CN108250686A - 一种导热耐压高击穿电力绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热耐压高击穿电力绝缘材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：环氧树脂70‑90份、聚碳酸酯10‑20份、石墨烯2‑4份、聚丁二酸丁二醇酯6‑8份、聚甲基丙烯酸丁酯9‑13份、白炭黑10‑12份、KH550硅烷偶联剂6‑8份、增强添加物10‑14份、复配橡胶25‑35份、硫化剂2‑3份、绝缘导热添加物8‑10份、二氧化硅2‑4份、阻燃添加物9‑11份、加工助剂7‑9份、增效助剂4‑8份。本发明导热系数高、力学性能和抗压、抗拉强度较好、击穿电压较高、绝缘性能优异，同时还有一定的阻燃和防静电性能，此外发明的制备方法，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种导热耐压高击穿电力绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电力材料技术领域，具体涉及一种导热耐压高击穿电力绝缘材料及其制备方法。
背景技术
目前，高压输电线路和变电站所用的干式变压器、干式电流、电压互感器等均采用环氧树脂作为外包敷材料，普遍存在着防水性差、低温易开裂等缺点，同时，这些材料在生产过程中需要二次加热深度硫化，能源消耗大。硅橡胶因具有优异的耐热性、抗寒性和电气绝缘性等被广泛应用于电子电气等行业。然而，正是由于这种突出的电绝缘性能，使硅橡胶基绝缘材料在使用过程中表面容易积累电荷，产生严重的静电现象，降低了使用的安全性。现有技术通常采用表面涂布抗静电剂和在材料内部添加导电填料（如乙炔炭黑）两种方法来消除静电。前者效果虽好，但持续性差，使用过程中经擦拭成水洗得容易失去抗静电性；后者的持久性好，但从根本上改变了材料的电绝缘性能，在电绝缘要求较高的电器设备上却不适用。
另一方面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。
综上所述，因此需要一种更好的绝缘材料来改善现有技术的不足，从而推动行业的发展。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，该绝缘材料导热系数高、力学性能和抗压、抗拉强度较好、击穿电压较高、绝缘性能优异，同时还有一定的阻燃和防静电性能，此外发明的制备方法，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
环氧树脂70-90份、聚碳酸酯10-20份、石墨烯2-4份、聚丁二酸丁二醇酯6-8份、聚甲基丙烯酸丁酯 9-13 份、白炭黑10-12份、KH550硅烷偶联剂6-8份、增强添加物10-14份、复配橡胶25-35份、硫化剂2-3份、绝缘导热添加物8-10份、二氧化硅2-4份、阻燃添加物9-11份、加工助剂7-9份、增效助剂4-8份。
优选地，所述导热耐压高击穿电力绝缘材料包括以下重量份的原料：
环氧树脂80份、聚碳酸酯15份、石墨烯3份、聚丁二酸丁二醇酯7份、聚甲基丙烯酸丁酯11 份、白炭黑11份、KH550硅烷偶联剂7份、增强添加物12份、复配橡胶30份、硫化剂2.5份、绝缘导热添加物9份、二氧化硅3份、阻燃添加物10份、加工助剂8份、增效助剂6份。
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和多官能团型环氧树脂中的一种，其参数为：环氧值0.55，40℃时的运动粘度≤1800mPa·S。
优选地，所述增强添加物为硅酸铝纤维棉、增强纤维、无碱玻纤布按照重量比3:4:2组成的混合物；
所述增强纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为1-3mm， 强度为2000-2200MPa，模量为105-125GPa。
优选地，所述复配橡胶为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯基硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶按照重量比3:2:3:2组成的混合物。
优选地，所述绝缘导热添加物为碳化硅粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末、滑石粉，按照重量比2:3:1:2组成的混合物，所述绝缘导热添加物的规格为过300目。
优选地，所述阻燃添加物为三氧化二锑、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，按照重量比2:1:4:3组成的混合物。
优选地，所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、相容剂、催化剂按照重量比3:1:2:1组成的混合物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛酯的混合物，所述润滑剂为硬脂酸锌和石蜡的混合物，所述相容剂为ST-1 相容剂，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述增效助剂为抗氧剂、防静电剂、增粘剂按照重量比2:1:3组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1024，所述防静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述增粘剂为聚乙烯醇。
本发明还提供一种导热耐压高击穿电力绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将KH550硅烷偶联剂、白炭黑、二氧化硅、增强添加物、阻燃添加物、绝缘导热添加物放入搅拌机，搅拌15-25分钟，搅拌转速为250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将带有搅拌机的反应釜并预热至50-60℃，加入环氧树脂、聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯，在搅拌转速为300-400r/min下搅拌10-20分钟，加入加工助剂，再升温到110-120℃以搅拌转速250-350r/min搅拌反应20-30分钟，得到混合物B；
步骤四，将复配橡胶、硫化剂混合导入混炼机中混炼30-40分钟，混炼温度为400-420℃，再加入步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B、石墨烯、阻燃添加物、增效助剂，继续混炼，混炼温度为360-380℃，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C用双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度180-190℃、第二段温度190-200℃、第三段温度200-210℃、第四段温度210-220℃、第五段温度220-230℃、第六段温度230-240℃，模头温度250℃，螺杆转速为65-75r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的导热耐压高击穿电力绝缘材料。
优选地，所述导热耐压高击穿电力绝缘材料的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将KH550硅烷偶联剂、白炭黑、二氧化硅、增强添加物、阻燃添加物、绝缘导热添加物放入搅拌机，搅拌20分钟，搅拌转速为300r/min，得到混合物A；
步骤三，将带有搅拌机的反应釜并预热至55℃，加入环氧树脂、聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯，在搅拌转速为350r/min下搅拌15分钟，加入加工助剂，再升温到115℃以搅拌转速300r/min搅拌反应25分钟，得到混合物B；
步骤四，将复配橡胶、硫化剂混合导入混炼机中混炼35分钟，混炼温度为410℃，再加入步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B、石墨烯、阻燃添加物、增效助剂，继续混炼，混炼温度为370℃，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C用双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度185℃、第二段温度195℃、第三段温度205℃、第四段温度215℃、第五段温度225℃、第六段温度235℃，模头温度250℃，螺杆转速为70r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的导热耐压高击穿电力绝缘材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料采用环氧树脂、聚碳酸酯和复配橡胶等原料制备得到的绝缘材料，有效地改善了常规的绝缘材料的耐击穿强度，材料坚固柔韧，防水阻潮，耐气候老化，耐低温，化学性质稳定，使用寿命长，能够满足特定的使用环境条件，市场应用前景广阔。
（2）本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料添加的绝缘导热添加物主要为碳化硅粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末、滑石粉，其一方面提高了材料的绝缘性能，另一方面使得材料的具有突出的耐热性能，绝缘时热传导系数高，添加的石墨烯辅助加强绝缘体的导热性能，使得材料在高温环境下能够正常工作。
（3）本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料添加的增强添加物，主要为硅酸铝纤维棉、增强纤维、无碱玻纤布不仅能够提高材料的拉伸强度和韧性以及力学性能，同时能够提高了材料的耐热性能和导热性能。
（4）本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料添加的增塑剂，能够提高绝缘材料的弹性和韧性，防击穿能力强，添加的抗静电剂能够使制备的绝缘材料不容易产生静电，避免了灰尘的集聚；添加的白炭黑不仅可以增强材料的耐磨、耐腐蚀性，而且具有杀菌防霉以及抗光照老化的性能，大大提高绝缘材料的耐候性能。
（5）本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料添加的抗氧化剂能大大提高材料的耐老化性能，添加的阻燃添加物主要为三氧化二锑、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，几者协同作用能够有效提高材料的阻燃性能。
（6）本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料合理的配方原料组份之间具备较好的协同作用，能够达到较高的机械性能，并且具备优良的热稳定性和阻燃性能，适合用于高温环境下，其耐老化、耐酸碱腐蚀、机械度好、冷热稳定性高。
（7）本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料具有导热系数高、力学性能和抗压、抗拉强度较好、击穿电压较高、绝缘性能优异，同时还有一定的阻燃和防静电性能，此外发明的制备方法，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，包括以下重量份的原料：
环氧树脂70份、聚碳酸酯10份、石墨烯2份、聚丁二酸丁二醇酯6份、聚甲基丙烯酸丁酯9 份、白炭黑10份、KH550硅烷偶联剂6份、增强添加物10份、复配橡胶25份、硫化剂2份、绝缘导热添加物8份、二氧化硅2份、阻燃添加物9份、加工助剂7份、增效助剂4份。
本实施例中的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和多官能团型环氧树脂中的一种，其参数为：环氧值0.55，40℃时的运动粘度≤1800mPa·S。
本实施例中的增强添加物为硅酸铝纤维棉、增强纤维、无碱玻纤布按照重量比3:4:2组成的混合物；
本实施例中的增强纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为1-3mm， 强度为2000-2200MPa，模量为105-125GPa。
本实施例中的复配橡胶为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯基硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶按照重量比3:2:3:2组成的混合物。
本实施例中的绝缘导热添加物为碳化硅粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末、滑石粉，按照重量比2:3:1:2组成的混合物，所述绝缘导热添加物的规格为过300目。
本实施例中的阻燃添加物为三氧化二锑、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，按照重量比2:1:4:3组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、相容剂、催化剂按照重量比3:1:2:1组成的混合物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛酯的混合物，所述润滑剂为硬脂酸锌和石蜡的混合物，所述相容剂为ST-1 相容剂，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
本实施例中的增效助剂为抗氧剂、防静电剂、增粘剂按照重量比2:1:3组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1024，所述防静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述增粘剂为聚乙烯醇。
本实施例中的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将KH550硅烷偶联剂、白炭黑、二氧化硅、增强添加物、阻燃添加物、绝缘导热添加物放入搅拌机，搅拌15分钟，搅拌转速为250r/min，得到混合物A；
步骤三，将带有搅拌机的反应釜并预热至50℃，加入环氧树脂、聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯，在搅拌转速为300r/min下搅拌10分钟，加入加工助剂，再升温到110℃以搅拌转速250r/min搅拌反应20分钟，得到混合物B；
步骤四，将复配橡胶、硫化剂混合导入混炼机中混炼30分钟，混炼温度为400℃，再加入步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B、石墨烯、阻燃添加物、增效助剂，继续混炼，混炼温度为360℃，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C用双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度180℃、第二段温度190℃、第三段温度200℃、第四段温度210℃、第五段温度220℃、第六段温度230℃，模头温度250℃，螺杆转速为65r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的导热耐压高击穿电力绝缘材料。
实施例2.
本实施例的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，包括以下重量份的原料：
环氧树脂90份、聚碳酸酯20份、石墨烯4份、聚丁二酸丁二醇酯8份、聚甲基丙烯酸丁酯13 份、白炭黑12份、KH550硅烷偶联剂8份、增强添加物14份、复配橡胶35份、硫化剂3份、绝缘导热添加物10份、二氧化硅4份、阻燃添加物11份、加工助剂9份、增效助剂8份。
本实施例中的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和多官能团型环氧树脂中的一种，其参数为：环氧值0.55，40℃时的运动粘度≤1800mPa·S。
本实施例中的增强添加物为硅酸铝纤维棉、增强纤维、无碱玻纤布按照重量比3:4:2组成的混合物；
本实施例中的增强纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为1-3mm， 强度为2000-2200MPa，模量为105-125GPa。
本实施例中的复配橡胶为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯基硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶按照重量比3:2:3:2组成的混合物。
本实施例中的绝缘导热添加物为碳化硅粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末、滑石粉，按照重量比2:3:1:2组成的混合物，所述绝缘导热添加物的规格为过300目。
本实施例中的阻燃添加物为三氧化二锑、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，按照重量比2:1:4:3组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、相容剂、催化剂按照重量比3:1:2:1组成的混合物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛酯的混合物，所述润滑剂为硬脂酸锌和石蜡的混合物，所述相容剂为ST-1 相容剂，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
本实施例中的增效助剂为抗氧剂、防静电剂、增粘剂按照重量比2:1:3组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1024，所述防静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述增粘剂为聚乙烯醇。
本实施例中的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将KH550硅烷偶联剂、白炭黑、二氧化硅、增强添加物、阻燃添加物、绝缘导热添加物放入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为350r/min，得到混合物A；
步骤三，将带有搅拌机的反应釜并预热至60℃，加入环氧树脂、聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯，在搅拌转速为400r/min下搅拌20分钟，加入加工助剂，再升温到120℃以搅拌转速350r/min搅拌反应30分钟，得到混合物B；
步骤四，将复配橡胶、硫化剂混合导入混炼机中混炼40分钟，混炼温度为420℃，再加入步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B、石墨烯、阻燃添加物、增效助剂，继续混炼，混炼温度为380℃，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C用双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度190℃、第二段温度200℃、第三段温度210℃、第四段温度220℃、第五段温度230℃、第六段温度240℃，模头温度250℃，螺杆转速为75r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的导热耐压高击穿电力绝缘材料。
实施例3.
本实施例的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，包括以下重量份的原料：
环氧树脂80份、聚碳酸酯15份、石墨烯3份、聚丁二酸丁二醇酯7份、聚甲基丙烯酸丁酯11 份、白炭黑11份、KH550硅烷偶联剂7份、增强添加物12份、复配橡胶30份、硫化剂2.5份、绝缘导热添加物9份、二氧化硅3份、阻燃添加物10份、加工助剂8份、增效助剂6份。
本实施例中的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和多官能团型环氧树脂中的一种，其参数为：环氧值0.55，40℃时的运动粘度≤1800mPa·S。
本实施例中的增强添加物为硅酸铝纤维棉、增强纤维、无碱玻纤布按照重量比3:4:2组成的混合物；
本实施例中的增强纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为1-3mm， 强度为2000-2200MPa，模量为105-125GPa。
本实施例中的复配橡胶为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯基硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶按照重量比3:2:3:2组成的混合物。
本实施例中的绝缘导热添加物为碳化硅粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末、滑石粉，按照重量比2:3:1:2组成的混合物，所述绝缘导热添加物的规格为过300目。
本实施例中的阻燃添加物为三氧化二锑、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，按照重量比2:1:4:3组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为增塑剂、润滑剂、相容剂、催化剂按照重量比3:1:2:1组成的混合物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛酯的混合物，所述润滑剂为硬脂酸锌和石蜡的混合物，所述相容剂为ST-1 相容剂，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
本实施例中的增效助剂为抗氧剂、防静电剂、增粘剂按照重量比2:1:3组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1024，所述防静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述增粘剂为聚乙烯醇。
本实施例中的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将KH550硅烷偶联剂、白炭黑、二氧化硅、增强添加物、阻燃添加物、绝缘导热添加物放入搅拌机，搅拌20分钟，搅拌转速为300r/min，得到混合物A；
步骤三，将带有搅拌机的反应釜并预热至55℃，加入环氧树脂、聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯，在搅拌转速为350r/min下搅拌15分钟，加入加工助剂，再升温到115℃以搅拌转速300r/min搅拌反应25分钟，得到混合物B；
步骤四，将复配橡胶、硫化剂混合导入混炼机中混炼35分钟，混炼温度为410℃，再加入步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B、石墨烯、阻燃添加物、增效助剂，继续混炼，混炼温度为370℃，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C用双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度185℃、第二段温度195℃、第三段温度205℃、第四段温度215℃、第五段温度225℃、第六段温度235℃，模头温度250℃，螺杆转速为70r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的导热耐压高击穿电力绝缘材料。
以上各实施例制备的导热耐压高击穿电力绝缘材料的性能测试结果如下：
击穿电压KV/mm 表面耐磨量g/100r 热变形温度℃ 阻燃性UL94
实施例1 43 0.0354 141 V0
实施例2 49 0.0299 139 V0
实施例3 45 0.0371 137 V0
对比例 35 0.09 122 V1
本发明的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料导热系数高、力学性能和抗压、抗拉强度较好、击穿电压较高、绝缘性能优异，同时还有一定的阻燃和防静电性能，此外发明的制备方法，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
环氧树脂70-90份、聚碳酸酯10-20份、石墨烯2-4份、聚丁二酸丁二醇酯6-8份、聚甲基丙烯酸丁酯 9-13 份、白炭黑10-12份、KH550硅烷偶联剂6-8份、增强添加物10-14份、复配橡胶25-35份、硫化剂2-3份、绝缘导热添加物8-10份、二氧化硅2-4份、阻燃添加物9-11份、加工助剂7-9份、增效助剂4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，所述导热耐压高击穿电力绝缘材料包括以下重量份的原料：
环氧树脂80份、聚碳酸酯15份、石墨烯3份、聚丁二酸丁二醇酯7份、聚甲基丙烯酸丁酯11 份、白炭黑11份、KH550硅烷偶联剂7份、增强添加物12份、复配橡胶30份、硫化剂2.5份、绝缘导热添加物9份、二氧化硅3份、阻燃添加物10份、加工助剂8份、增效助剂6份。
3.根据权利要求1或2所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和多官能团型环氧树脂中的一种，其参数为：环氧值0.55，40℃时的运动粘度≤1800mPa·S。
4.根据权利要求1或2所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，所述增强添加物为硅酸铝纤维棉、增强纤维、无碱玻纤布按照重量比3:4:2组成的混合物；其中增强纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为1-3mm，强度为2000-2200MPa，模量为105-125GPa。
5.根据权利要求1或2所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，所述复配橡胶为丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯基硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶按照重量比3:2:3:2组成的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，所述绝缘导热添加物为碳化硅粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末、滑石粉，按照重量比2:3:1:2组成的混合物，所述绝缘导热添加物的规格为过300目。
7.根据权利要求1或2所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，所述阻燃添加物为三氧化二锑、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，按照重量比2:1:4:3组成的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料，其特征在于，所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、相容剂、催化剂按照重量比3:1:2:1组成的混合物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛酯的混合物，所述润滑剂为硬脂酸锌和石蜡的混合物，所述相容剂为ST-1 相容剂，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述增效助剂为抗氧剂、防静电剂、增粘剂按照重量比2:1:3组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1024，所述防静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂，所述增粘剂为聚乙烯醇。
9.一种制备如权利要求1或2所述的导热耐压高击穿电力绝缘材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将KH550硅烷偶联剂、白炭黑、二氧化硅、增强添加物、阻燃添加物、绝缘导热添加物放入搅拌机，搅拌15-25分钟，搅拌转速为250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将带有搅拌机的反应釜并预热至50-60℃，加入环氧树脂、聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯，在搅拌转速为300-400r/min下搅拌10-20分钟，加入加工助剂，再升温到110-120℃以搅拌转速250-350r/min搅拌反应20-30分钟，得到混合物B；
步骤四，将复配橡胶、硫化剂混合导入混炼机中混炼30-40分钟，混炼温度为400-420℃，再加入步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B、石墨烯、阻燃添加物、增效助剂，继续混炼，混炼温度为360-380℃，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C用双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度180-190℃、第二段温度190-200℃、第三段温度200-210℃、第四段温度210-220℃、第五段温度220-230℃、第六段温度230-240℃，模头温度250℃，螺杆转速为65-75r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的导热耐压高击穿电力绝缘材料。
10.根据权利要求9所述的一种导热耐压高击穿电力绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将KH550硅烷偶联剂、白炭黑、二氧化硅、增强添加物、阻燃添加物、绝缘导热添加物放入搅拌机，搅拌20分钟，搅拌转速为300r/min，得到混合物A；
步骤三，将带有搅拌机的反应釜并预热至55℃，加入环氧树脂、聚碳酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯，在搅拌转速为350r/min下搅拌15分钟，加入加工助剂，再升温到115℃以搅拌转速300r/min搅拌反应25分钟，得到混合物B；
步骤四，将复配橡胶、硫化剂混合导入混炼机中混炼35分钟，混炼温度为410℃，再加入步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B、石墨烯、阻燃添加物、增效助剂，继续混炼，混炼温度为370℃，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C用双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度185℃、第二段温度195℃、第三段温度205℃、第四段温度215℃、第五段温度225℃、第六段温度235℃，模头温度250℃，螺杆转速为70r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的导热耐压高击穿电力绝缘材料。
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