烯基有机硅的烯烃基团反应的催化剂化合物，并且可以是任何含铂族金属的催化剂组分。所述催化剂可以选自铂配合物、金属胶体或上述金属的盐。所述催化剂可以存在于载体上，如负载铂金属的硅胶或粉状炭，或铂金属的化合物或配合物。
在聚有机硅氧烷组合物中典型的含铂催化剂组分是任何形式的氯铂酸，例如容易获得的六水合物的醇溶液形式，因为其在有机硅氧烷体系中容易分散。所述铂配合物的特别有用的形式是具有脂族不饱和有机硅化合物如1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的Pt(0)-络合物，如通过引用并入本文的美国专利号3,419,593中公开的，是特别合适的。用于这种反应的常规催化剂包括铂基化合物，如但不限于Karstedt's催化剂和Ashby's催化剂。
所述组合物中含铂催化剂组分的量不受狭窄限制，只要存在足够的量以在所需的温度在所要求的时间内加速烯基有机硅与硅烷基氢化物之间的氢化硅烷化即可。所述催化剂组分的量将取决于具体的催化剂、其它抑制化合物的量和SiH与烯烃的比率，并且不容易预测。含铂催化剂组分的量通常以1至1000ppm，5至500ppm，甚至20至100ppm重量铂/烯基有机硅和硅烷基氢化物重量的量提供。
应当理解，所述可固化的有机硅载体组合物可以包括抑制剂。用于铂族金属催化剂的抑制剂在有机硅领域中众所周知。各种类型的这类金属催化剂抑制剂的实例包括不饱和的有机化合物，如烯属或芳族不饱和酰胺(例如美国专利号4,337,332)；炔属化合物(例如，美国专利号3,445,420和美国专利号4,347,346)；烯属不饱和异氰酸酯(例如，美国专利号3,882,083)；烯烃硅氧烷(例如，美国专利号3,989,667)；不饱和的烃二酯(例如，美国专利号4,256,870、美国专利号4,476,166和美国专利号4,562,096)和共轭酶(例如，美国专利号4,465,818和美国专利号4,472,563)；其它有机化合物如氢过氧化物(例如美国专利号4,061,609)；酮(例如，美国专利号3,418,731)；亚砜、胺、膦、亚磷酸酯、腈(例如，美国专利号3,344,111)；二嗪吡啶(diazindines)(例如，美国专利号4,043,977)；和各种盐(例如，美国专利号3,461,185)；或其两种或更多种的组合。合适的抑制剂的实例包括但不限于炔醇，例如乙炔基环己醇和甲基丁炔醇；不饱和羧酸酯，例如马来酸二烯丙酯和马来酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二烯丙酯和马来酸双(甲氧基异丙基)酯；半酯和酰胺等。上述涉及含铂族金属的催化剂的抑制剂的专利通过引用整体并入本文。
抑制剂组分的量不是关键的，并且可以是在室温下延迟上述铂催化的氢化硅烷化反应，同时在中等升高的温度下不阻止所述反应的任何量。由于待使用的任何特定抑制剂的所需量将取决于含铂族金属的催化剂的浓度和类型以及烯基有机硅和硅烷基氢化物反应物的性质和量，因此不可建议具体量的抑制剂用于在室温下获得特定的浴寿命。在实施方案中，所述抑制剂组分的范围可以为0.0006至10重量％，优选0.05至2重量％，甚至0.1至1重量％。
这些可交联的涂料组合物可以使用用于例如纸张涂布的工业设备，如多辊涂布头、气刀系统或均衡杆系统上使用的装置施加到柔性载体或材料上。所述涂料组合物也可以通过刷涂、流涂、浸涂或喷涂施涂。然后可以通过移动穿过加热到50-300℃的隧道式烘箱来固化涂层；这些烘箱中的穿过时间取决于温度；这个时间在大约130℃的温度下通常为大约0.5至20秒且在大约180℃温度下通常为大约1.5至3秒。
用于载体的聚硅氧烷材料也可以选自可光固化或可光活化的聚合物。可光固化是指Si-基聚合物和任选的交联剂、催化剂和敏化剂的混合物可以在UV光、日光下或通过X-射线或其它电子束方法固化。这种聚合物在有些情况下可以与上述烯基有机硅材料相同，但是特别合适的可光固化的聚合物包括选自如下的那些：环氧基烷基-、烯氧基、巯基烷基或所有类型的甲基丙烯酰氧基-或丙烯酰氧基-改性的烃，所述烃通过Si-C或SiO-键连接到硅上，如含甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基烷基的硅氧烷。这样的体系被美国专利号4,678,846公开，其全部内容通过引用并入本文。Weitemeyer等人描述了丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯改性的聚有机硅氧烷混合物，其可以单独使用或以与其它不饱和化合物的混合物使用作为可辐射固化的涂料组合物，以获得“对粘合剂的良好的粘合或粘合性能”。其它合适的可光固化材料描述于WO 2005/063890中，其通过引用以其整体并入本文。
可光活化的有机官能团可以连接到所述可光固化聚合物的末端硅原子上。所述可光固化的聚有机硅氧烷及其异构体可以是SiH-硅烷或SiH-聚有机硅氧烷与可光活化的烯烃之间的金属催化的氢化硅烷化反应的反应产物。可光活化的烯烃的实例包括但不限于，不饱和环氧化物，包括苧烯氧化物、4-乙烯基-环己烯氧化物(VCHO)、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯、1-甲基-4-异丙烯基环己烯氧化物、7-环氧-1-辛烯、2,6-二甲基-2,3-环氧化物、环氧基-7-辛烯、乙烯基降冰片烯一氧化物、二环戊二烯一氧化物、相应的二烯烃等。最优选地，在本发明的方法中使用4-乙烯基环己烯氧化物作为烯烃环氧化物，如美国专利号3,814,730；美国专利号3,775,452和美国专利号3,715,334中所公开的，或与丙烯酸反应的环氧基硅氧烷。可光固化体系的非限制性实例包括在美国专利号5,593,787中公开的那些。通过与其它硅氧烷单元的平衡、缩合或聚合物类似反应(氢化硅烷化)引入有机官能的可光活化基团，以优选产生聚二甲基硅氧烷，例如环氧基烷基-二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷、聚(二甲基-共-二苯基)硅氧烷或含环氧基-烷基-甲基硅氧基的聚二甲基硅氧烷或聚(二甲基-共-甲基苯基)硅氧烷或其混合物。
另一类有用的聚合物是支化的可光固化的聚有机硅氧烷，包括上述烯基有机硅材料。
所述载体组合物的可光固化的有机硅材料也可以是含有通过氧或二价桥接基团连接的两个或更多个硅原子的任何有机硅化合物，其中所述硅中每个硅与1至3个一价基团键合，条件是有机硅化合物含有至少两个硅键合的光反应性或可活化的有机官能烃基。该组分可以是固体或液体，在25℃下自由流动或胶状。在实施方案中，所述可光固化的有机硅材料是具有光反应性基团的含有两个或更多个硅原子的有机官能的聚有机硅氧烷化合物。
在一个非限制性实施方案中，所述可光固化的材料具有下式：
[MmDnToQq]t
其包含单元M＝R4R2SiO1/2，D＝R4RSiO2/2，T＝R4SiO3/2，Q＝SiO4/2，和二价基团R5，至少一个以上的M-、D-和/或T-基团包含至少一个光反应性或光可活化基团如环氧基-、丙烯酰基-、甲基丙烯酰基，丙烯酰基氨基甲酸乙酯、乙烯基醚-或巯基有机基团；R4选自正-、异-、叔-或C1-C30烷基、烯基、烷氧基烷基烃，C5-C30环烷基、环烯基或，C6-C30芳基、烷基芳基，其可以被一个或O-、N-、S-或F-原子取代，例如醚或酰胺或具有高达1000个聚醚单元的C2-C4聚醚；t＝1-5000；m＝1-10；n＝0-12000；o＝0-50；且q＝0-1；R5可以选自桥接硅氧基单元且不超过30mol％的所有硅氧烷单元的二价脂族或芳族正-、异-、叔-或环-C1-C14亚烷基、亚芳基或亚烷基芳基(alkylenaryl)。
所述有机官能的聚有机硅氧烷可以包含连接到硅氧烷链中的硅上的有机官能侧基或包含选自以下通式的单元的封端的聚二甲基硅氧烷，如美国专利号5,814,679中所述公开。R4的非限制性实例是如乙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、3-丁烯基、5-己烯基、7-辛烯基、环己烯基乙基、苧烯基、降冰片烯基乙基、亚乙基降冰片基和苯乙烯基的基团。烯基基团可以连接到末端硅原子上，所述烯烃官能在高级烯基的烯基基团的末端，因为用于制备烯基硅氧烷的α，ω-二烯更容易得到。
含有机官能团的可光固化的聚二有机硅氧烷可以通过制备这种聚二有机硅氧烷的任何常规方法制备。所引用的专利公开了如何引入光反应性基团的多种替代方案。这样的反应包括在相应的有机官能氯硅烷前体水解后含SiOH或SiOR的分子的缩合，带有光反应性基团的不饱和前体通过氢化硅烷化或通过线性和/或不同的环硅氧烷的阴离子或阳离子催化的共聚平衡加成到含SiH的硅氧烷上。例如参见美国专利号4,370,358。
可光固化的有机硅组合物可以含有催化剂和/或光引发剂以促进固化。合适的催化剂包括但不限于金属有机鎓盐、光引发剂等。
在一个实施方案中，用于可光固化的有机硅基聚合物的催化剂可以选自任何合适的鎓盐。根据美国专利号4,977,198，所述鎓盐是公知的，特别是用于环氧官能材料的催化固化。合适的鎓催化剂的非限制性实例包括美国专利号4,576,999和其中的参考文献所描述的那些。用于固化环氧基有机硅的特别合适的UV光引发剂是通式R6 2I+MXn -、R6 3S+MXn -、R6 3Se+MXn -R6 4P+MXn -、R6 4N+MXn -的“鎓”盐，其中由R6表示的不同基团可以是相同或不同的具有C1至C30脂族烃的有机基团，包括可以被取代的2至20个碳原子的芳族碳环基团。配合鎓阴离子可以选自基团MXn，其中MX是非碱性的非亲核阴离子，如BF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、SbCl6、HSO4 -、ClO4 -等。合适的可光固化体系的实例和鎓盐的使用包括在美国专利号4,421,904中描述的那些，其并入本文作为参考。
其它鎓催化剂在本领域中是已知的，如EP 0703236或美国专利号5,866,261的硼酸盐类型，例如B(C6F5)4 -。
所述光引发剂可以是单或多取代的单、双或三芳基盐。
所述配合的鎓阳离子选自第VII、VI和V族的元素。
所述光引发剂可以按照用于特定目的或预期应用的需要进行选择。合适的光引发剂的实例包括二苯甲酮、氧化膦、亚硝基化合物、丙烯酰卤、腙、巯基化合物、pyrillium化合物、三丙烯酰基咪唑、苯并咪唑、氯烷基三嗪、苯偶姻醚、苄基缩酮、噻吨酮、樟脑醌和苯乙酮衍生物。
在一个实施方案中，所述光引发剂选自酰基膦。所述酰基膦可以是单-或双-酰基膦。合适的酰基膦氧化物的实例包括在美国专利号6,803,392中描述的那些，该专利通过引用并入本文。
合适的酰基膦光引发剂的具体实例包括但不限于，二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO)、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO，LAMBERTI Chemical Specialties，Gallarate，意大利)、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(HMPP，可得自Albemarle Corporation，Baton Rouge，La.)、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO，可得自BASF(Ludwigshafen，德国)、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)次膦酸酯(TPO-L)、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819，可得自Ciba Specialty Chemicals，Tarrytown，N.Y.)和双(2，6-二-甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(作为与α-羟基酮混合的1700、1800和1850，来自Ciba)。
α-羟基酮光引发剂的实例可包括1-羟基-环己基苯基酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)和2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(2959)，均获自Ciba Specialty Chemicals(Tarrytown，NY)。
α-氨基酮光引发剂的实例可以包括2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(369)和2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮(907)，二者均得自Ciba Specialty Chemicals(Tarrytown，NY)。
所述可光固化的硅化合物可以通过将所述组合物暴露于UV或可见光而固化。在一个实施方案中，光的波长可以为约200nm至约420nm。
所述载体可以以导热层的约0至约95重量％的量存在；导热层的约10至约80重量％；导热层的约25至约60重量％；导热层的甚至约40至50重量％的量存在。在此，如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的和未公开的范围。
所述导热层可以具有按照用于特定目的或预期应用所需的厚度。在实施方案中，所述导热层可以具有约0.2微米至约500微米，约1微米至约250微米，约2至约100微米，约5微米至约50微米，甚至约10微米至约25微米的厚度。在此如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的和未公开的范围。
所述导热层也可以包括另外的合适的填料。例如，在某些应用中，可能需要阻燃特征和/或可由适用的法规要求的量为0.5至10重量％。例如，在电气或电子应用中使用的电绝缘材料可以直接暴露于电流、短路和/或由于使用相关联的电子组件或电气装置而产生的热。因此，工业标准或规章可以对要求进行合格测试例如燃烧测试等的这种绝缘材料的使用施加条件。适合包含在所述导热层中的阻燃剂可以是膨胀型阻燃剂和/或非膨胀型阻燃剂。在其它实施方案中，阻燃剂是不含卤素且不含锑的。在本发明技术的导热层中也可以使用一种或多种阻燃剂和/或增效剂和/或烟雾抑制剂的共混物。阻燃剂体系的选择将由各种参数，例如所需应用的工业标准，以及导热层的组成决定。阻燃剂可以增加导热层的润滑运动并可帮助增加介电层的弹性强度。
导热层也可以包括除了上面明确排除的材料之外的许多其它添加剂。合适的添加剂的实例包括膨润土、增粘剂(例如松香酯、萜烯、酚，和脂族、芳族合成烃树脂或脂族与芳族合成烃树脂的混合物)、颜料、增强剂、疏水或亲水二氧化硅、碳酸钙、增韧剂、纤维、填料、抗氧化剂、稳定剂及其组合。上述另外的试剂和组分通常以足以获得具有所需最终性能的制品的量加入，在一个实施方案中，为粘合性能。
用于导热层的组合物可以通过任何合适的方法制备。在一个实施方案中，将氮化硼和任何其它填料加入到载体组分中，并且可以手动或机械搅拌混合物，直到氮化硼和其它填料相当均匀地分散在整个载体组分中。
基于电绝缘材料的总重量的导热填料，例如氮化硼的量可以变化。应当理解，基于电绝缘材料的总重量的导热填料的量通常不受限制。基于电绝缘材料的总重量的导热填料的量可以为绝缘材料的总重量的约0.1至80重量％；绝缘材料的总重量的0.1至50重量％；1至50重量％；15至40重量％；甚至20至30重量％。在此如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的或未公开的范围。
所述电绝缘材料可以具有可以约0.1至约5W/mK；约0.5至约4W/mK；约1至约3W/mK；甚至约1.5至约2.5W/mK的热导率。在此，如同说明书和权利要求中的其它地方，数值可结合形成新的和未公开的范围。
本发明的技术技术还提供了一种制造所述电绝缘材料的方法。根据本发明的技术的电绝缘材料可以通过用包含导热填料材料的导热层涂覆介电层的表面并将另一介电层施加到其它介电层的涂覆表面来制造。
所述导热层可以通过任何合适的涂覆技术施加到相应的介电层，所述涂覆技术包括但不限于喷涂、幕涂、刷涂、辊涂、辊对辊涂、迈尔棒涂、刮涂、浇铸、喷涂和印刷倾倒等。应当理解，所述涂覆技术可以涉及涂覆介电层的整个表面，或者其可以涉及涂覆少于介电层的整个表面。所述导热层可以在表面的0-100％的任何位置涂覆。例如，所述导热层可以涂覆表面的80％、表面的60％、表面的40％、表面的20％或甚至小于表面的1％。
为了生产电绝缘材料，可以对所述电绝缘材料施加压力以使介电层充分结合。该压力可以以手动压力、空气压力、热压力的形式进行，包括但不限于来自一件设备如压机、虎钳、辊或重物的力。不受任何特定理论的束缚，所述电绝缘材料可以压缩，并且导热层和介电层之间的毛细作用力可以结合或保持介电层之间的缔合。或者，所述导热层可以含有允许介电层粘附的材料，例如粘合剂如环氧树脂。
可以根据需要添加更多的介电层和额外的导热层来继续该方法，以提供所选择的配置。可以在添加每个连续的介电层之后施加压力，或者可以在添加几个或全部介电层之后施加压力。
所述电绝缘材料可以用作导电装置的一部分，如用于包裹或封装特定组件。如图5中所示，本发明的技术提供了一种导电装置60，其包含导电材料62和设置在所述导电材料62周围的电绝缘材料64。所述电绝缘材料64包含第一介电层66、覆盖在第一介电层66上的第二介电层68和设置在第一介电层66和第二介电层68之间的导热层70。
在图6中，导电装置72包含几个导电材料组件74和设置在所述导电材料74周围的电绝缘材料76。所述电绝缘材料76包含第一介电层78、覆盖在第一介电层78上的第二介电层80和设置在第一介电层78和第二介电层80之间的导热层82。所述导热层82包含导热填料。
所述电绝缘材料显示出良好的导热性。所述电绝缘材料可以提供具有优异导热性的电绝缘体，而不损害电绝缘性和其它性能。所述电绝缘材料能够散热并允许更有效的电转换。
所述电绝缘材料显示出良好的纸张耐热性。另外，所述电绝缘材料表现出改善的纸张介电性能，部分地归因于氮化硼和有机硅涂层的电隔离性能。所述电绝缘材料由于涂层的弹性而保持其弹性性能，并且由于涂层的水渗透性而保持其吸水性能。
所述导电材料可以是金属或任何导电材料。例如，金属可以是任何适当的形式，包括但不限于电缆、电线、管道、变压器、电容器、线圈、电动机、发电机等。
所述电绝缘材料可以通过任何适当的方式，包括但不限于粘合剂、手动压力或任何其它力，选择性地附接到导电装置。另外，所述电绝缘材料可以具有额外的介电层，其中在每个介电层之间具有额外的导热层。
实施例
测量由氮化硼制成的电绝缘材料样品的导热性，并与不含氮化硼的电绝缘材料的对照样品进行比较。
实施例1-2：具有氮化硼-聚硅氧烷层的绝缘材料
所述样品电绝缘材料由多个纤维素纸层形成，其中具有与在每一纸层之间涂覆的聚硅氧烷混合的氮化硼薄片/附聚体层。使用的氮化硼是Momentive HCP和HCPL级的氮化硼。使用的纸是纤维素牛皮纸。
在所述绝缘材料中使用的绝缘纸首先在120℃下干燥24小时，抽真空24小时，然后用氮化硼-聚硅氧烷组合物涂覆。所述涂料组合物中氮化硼与聚硅氧烷的重量比对于HCP样品(实施例1)为35重量％和对于HCPL样品(实施例2)为40中重量％。该涂料组合物包含：100重量份的通式Mvi 2-D80的25℃下约130mPa·s的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷(乙烯基含量为0.9重量％)；6.35份的式Me3SiO(Me2SiO)15(MeHSiO)30SiMe3的聚甲基氢硅氧烷，其在25℃具有30mPa·s的粘度，氢化物含量1.05重量％，提供了2.0的SiH/SiVi摩尔比；0.25pw的抑制剂，特别是乙炔基环己醇；和具有乙烯基硅氧烷配体的Pt(0)-配合物(Pt-Karstedt催化剂)，其提供30ppm的铂-催化剂；以及25重量份BN。将所述组合物的组分在25℃下在烧杯中用混合器混合在一起。
使用迈尔棒将所述涂料混合物涂覆在牛皮纸上，并在130℃的温度下固化20秒。达到的涂层重量为40克/平方米。
使用激光闪光分析(NANOFLASH)测量样品的热导率，穿过平面的热导率和平面内热导率。使用HOTDISK作为整体热导率(bulk thermal conductivity)的测量。对于激光闪光分析，所述样品电绝缘材料由具有与在每一纸层之间涂覆的聚硅氧烷混合的HCP或HCPL层的5个纤维素纸层形成。对于HOTDISK分析，所述样品电绝缘材料由具有与在每一纸层之间涂覆的聚硅氧烷混合的HCP或HCPL层的50个纤维素纸层形成。在测量之前，将所有样品在真空中浸入矿物油中24小时。
如图7-9所示，根据本发明技术的电绝缘材料与不含氮化硼的常规电绝缘材料(对照)相比，显示出改善的导热性。虽然具有与对照类似的平面内热导率，但是实施例1和2与对照相比显示了改进的穿过平面的热导率和总热导率。
实施例3-8：具有氮化硼-矿物油导热层的绝缘材料
所述样品电绝缘材料由多个纤维素纸层形成，其中具有与在每一纸层之间涂覆的矿物油混合的氮化硼薄片/附聚体层。使用的氮化硼是Momentive HCP和HCPL级的氮化硼。使用的纸是纤维素牛皮纸。实验中改变氮化硼的负载。
在绝缘材料中使用的绝缘纸首先在120℃下干燥24小时，抽真空24小时，然后用氮化硼-矿物油组合物涂覆以提供基于电绝缘材料的总重量计具有13-15重量％氮化硼负载的电绝缘材料。所述涂料组合物中氮化硼与矿物油的重量比为3:7。将所述电绝缘材料在1700PSI下在Hull压力机中压制10分钟。将样品冲压成1英寸盘用于热导率测试。
使用激光闪光分析(NANOFLASH)测量样品的热导率，穿过平面的热导率和平面内热导率。使用HOTDISK作为整体热导率的测量。对于激光闪光分析，所述样品电绝缘材料由具有与在每个纸层之间涂覆的聚硅氧烷混合的HCP(实施例3)或HCPL(实施例4)的层的5个纤维素纸层，和具有与在每个纸层之间涂覆的聚硅氧烷混合的HCP(实施例5)或HCPL(实施例6)层的10个纤维素纸层形成。对于HOTDISK分析，所述样品电绝缘材料由具有与在每个纸层之间涂覆的聚硅氧烷混合的HCP或HCPL的层的10个纤维素纸层，和具有与在每个纸层之间涂覆的聚硅氧烷混合的HCP(实施例7)或HCPL(实施例8)层的50个纤维素纸层形成。
如图10-15所示，根据本技术的电绝缘材料与不含氮化硼的常规电绝缘材料(对照)相比，显示出改善的导热性。
上面已经描述了本发明技术的实施方案并且在阅读和理解此说明书的基础上可以进行其它的变化与改变。下面的权利要求书意在包括所有的变化和改变，只要它们在所述权利要求书或其等价物的范围内。

Claims (46)

1.一种电绝缘材料，其包含:
多个介电层；和
设置在相邻的介电层之间的导热层，所述导热层包含导热填料。
2.根据权利要求1所述的电绝缘材料，其中所述导热层包含设置在载体中的导热填料。
3.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述导热填料选自六方氮化硼，氧化锌，玻璃纤维，玻璃片，粘土，剥离粘土，碳酸钙，滑石，云母，硅灰石，硅铝酸盐，氮化铝，石墨，铝、铜、青铜或黄铜的金属粉末或薄片，或其两种或多种的组合，铝、铜、青铜、黄铜、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝、氧化锌的纤维或晶须，或其两种或更多种的组合，碳纳米管，石墨烯，氮化硼纳米管，氮化硼纳米片，氮化硼纤维，氧化锌纳米管，或其两种或更多种的组合。
4.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述导热填料进一步包含选自如下的添加剂：膨润土、增粘剂、脂族松香酯、萜烯、酚、脂族合成烃树脂、芳族合成烃树脂、颜料、增强剂、疏水性二氧化硅、亲水性二氧化硅、碳酸钙、增韧剂、纤维、填料、抗氧化剂、稳定剂及其两种或更多种的组合。
5.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述载体选自水、有机溶剂或其组合。
6.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述载体是载体油，选自矿物油、植物油、多元醇、酯、环氧化物、硅油、聚烯烃、聚α-烯烃二醇、聚亚烷基二醇、链烷烃、异链烷烃、环烷属矿物质或其两种或更多种的组合。
7.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述载体材料选自树脂。
8.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述载体材料选自环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯、有机官能化聚硅氧烷、聚酰亚胺、氟碳化合物、苯并环丁烯、氟化聚烯丙基醚、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、苯酚甲酚、芳族聚酯、聚苯醚(PPE)、双马来酰亚胺、氟树脂或其两种或更多种的组合。
9.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述载体材料选自有机硅、聚二甲基硅氧烷、聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚烷基芳基硅氧烷、聚醚硅氧烷共聚物或其两种或更多种的组合。
10.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述载体材料选自聚合物或两种或更多种聚合物的组合。
11.根据权利要求10所述的电绝缘材料，其中所述聚合物通过以下机理交联：自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、缩聚、加聚、氢化硅烷化、齐格勒-纳塔聚合、复分解聚合或其两种或更多种的组合。
12.根据权利要求10所述的电绝缘材料，其中所述聚合物通过以下方法固化：热固化、通过辐射固化、在室温条件下固化、通过氧化固化体系固化、通过湿气固化体系固化、物理固化或其两种或更多种方法的组合。
13.根据权利要求10所述的电绝缘材料，其中聚合物具有大约150至大约1,000,000道尔顿的平均分子量。
14.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述导热层包含0.1重量％至约80重量％的量的导热填料。
15.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述导热填料包括氮化硼薄片、附聚物、纳米颗粒、纳米片、纤维，或其两种或更多种的组合。
16.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述电绝缘材料具有所述电绝缘材料的约5重量％至约50重量％的总导热填料负载。
17.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述电绝缘材料的热导率为至少0.1W/mK。
18.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述导热层进一步包含阻燃材料。
19.根据权利要求2所述的电绝缘材料，其中所述介电层选自织造纤维材料、非织造纤维材料、膜、层压体或其两种或更多种的组合。
20.根据权利要求2所述的电绝缘材料，包含至少两个介电层。
21.根据权利要求2所述的电绝缘材料，包含至少五个介电层。
22.根据权利要求2所述的电绝缘材料，包含至少十个介电层。
23.根据权利要求2所述的电绝缘材料，包含2-15个介电层。
24.一种导电装置，其包含：
导电材料；和
围绕所述导电材料设置的电绝缘材料，所述电绝缘材料包含根据权利要求1-23中任一项所述的电绝缘材料。
25.一种电绝缘材料，其包含:
第一介电层；
覆盖在所述第一介电层上的第二介电层；和
设置在所述第一与第二介电层之间的导热层，所述导热层包含导热填料。
26.一种电绝缘材料，其包含:
具有第一和第二表面的介电层；和
围绕所述介电层的第一表面设置的第一导热层，所述导热层包含第一导热填料。
27.根据权利要求26所述的电绝缘材料，进一步包含设置在所述介电层的第二表面周围的第二导热层，所述第二导热层包含第二导热填料。
28.一种导电装置，其包含：
导电材料；和
围绕所述导电材料设置的电绝缘材料，所述电绝缘材料包含第一介电层，覆盖在所述第一介电层上的第二介电层，和设置在所述第一和第二介电层之间的导热层，所述导热层包含导热填料。
29.一种用于制造电绝缘材料的方法，包含以下步骤：
(i)用包含设置在载体中的导热填料的组合物涂覆第一介电层的暴露表面；和
(ii)将第二介电层施加到包含所述涂层的第一介电层的涂覆表面上以提供绝缘材料。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包含对所述电绝缘材料施加压力的步骤。
31.根据权利要求29所述的方法，进一步包含以下步骤：用涂料组合物涂覆第二介电层的暴露表面并将第三介电层施加到第二介电层的涂覆表面上。
32.一种电绝缘材料，其包含:
多个介电层，其选自纸材料、纤维素基材料或其两种或更多种的组合；和
设置在相邻的介电层之间的导热层，所述导热层包括设置在选自矿物油、有机硅基材料或其两种或更多种的组合的载体中的氮化硼填料。
33.根据权利要求32所述的绝缘材料，其中所述氮化硼填料选自六方氮化硼、片状氮化硼、氮化硼附聚体、氮化硼纳米管、氮化硼纤维、氮化硼纳米片或两种或更多种的组合。
34.根据权利要求32或33所述的绝缘材料，其中所述载体包含有机官能化的硅氧烷。
35.根据权利要求32或33所述的绝缘材料，其中所述载体包含聚二甲基硅氧烷。
36.根据权利要求32-35中任一项所述的绝缘材料，其中所述多个介电层中的至少一个包含牛皮纸。
37.根据权利要求32-35中任一项所述的绝缘材料，其中所述多个介电层中的至少一个包含纤维素基材料。
38.根据权利要求32-37中任一项所述的绝缘材料，其中所述导热层包含约15至约50重量％的量的氮化硼填料和约50至约85重量％的量的载体。
39.根据权利要求32-37中任一项所述的绝缘材料，其中所述导热层包含约20至约40重量％的量的氮化硼填料和约60至约80重量％的量的载体。
40.一种组合物，其包含(a)可固化的有机硅基组合物和(b)氮化硼填充材料。
41.根据权利要求40所述的组合物，其中所述可固化的有机硅基组合物选自可光固化组合物、热可固化组合物或其两种或更多种的组合。
42.根据权利要求40所述的组合物，其中所述可固化的有机硅基组合物包含不饱和有机硅和硅烷基氢化物。
43.根据权利要求40所述的组合物，其中所述不饱和有机硅化合物选自下式的烯基有机硅化合物：
QuTpTp’viDwDvi xMvi yMz，
其中Q是SiO4/2，T是R1SiO3/2，Tvi是R2SiO3/2，D是R1 2SiO2/2，Dvi是R1R2SiO2/2，Mvi是R2 gR1 3- gSiO1/2，M是R1 3SiO1/2；R2是乙烯基；每次出现的R1独立地为C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基、芳基、取代的芳基，其中R1任选地含有至少一个杂原子；每个g具有1至3的值，p为0至20，u为0至20，v为0至20，w为0至5000，x为0至5000，y为0至20，且z为0至20，条件是v+p+p’+w+x+y等于1至10,000，且满足含有至少一个不饱和基团的化合物中的所有元素的化合价；和
所述硅烷基氢化物选自式M’aMH bD’cDH dT’eTH fQ’h的化合物，其中下标a、b、c、d、e、f和h使得硅氧烷型反应物的摩尔质量为100至100,000道尔顿且在所述硅烷基氢化物中存在至少两个氢化物原子；M’基团选自式R3 3SiO1/2的单官能基团，D’选自式R3 2SiO2/2的双官能基团，T’选自式R3SiO3/2的三官能基团，且Q’选自式SiO4/2的四官能基团，MH选自HR3 2SiO1/2，TH选自HSiO3/2，DH选自R3HSiO2/2，其中每次出现的R3独立地为C1-C40烷基、C1-C40取代的烷基、C6-C14芳基或取代的芳基，其中R3任选地含有至少一个杂原子。
44.根据权利要求44所述的组合物，其中所述烯基有机硅是式MviDwMvi的化合物。
45.根据权利要求40-44中任一项所述的组合物，其中所述氮化硼填料选自六方氮化硼、片状氮化硼、氮化硼附聚体、氮化硼纳米管、氮化硼纤维、氮化硼纳米片或两种或更多种的组合。
46.一种介电层，其涂覆有根据权利要求40-45中任一项所述的组合物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020019312A1 (zh) * 2018-07-27 2020-01-30 无锡艾克柏国际微电子科技有限公司 多层复合半导体基板结构及其制备方法
CN111099596A (zh) * 2019-12-30 2020-05-05 东北石油大学 一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面包覆高疏水氮化硼纳米片薄层的简易方法
CN112735706A (zh) * 2020-12-23 2021-04-30 晟大科技(南通)有限公司 一种导热云母带的制备方法
CN112746522A (zh) * 2020-03-25 2021-05-04 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种高介电性能复合芳纶纸

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102335771B1 (ko) * 2014-12-01 2021-12-06 삼성전자주식회사 열전도 필름을 가진 반도체 패키지
US10425989B2 (en) * 2016-12-20 2019-09-24 Goodrich Corporation Heated floor panels with thermally conductive and electrically insulating fabric
US11434381B2 (en) 2017-03-06 2022-09-06 Bic-Violex Sa Coating
CN107205310B (zh) * 2017-06-29 2019-12-24 惠科股份有限公司 一种电路板和显示装置
RU2661480C1 (ru) * 2017-09-25 2018-07-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Термостойкая полиоргансилоксановая композиция для защиты от нейтронного излучения
CN108459254B (zh) * 2018-01-25 2020-09-15 广东中鹏电气有限公司 一种电力设备用绝缘纸老化试验的预处理方法
CN110733225B (zh) * 2018-10-19 2021-07-09 嘉兴学院 一种高导热高韧性覆铜板的制备方法
CN111218114A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 北京橡胶工业研究设计院有限公司 一种导电苯基硅橡胶及其制备方法
US20220064381A1 (en) * 2020-09-03 2022-03-03 Illinois Tool Works Inc. Silicone potting composition and uses thereof
JP7301920B2 (ja) * 2021-08-31 2023-07-03 デンカ株式会社 特定の窒化ホウ素粒子を含む粉末、放熱シート及び放熱シートの製造方法
US11828027B1 (en) * 2022-08-31 2023-11-28 Packaging And Crating Technologies, Llc Fire resistant retail product packaging materials and method of manufacturing same
CN116285771A (zh) * 2022-12-22 2023-06-23 隆基绿能科技股份有限公司 导热填料及其制备方法、灌封胶及其制备方法、接线盒、光伏组件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101627077A (zh) * 2006-12-01 2010-01-13 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 有机硅粘合剂组合物及其制备方法
CN101735563A (zh) * 2009-12-04 2010-06-16 郎玉龙 一种复合导热绝缘膜及其制造方法
CN103497739A (zh) * 2013-10-09 2014-01-08 中国科学院深圳先进技术研究院 导热膏及其制备方法
CN103547634A (zh) * 2011-05-02 2014-01-29 松下电器产业株式会社 热固化性树脂组合物、预浸料、层压板、覆金属箔层压板以及电路基板
US20140080951A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Chandrashekar Raman Thermally conductive plastic compositions, extrusion apparatus and methods for making thermally conductive plastics

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH405450A (de) * 1961-02-17 1966-01-15 Moser Glaser & Co Ag Verfahren zur Herstellung eines kondensator-gesteuerten Giessharz-Isolierkörpers um einen elektrischen Leiter
US3650954A (en) * 1963-06-03 1972-03-21 Tatsuta Densen Kk Insulating paper of good thermal conductivity
US4471837A (en) * 1981-12-28 1984-09-18 Aavid Engineering, Inc. Graphite heat-sink mountings
US4869954A (en) * 1987-09-10 1989-09-26 Chomerics, Inc. Thermally conductive materials
US5071794A (en) * 1989-08-04 1991-12-10 Ferro Corporation Porous dielectric compositions
US5591034A (en) * 1994-02-14 1997-01-07 W. L. Gore & Associates, Inc. Thermally conductive adhesive interface
US6096414A (en) * 1997-11-25 2000-08-01 Parker-Hannifin Corporation High dielectric strength thermal interface material
US20010001550A1 (en) * 1998-11-12 2001-05-24 Janusz Bryzek Integral stress isolation apparatus and technique for semiconductor devices
KR100428888B1 (ko) * 1999-08-27 2004-04-29 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 절연재 및 전기권선과 그 제조법
US7445797B2 (en) * 2005-03-14 2008-11-04 Momentive Performance Materials Inc. Enhanced boron nitride composition and polymer-based compositions made therewith
US6509808B1 (en) * 1999-09-17 2003-01-21 Lockhead Martin Energy Research High thermal conductivity lossy dielectric using a multi layer configuration
US20030139510A1 (en) * 2001-11-13 2003-07-24 Sagal E. Mikhail Polymer compositions having high thermal conductivity and dielectric strength and molded packaging assemblies produced therefrom
US7514709B2 (en) * 2003-04-11 2009-04-07 Silecs Oy Organo-silsesquioxane polymers for forming low-k dielectrics
US7776392B2 (en) * 2005-04-15 2010-08-17 Siemens Energy, Inc. Composite insulation tape with loaded HTC materials
US20050274774A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Smith James D Insulation paper with high thermal conductivity materials
US8766435B2 (en) * 2004-06-30 2014-07-01 Stmicroelectronics, Inc. Integrated circuit package including embedded thin-film battery
US20060011376A1 (en) * 2004-07-16 2006-01-19 General Electric Company Multi-axial electrically conductive cable with multi-layered core and method of manufacture and use
WO2006023860A2 (en) * 2004-08-23 2006-03-02 General Electric Company Thermally conductive composition and method for preparing the same
US7665663B2 (en) * 2006-07-07 2010-02-23 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Method and apparatus for target discrimination within return signals
US7547847B2 (en) * 2006-09-19 2009-06-16 Siemens Energy, Inc. High thermal conductivity dielectric tape
CN102136327B (zh) * 2010-01-25 2012-12-26 3M创新有限公司 导热绝缘垫片
DE102010041630B4 (de) * 2010-09-29 2017-05-18 Siemens Aktiengesellschaft Verwendung eines elektrisch isolierenden Nanokomposits mit halbleitenden oder nichtleitenden Nanopartikeln
DE102011008454A1 (de) * 2011-01-07 2012-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Isolationsanordnung für eine HGÜ-Komponente mit wandartigen Feststoffbarrieren
US20140246929A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-04 General Electric Company High thermal conductivity insulation for electrical machines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101627077A (zh) * 2006-12-01 2010-01-13 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 有机硅粘合剂组合物及其制备方法
CN101735563A (zh) * 2009-12-04 2010-06-16 郎玉龙 一种复合导热绝缘膜及其制造方法
CN103547634A (zh) * 2011-05-02 2014-01-29 松下电器产业株式会社 热固化性树脂组合物、预浸料、层压板、覆金属箔层压板以及电路基板
US20140080951A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Chandrashekar Raman Thermally conductive plastic compositions, extrusion apparatus and methods for making thermally conductive plastics
CN103497739A (zh) * 2013-10-09 2014-01-08 中国科学院深圳先进技术研究院 导热膏及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020019312A1 (zh) * 2018-07-27 2020-01-30 无锡艾克柏国际微电子科技有限公司 多层复合半导体基板结构及其制备方法
CN111099596A (zh) * 2019-12-30 2020-05-05 东北石油大学 一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面包覆高疏水氮化硼纳米片薄层的简易方法
CN111099596B (zh) * 2019-12-30 2022-09-27 东北石油大学 一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面包覆高疏水氮化硼纳米片薄层的简易方法
CN112746522A (zh) * 2020-03-25 2021-05-04 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种高介电性能复合芳纶纸
CN112735706A (zh) * 2020-12-23 2021-04-30 晟大科技(南通)有限公司 一种导热云母带的制备方法

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