CN107163543A - 一种复合绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合绝缘材料及其制备方法，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：聚碳酸酯20‑40份，聚丁二酸丁二醇酯12‑20份，玻璃纤维5‑10份，丁苯橡胶5‑10份，聚二烯丙基二甲基氯化铵2‑4份，KH550硅烷偶联剂1‑4份，聚对苯二甲酸酯纤维11‑18份，聚丙烯6‑12份，亚磷酸三苯酯4‑8份，氢氧化镁6‑12份，填料5‑10份。本发明具有突出的耐热性能，耐热温度高达200℃，拉伸强度为50MPa以上，其击穿场强为40KV/mm以上。生产工艺为现有常规技术，简单易于操作，适于大批量生产。

Description

一种复合绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘材料技术领域，具体涉及一种复合绝缘材料及其制备方法。
背景技术
电阻系数大于109Ω.cm的材料在电工技术上叫做绝缘材料，电工常用的绝缘材料按其化学性质不同，可分为无机具有材料，有机绝缘材料和混合绝缘材料。（1）无机绝缘材料：有云母，石棉，大理石，瓷器，玻璃，硫磺等，主要做电机，电气的绕组绝缘，开关的底板和绝缘子等。（2）有机绝缘材料：有虫胶，树脂，橡胶，棉纱，纸，麻，蚕丝，人造丝，大多用于制造绝缘漆，绕组导线的被覆绝缘物等。（3）混合绝缘材料：由以上两种材料加工制成的各种成型绝缘材料，用做电器的底座，外壳等。
绝缘材料应具有良好的介电性能，即具有较高的绝缘电阻和耐压强度，并能避免发生漏电，爬电或击穿等事故；其次耐热性能要好，其中尤其以不因长期受热作用（热老化）而产生性能变化最为重要；此外还有良好的导热性，耐潮和有较高的机械强度以及工艺加工方便等。
在不降低原有电绝缘性能的同时，提高绝缘材料的耐击穿性和耐热性，对于降低现有普通电子电工产品的制造成本，缩小整机重量和体积，提高运行可靠性等方面将起到重要的促进作用。近年来随着现代工业技术的发展，微电子，特种电机，电器制造，航空，航天等领域对绝缘材料性能的要求不再仅仅局限于电绝缘和力学性能，要求提高绝缘材料耐击穿性和耐热性的呼声越来越高。由于组成中含有90％的无机纤维，无机陶瓷纤维纸具有突出的耐热性能，耐热温度高达250℃，绝缘寿命长，而且在导热性，吸漆能力方面优于聚芳酰胺纸；但无机陶瓷纤维纸的拉伸强度和伸长率比聚芳酰胺纸低，纸质相对松软，这在很大程度影响了它的广泛使用。在保证电机，电器产品质量稳定与可靠的前提下，提高绝缘层的耐击穿性和耐热性是改进电机，电器绝缘重要措施之一，提高绝缘产品吸湿性，耐热性之关键在于选择具有耐击穿性和耐热性的绝缘材料。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种复合绝缘材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种复合绝缘材料，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：
聚碳酸酯20-40份，
聚丁二酸丁二醇酯12-20份，
玻璃纤维5-10份，
丁苯橡胶5-10份，
聚二烯丙基二甲基氯化铵2-4份，
KH550硅烷偶联剂1-4份，
聚对苯二甲酸酯纤维11-18份，
聚丙烯6-12份，
亚磷酸三苯酯4-8份，
氢氧化镁6-12份，
填料5-10份。
进一步地，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：
聚碳酸酯30份，
聚丁二酸丁二醇酯16份，
玻璃纤维7份，
丁苯橡胶8份，
聚二烯丙基二甲基氯化铵3份，
KH550硅烷偶联剂2份，
聚对苯二甲酸酯纤维15份，
聚丙烯9份，
亚磷酸三苯酯6份，
氢氧化镁9份，
填料8份。
进一步地，所述填料为贝壳粉与硝酸钇。
进一步地，所述贝壳粉的平均粒径为1-3微米；硝酸钇的平均粒径为0.8-1.5微米。
一种复合绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所需重量份准备好各项原料；
（2）将聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纤维、丁苯橡胶、聚二烯丙基二甲基氯化铵、KH550硅烷偶联剂、聚对苯二甲酸酯纤维、聚丙烯、亚磷酸三苯酯、氢氧化镁和填料都投入至高速混合机中，在高速混合机中搅拌至均匀；
（3）将步骤（2）搅拌均匀后的混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出并造粒，双螺杆挤出机机头温度为160-170℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度180-190℃，二区温度为200-205℃，三区温度为215-220℃，四区温度为225-230℃；挤出后将材料切粒，冷却后，得到所述复合绝缘材料。
进一步地，所述步骤（2）中高速混合机中搅拌转速为100-150r/min。
进一步地，所述步骤（3）中双螺杆挤出机机头温度为168℃。
进一步地，所述步骤（3）中双螺杆挤出机区段温度为：一区温度185℃，二区温度为203℃，三区温度为218℃，四区温度为228℃。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
采用聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纤维、丁苯橡胶和聚二烯丙基二甲基氯化铵等原料制备得到的复合绝缘材料，具有突出的耐热性能，耐热温度高达200℃，绝缘寿命长，应用于电机、电器绝缘时热传导系数高，可以有效提高电机、电器的持续工作时间，延长使用寿命。本发明可更经济地应用于耐热等级H级(180℃)以上的特种电机、电器、电子变压器绝缘系统；有效地改善了常规的绝缘材料的拉伸强度和耐击穿强度，本发明的绝缘材料的拉伸强度为50MPa以上，其击穿场强为40KV/mm以上。生产工艺为现有常规技术，无须改造设备，简单易于操作，适于大批量生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种复合绝缘材料，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：
聚碳酸酯20份，
聚丁二酸丁二醇酯12份，
玻璃纤维5份，
丁苯橡胶5份，
聚二烯丙基二甲基氯化铵2份，
KH550硅烷偶联剂1份，
聚对苯二甲酸酯纤维11份，
聚丙烯6份，
亚磷酸三苯酯4份，
氢氧化镁6份，
填料5份。
所述填料为贝壳粉与硝酸钇。
所述贝壳粉的平均粒径为1-3微米；硝酸钇的平均粒径为0.8-1.5微米。
一种复合绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所需重量份准备好各项原料；
（2）将聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纤维、丁苯橡胶、聚二烯丙基二甲基氯化铵、KH550硅烷偶联剂、聚对苯二甲酸酯纤维、聚丙烯、亚磷酸三苯酯、氢氧化镁和填料都投入至高速混合机中，在高速混合机中搅拌至均匀；
（3）将步骤（2）搅拌均匀后的混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出并造粒，双螺杆挤出机机头温度为160-170℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度180-190℃，二区温度为200-205℃，三区温度为215-220℃，四区温度为225-230℃；挤出后将材料切粒，冷却后，得到所述复合绝缘材料。
所述步骤（2）中高速混合机中搅拌转速为100-150r/min。
所述步骤（3）中双螺杆挤出机机头温度为168℃。
所述步骤（3）中双螺杆挤出机区段温度为：一区温度185℃，二区温度为203℃，三区温度为218℃，四区温度为228℃。
实施例2
一种复合绝缘材料，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：
聚碳酸酯40份，
聚丁二酸丁二醇酯20份，
玻璃纤维10份，
丁苯橡胶10份，
聚二烯丙基二甲基氯化铵4份，
KH550硅烷偶联剂4份，
聚对苯二甲酸酯纤维18份，
聚丙烯12份，
亚磷酸三苯酯8份，
氢氧化镁12份，
填料10份。
所述填料为贝壳粉与硝酸钇。
所述贝壳粉的平均粒径为1-3微米；硝酸钇的平均粒径为0.8-1.5微米。
一种复合绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所需重量份准备好各项原料；
（2）将聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纤维、丁苯橡胶、聚二烯丙基二甲基氯化铵、KH550硅烷偶联剂、聚对苯二甲酸酯纤维、聚丙烯、亚磷酸三苯酯、氢氧化镁和填料都投入至高速混合机中，在高速混合机中搅拌至均匀；
（3）将步骤（2）搅拌均匀后的混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出并造粒，双螺杆挤出机机头温度为160-170℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度180-190℃，二区温度为200-205℃，三区温度为215-220℃，四区温度为225-230℃；挤出后将材料切粒，冷却后，得到所述复合绝缘材料。
所述步骤（2）中高速混合机中搅拌转速为100-150r/min。
所述步骤（3）中双螺杆挤出机机头温度为168℃。
所述步骤（3）中双螺杆挤出机区段温度为：一区温度185℃，二区温度为203℃，三区温度为218℃，四区温度为228℃。
实施例3
一种复合绝缘材料，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：
聚碳酸酯30份，
聚丁二酸丁二醇酯16份，
玻璃纤维7份，
丁苯橡胶8份，
聚二烯丙基二甲基氯化铵3份，
KH550硅烷偶联剂2份，
聚对苯二甲酸酯纤维15份，
聚丙烯9份，
亚磷酸三苯酯6份，
氢氧化镁9份，
填料8份。
所述填料为贝壳粉与硝酸钇。
所述贝壳粉的平均粒径为1-3微米；硝酸钇的平均粒径为0.8-1.5微米。
一种复合绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按所需重量份准备好各项原料；
（2）将聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纤维、丁苯橡胶、聚二烯丙基二甲基氯化铵、KH550硅烷偶联剂、聚对苯二甲酸酯纤维、聚丙烯、亚磷酸三苯酯、氢氧化镁和填料都投入至高速混合机中，在高速混合机中搅拌至均匀；
（3）将步骤（2）搅拌均匀后的混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出并造粒，双螺杆挤出机机头温度为160-170℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度180-190℃，二区温度为200-205℃，三区温度为215-220℃，四区温度为225-230℃；挤出后将材料切粒，冷却后，得到所述复合绝缘材料。
所述步骤（2）中高速混合机中搅拌转速为100-150r/min。
所述步骤（3）中双螺杆挤出机机头温度为168℃。
所述步骤（3）中双螺杆挤出机区段温度为：一区温度185℃，二区温度为203℃，三区温度为218℃，四区温度为228℃。
采用聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纤维、丁苯橡胶和聚二烯丙基二甲基氯化铵等原料制备得到的复合绝缘材料，具有突出的耐热性能，耐热温度高达200℃，绝缘寿命长，应用于电机、电器绝缘时热传导系数高，可以有效提高电机、电器的持续工作时间，延长使用寿命。本发明可更经济地应用于耐热等级H级(180℃)以上的特种电机、电器、电子变压器绝缘系统；有效地改善了常规的绝缘材料的拉伸强度和耐击穿强度，本发明的绝缘材料的拉伸强度为50MPa以上，其击穿场强为40KV/mm以上。生产工艺为现有常规技术，无须改造设备，简单易于操作，适于大批量生产。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合绝缘材料，其特征在于，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：
聚碳酸酯20-40份，
聚丁二酸丁二醇酯12-20份，
玻璃纤维5-10份，
丁苯橡胶5-10份，
聚二烯丙基二甲基氯化铵2-4份，
KH550硅烷偶联剂1-4份，
聚对苯二甲酸酯纤维11-18份，
聚丙烯6-12份，
亚磷酸三苯酯4-8份，
氢氧化镁6-12份，
填料5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘材料，其特征在于，所述复合绝缘材料包括以下按重量份计的原料：
聚碳酸酯30份，
聚丁二酸丁二醇酯16份，
玻璃纤维7份，
丁苯橡胶8份，
聚二烯丙基二甲基氯化铵3份，
KH550硅烷偶联剂2份，
聚对苯二甲酸酯纤维15份，
聚丙烯9份，
亚磷酸三苯酯6份，
氢氧化镁9份，
填料8份。
3.根据权利要求1所述的一种复合绝缘材料，其特征在于，所述填料为贝壳粉与硝酸钇。
4.根据权利要求3所述的一种复合绝缘材料，其特征在于，所述贝壳粉的平均粒径为1-3微米；硝酸钇的平均粒径为0.8-1.5微米。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按所需重量份准备好各项原料；
（2）将聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、玻璃纤维、丁苯橡胶、聚二烯丙基二甲基氯化铵、KH550硅烷偶联剂、聚对苯二甲酸酯纤维、聚丙烯、亚磷酸三苯酯、氢氧化镁和填料都投入至高速混合机中，在高速混合机中搅拌至均匀；
（3）将步骤（2）搅拌均匀后的混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出并造粒，双螺杆挤出机机头温度为160-170℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度180-190℃，二区温度为200-205℃，三区温度为215-220℃，四区温度为225-230℃；挤出后将材料切粒，冷却后，得到所述复合绝缘材料。
6.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中高速混合机中搅拌转速为100-150r/min。
7.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中双螺杆挤出机机头温度为168℃。
8.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中双螺杆挤出机区段温度为：一区温度185℃，二区温度为203℃，三区温度为218℃，四区温度为228℃。
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