CN109293966A - 耐电晕聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，包括基础层、中间层及覆盖层，所述中间层覆盖在所述基础层的上下表面，所述覆盖层覆盖在所述中间层远离所述基础层的一面或两面，所述基础层为聚酰亚胺薄膜层，所述中间层为聚全氟乙丙烯涂层，所述覆盖层为含有混合氟树脂和无机填料的薄膜层。本发明提供的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，不仅具备普通氟树脂的各项优良性能，而且耐电晕性能更加突出，可以耐受更高的使用温度，耐电晕寿命更长。

Description

耐电晕聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐电晕材料领域，尤其涉及一种耐电晕聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺薄膜(polyimide film)广泛运用在电子、电工等行业，如为了增加变频电机匝间绝缘的耐电晕性能，将聚酰亚胺薄膜与聚全氟乙丙烯(Fluorinated ethylenepropylene)树脂复合，再高温烧结于铜导体上，以达到减少或消除电晕放电的效果，目前常通过在聚全氟乙丙烯树脂乳液中填充无机填料，再与聚酰亚胺薄膜复合，提高耐电晕性能，但一般来说，聚全氟乙丙烯树脂的最高连续使用温度为200℃，若在更高的温度下长期使用，聚全氟乙丙烯树脂会产生结晶、出现变脆情况，影响耐电晕性能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，其具备突出的耐电晕性能、耐受更高的使用温度以及耐电晕寿命更长。

本发明提供一种耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，包括基础层、中间层及覆盖层，所述中间层覆盖在所述基础层的上下表面，所述覆盖层覆盖在所述中间层远离所述基础层的一面或两面，所述基础层为聚酰亚胺薄膜层，所述中间层为聚全氟乙丙烯涂层，所述覆盖层为含有混合氟树脂和无机填料的薄膜层。

进一步的，所述混合氟树脂包括聚全氟乙丙烯和聚四氟乙烯，所述聚全氟乙丙烯的质量占比为10％-70％，所述聚四氟乙烯的质量占比为30％-90％。

进一步的，所述基础层的厚度不低于所述复合薄膜厚度的三分之一。

进一步的，所述基础层的厚度不小于12.5μm，所述中间层的厚度为1-10μm，所述覆盖层的厚度为1-30μm。

进一步的，所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合，所述无机填料的粒径为5～2000nm，所述无机填料的含量为所述混合氟树脂质量的1～15％。

一种所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将聚全氟乙丙烯与聚四氟乙烯混合制备混合氟树脂；

步骤2，将制备好的混合氟树脂与无机填料混合，得到改性混合氟树脂；

步骤3，对聚酰亚胺薄膜的表面进行处理，然后在其上下表面制备聚全氟乙丙烯涂层；

步骤4，将制备的改性混合氟树脂与含有全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面进行复合，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

进一步的，所述步骤1中的聚全氟乙丙烯占混合氟树脂总质量的10％-70％，所述聚四氟乙烯占混合氟树脂总质量的30％-90％；所述步骤2中的无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合；所述步骤2中的无机填料的粒径为5～2000nm，改性混合氟树脂中含有的无机填料的质量为混合氟树脂总质量的1％-15％。

进一步的，所述步骤3中的对聚酰亚胺薄膜的表面处理方法为酸碱处理、等离子处理、离子注入或表面接枝其中的一种。

进一步的，所述步骤4中的改性混合氟树脂可处理成改性混合氟树脂薄膜或改性混合氟树脂熔融膜。

进一步的，所述改性混合氟树脂薄膜设置在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，通过热压复合得到所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，所述改性混合氟树脂熔融膜涂覆在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，经冷却，牵引并切带得到所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

进一步的，所述步骤3中制备聚全氟乙丙烯涂层的方法为将聚全氟乙丙烯乳液涂覆在聚酰亚胺薄膜的上下表面再进行高温固化或将聚全氟乙丙烯薄膜直接与聚酰亚胺薄膜进行热压合。

进一步的，所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法具体包括以下步骤：

制备氟树脂混合乳液；

制备含有无机填料的浆料；

将制备好的含有无机填料的浆料和氟树脂混合乳液混合，均匀分散，得到改性氟树脂分散液；

对聚酰亚胺薄膜的表面进行处理，然后在其上下表面制备聚全氟乙丙烯涂层；

将制备的改性氟树脂分散液涂覆在含有全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，干燥后再高温烧结，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

本发明提供的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，不仅具备普通氟树脂的各项优良性能，而且耐电晕性能更加突出，可以耐受更高的使用温度，耐电晕寿命更长，本发明提供的制备方法，操作简单，适用于多种不同状态原料。

附图说明

图1A为本发明一实施方式中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的结构示意图。

图1B为本发明另一实施方式中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的结构示意图。

图2为本发明中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法的流程示意图。

图3为本发明一实施方式中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法的流程示意图。

图4为本发明另一实施方式中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法的流程示意图。

图5为本发明实施方式中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的耐电晕寿命测试结果图。

主要元件符号说明

复合薄膜	100
		基础层	10
中间层	20
		覆盖层	30

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本发明中的主要化学物质包括聚酰亚胺(Polyimide)，PI；聚全氟乙丙烯(Fluorinated ethylene propylene)，FEP；聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene)，PTFE。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1A和图1B，所述图1A和图1B为本发明不同实施方式中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜100的结构示意图，所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜100包括基础层10、中间层20及覆盖层30。

所述基础层10为聚酰亚胺薄膜，所述基础层10为所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜100的主体结构，所述基础层10用于为所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜100提供机械强度以及耐电晕性能，所述基础层10的厚度不低于所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜100厚度的三分之一，所述基础层10的厚度大于等于12.5μm，根据需要可以为12.5μm，25μm，50μm，75μm，100μm，125μm等多种不同的规格。

所述中间层20通过高温固化或热压合的方式覆盖在所述基础层10的上下表面，所述中间层20为聚全氟乙丙烯涂层，所述中间层20的厚度为1-10μm。

所述覆盖层30覆盖在所述中间层20远离所述基础层10的一面(如图1A所示)或两面(如图1B所示)，所述覆盖层30用于使所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜100具有粘结性能以及进一步增强其耐电晕性能，所述覆盖层的厚度为1-30μm。

所述覆盖层30含有混合氟树脂和无机填料，其中，所述混合氟树脂由聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)混合形成，所述聚四氟乙烯用于增加所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜100的耐热性。所述聚全氟乙丙烯的质量占比为10％-70％，所述聚四氟乙烯的质量占比为30％-90％。

所述无机填料用于提供耐电晕性，其外形可以是球状、棒状、片状、管状或者无规则形状，所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合，所述无机填料的粒径为5～2000nm，优选为25～1000nm，所述无机填料的质量为所述混合氟树脂质量的1～15％。

请参阅图2，图2为本发明中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S21，将聚全氟乙丙烯与聚四氟乙烯混合制备混合氟树脂；

S22，将制备好的混合氟树脂与无机填料混合，得到改性混合氟树脂；

S23，对聚酰亚胺薄膜的表面进行处理，然后在其上下表面制备聚全氟乙丙烯涂层；

S24，将制备的改性混合氟树脂与含有全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面进行复合，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

所述步骤S21中的聚全氟乙丙烯与聚四氟乙烯为乳液、粒料或粉料。

所述步骤S21中的聚全氟乙丙烯与聚四氟乙烯经测试，聚四氟乙烯的质量占比小于30％时，复合薄膜的耐电晕提高不明显，由于聚四氟乙烯具有不粘性，聚四氟乙烯的质量占比不宜过高，当聚四氟乙烯的质量占比超过90％，制备的氟树脂混合乳液粘结强度过小，达不到工艺要求，因此聚四氟乙烯的质量占比优选为30％-90％，聚全氟乙丙烯质量占比优选为10％-70％。

所述步骤22中的所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合，所述无机填料的粒径为5～2000nm，优选为25～1000nm。

所述步骤S22中的改性混合氟树脂经测试，改性混合氟树脂中含有的无机填料的含量小于混合氟树脂质量的1％时，所制备的复合薄膜的耐电晕性能提高较小；改性混合氟树脂中含有的无机填料的含量大于混合氟树脂质量的15％时，制备的复合薄膜具有优异的耐电晕性能，但由于无机填料含量的增加，造成使用改性混合氟树脂制作的涂层的力学性能下降，粘结强度减低，导致烧结后的氟树脂薄膜层与聚酰亚胺薄膜的粘结强度下降，因此改性混合氟树脂中含有的无机填料的质量在混合氟树脂质量中的占比优选为1％-15％。

所述步骤S23中对聚酰亚胺薄膜的表面处理技术为酸碱处理、等离子处理、离子注入或表面接枝其中的一种。在耐聚酰亚胺薄膜的表面制备聚全氟乙丙烯涂层的方法包括将聚全氟乙丙烯乳液涂覆在聚酰亚胺薄膜的上下表面再进行高温固化或将聚全氟乙丙烯薄膜直接与聚酰亚胺薄膜进行热压合。

请参阅图3，图3为混合氟树脂为乳液状时的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法的流程示意图，具体的包括以下步骤：

S31，制备氟树脂混合乳液；

S32，制备含有无机填料的浆料；

S33，将制备好的含有无机填料的浆料和氟树脂混合乳液混合，均匀分散，得到改性氟树脂分散液；

S34，对聚酰亚胺薄膜的表面进行处理，然后在其上下表面制备聚全氟乙丙烯涂层；

S35，将制备的改性氟树脂分散液涂覆在含有全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，干燥后再高温烧结，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

所述步骤S31中氟树脂混合乳液由聚全氟乙丙烯(FEP)乳液与聚四氟乙烯(PTFE)乳液混合制成，聚全氟乙丙烯乳液的固含量为50％，聚四氟乙烯乳液的固含量为60％。所述聚四氟乙烯的质量占比优选为30％-90％，聚全氟乙丙烯质量占比优选为10％-70％。

所述步骤S32中浆料包括无机填料、分散剂及非质子高沸点急性溶剂，无机填料占浆料总质量的10％～50％，分散剂占浆料总质量的0.01％～5％，非质子高沸点急性溶剂占浆料总质量的45％～89.9％，其中无机填料通过超声波、研磨、高速剪切分散等技术以纳米尺寸分散在浆料中，无机填料由无机氧化物或陶瓷化合物中的一种或多种的组合组成，如二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合。无机填料的粒径分布范围为5～2000nm，优选范围为25～1000nm。

分散剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、锆酸酯类偶联剂以及铝酸酯类偶联剂中的一种，其中硅烷类偶联剂包括异丁基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷及3-氨丙基三甲氧基硅烷；钛酸酯类偶联剂包括异丙氧基三羧酰基钛酸酯、二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)钛酸酯及异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯；锆酸酯类偶联剂包括四正丙基锆酸酯；铝酸酯类偶联剂包括二硬脂酰氧异丙基铝酸酯。

非质子高沸点急性溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及四甲基脲中的一种。

所述步骤S35中的改性氟树脂分散液通过湿法涂布方法涂覆在含有全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的单面或双面，其中湿法涂布方法包括条缝挤出涂布法、辊式涂布法、刮刀涂布法、喷涂涂布法等。所述步骤S35中的干燥步骤用于去除改性氟树脂分散液中的溶剂和添加剂，干燥温度为90～300℃；高温烧结步骤用于将干燥后的改性氟树脂在高温下熔融后，形成均匀紧密的涂层，高温烧结的温度范围为340～390℃。

请参阅图4，图4为混合氟树脂为粒料或粉料时的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法的流程示意图，具体的包括以下步骤：

S41，将无机填料与氟树脂混合物的粒料或粉料均匀混合，经混炼，挤出造粒，得到改性氟树脂粒料；

S42，对聚酰亚胺薄膜的表面进行处理，然后在其上下表面制备聚全氟乙丙烯涂层；

S43，利用薄膜挤出机对改性氟树脂粒料进行处理；

S44，将处理后的改性氟树脂粒料与制备的含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面进行复合，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

所述步骤41中的无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合。无机填料的粒径分布范围为5～2000nm，优选范围为25～1000nm。无机填料的质量为氟树脂混合物总质量的1％～15％。

氟树脂混合物为聚全氟乙丙烯(FEP)与聚四氟乙烯(PTFE)的粒料或粉料的混合，其中聚全氟乙丙烯(FEP)的质量占氟树脂混合物总质量的10％～70％，聚四氟乙烯(PTFE)的质量占氟树脂混合物总质量的30％～90％。

所述步骤S43中的改性氟树脂粒料经薄膜挤出机处理成耐电晕氟树脂薄膜或耐电晕氟树脂熔融膜。

根据处理的耐电晕氟树脂的不同状态，使用热复合法或熔融挤出涂布法进行下一步骤。具体的，若改性氟树脂粒料经薄膜挤出机处理成耐电晕氟树脂薄膜，则所述步骤S44中对应的将耐电晕氟树脂薄膜设置在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，通过热压复合得到所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。若改性氟树脂粒料经薄膜挤出机处理成耐电晕氟树脂熔融膜，则步骤S44对应的将耐电晕氟树脂熔融膜涂覆在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，经冷却，牵引并切带得到所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

下面将通过具体的实施例和对本发明做进一步的说明，实施例和对比例中均以厚度为25μm的聚酰亚胺薄膜层，厚度为2.5μm的聚全氟乙丙烯涂层和厚度为12.5μm的耐电晕氟树脂复合薄膜层作为示范例，但本领域技术人员容易理解，根据具体需要可以对薄膜厚度进行调整。

实施例1

将6.43kg聚全氟乙丙烯(FEP)乳液(固含为50％)和3.57kg聚四氟乙烯(PTFE)乳液3.57kg(固含为60％)混合，得到10kg氟树脂混合乳液。聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占混合氟树脂总质量的60％和40％。

使用高速分散机制备含有无机填料的浆料，浆料由纳米氧化铝、γ-氨丙基三甲氧基硅烷及溶剂N,N-二甲基乙酰胺组成，其中纳米氧化铝占浆料总质量的25％，其中纳米氧化铝填料的质量为氟树脂混合乳液中混合氟树脂质量的1.5％，纳米氧化铝的平均粒径为80nm，分散剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷占浆料总质量的2％，溶剂N,N-二甲基乙酰胺占浆料总质量的73％。

取0.32kg浆料加入到10kg氟树脂混合乳液中，搅拌分散，得到改性氟树脂分散液。

将聚酰亚胺薄膜进行电晕处理，使用辊式涂布的方法在处理过的聚酰亚胺薄膜的双面涂覆聚全氟乙丙烯(FEP)乳液并加热固化，其中固化温度为350℃，涂层厚度为2.5μm。

将含有聚全氟乙丙烯(FEP)涂层的聚酰亚胺薄膜经过一个涂满改性氟树脂分散液的涂胶辊，将该分散液涂覆在聚酰亚胺薄膜的双面，然后进入立式烘箱中干燥，去除分散液中的溶剂和添加剂，再经过高温烧结，在薄膜的两面分别形成厚度为12.5μm的混合氟树脂涂层，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

实施例2

实施例2的制备方法与实施例1相同，区别仅在于，取与实施例1相同配比2.89kg的浆料加入与实施例1相同配比的10kg氟树脂混合乳液中，制备改性氟树脂分散液，其中纳米氧化铝填料的质量为氟树脂混合乳液中混合氟树脂质量的13.5％。

对比例1

对比例1的制备方法与实施例1相同，区别仅在于，取与实施例1相同配比0.1kg的浆料加入与实施例1相同配比的10kg氟树脂混合乳液中，制备改性氟树脂分散液，其中纳米氧化铝填料的质量为氟树脂混合乳液中混合氟树脂质量的0.5％。

对比例2

对比例2的制备方法与实施例1相同，区别仅在于，取与实施例1相同配比3.64kg的浆料加入与实施例1相同配比的10kg氟树脂混合乳液中，制备改性氟树脂分散液，其中纳米氧化铝填料的质量为氟树脂混合乳液中混合氟树脂质量的17％。

实施例3

实施例3的制备方法与实施例1相同，区别仅在于，取与实施例1相同配比3.18kg的浆料加入10kg氟树脂混合乳液中，制备改性氟树脂分散液，其中聚全氟乙丙烯(FEP)乳液为1.17kg(固含为50％)，聚四氟乙烯(PTFE)乳液为8.83kg(固含为60％)，聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占混合氟树脂总质量的10％和90％，其中纳米氧化铝填料的质量为氟树脂混合乳液中混合氟树脂质量的13.5％。

对比例3

对比例3的制备方法与实施例1相同，区别仅在于，取与实施例1相同配比3.21kg的浆料加入10kg氟树脂混合乳液中，制备改性氟树脂分散液，其中聚全氟乙丙烯(FEP)乳液为0.59kg(固含为50％)，聚四氟乙烯(PTFE)乳液为9.41kg(固含为60％)，聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占混合氟树脂总质量的5％和95％，其中纳米氧化铝填料的质量为氟树脂混合乳液中混合氟树脂质量的13.5％。

对比例4

对比例4的制备方法与实施例1相同，区别仅在于，取与实施例1相同配比2.79kg的浆料加入10kg氟树脂混合乳液中，制备改性氟树脂分散液，其中聚全氟乙丙烯(FEP)乳液为8.28kg(固含为50％)，聚四氟乙烯(PTFE)乳液为1.72kg(固含为60％)，聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占混合氟树脂总质量的80％和20％，其中纳米氧化铝填料的质量为氟树脂混合乳液中混合氟树脂质量的13.5％。

实施例4

实施例4的制备方法与实施例2相同，区别仅在于改性氟树脂分散液仅涂覆在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的单面。

实施例5

将聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)的粒料或粉料混合，得到氟树脂混合物。聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的60％和40％。将平均粒径为100nm的纳米二氧化硅填料与氟树脂混合物均匀混合，经混炼，冷却，造粒，得到改性氟树脂粒料，其中纳米二氧化硅填料的质量为氟树脂混合物总质量的1.5％。

将聚酰亚胺薄膜进行电晕处理，使用辊式涂布的方法在处理过的聚酰亚胺薄膜的双面涂覆聚全氟乙丙烯(FEP)乳液并加热固化，其中固化温度为350℃，涂层厚度为2.5μm。

将耐电晕氟树脂粒料加入挤出机，采用高温挤出的方式，挤出制备厚度为12.5μm的耐电晕氟树脂薄膜。将耐电晕氟树脂薄膜和含有聚全氟乙丙烯(FEP)涂层的聚酰亚胺薄膜经过一组压力滚筒，在一定的压力、温度下，耐电晕氟树脂薄膜升温到熔融状态后与聚酰亚胺薄膜的两面进行压合，得到耐电晕聚酰亚胺复合膜。

实施例6

实施例6的制备方法与实施例5相同，区别仅在于纳米二氧化硅填料的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

对比例5

对比例5的制备方法与实施例5相同，区别仅在于纳米二氧化硅填料的质量为氟树脂混合物总质量的0.5％。

对比例6

对比例6的制备方法与实施例5相同，区别仅在于纳米二氧化硅填料的质量为氟树脂混合物总质量的17％。

实施例7

实施例7的制备方法与实施例5相同，区别仅在于聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的10％和90％，纳米二氧化硅填料的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

对比例7

对比例7的制备方法与实施例5相同，区别仅在于聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的5％和95％，纳米二氧化硅填料的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

对比例8

对比例8的制备方法与实施例5相同，区别仅在于聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的80％和20％，纳米二氧化硅的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

实施例8

实施例8的制备方法与实施例6相同，区别仅在于耐电晕氟树脂薄膜仅在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的单面进行热压合。

实施例9

将聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)的粒料或粉料混合，得到氟树脂混合物。聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的60％和40％。将平均粒径为200nm的纳米二氧化钛填料与氟树脂混合物均匀混合，经混炼，冷却，造粒，得到改性氟树脂粒料，其中纳米二氧化钛填料的质量为氟树脂混合物总质量的1.5％。

将聚酰亚胺薄膜进行电晕处理，使用辊式涂布的方法在处理过的聚酰亚胺薄膜的双面涂覆聚全氟乙丙烯(FEP)乳液并加热固化，其中固化温度为350℃，涂层厚度为2.5μm。

将耐电晕氟树脂粒料加入挤出机，采用高温挤出熔融涂布的工艺，将粒料熔融后挤出，制备得到厚度为12.5μm的耐电晕氟树脂熔融膜，将其直接涂覆在含有聚全氟乙丙烯(FEP)涂层的聚酰亚胺薄膜的双面，经过牵引并冷却后，收卷得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

实施例10

实施例10的制备方法与实施例9相同，区别仅在于纳米二氧化钛填料的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

对比例9

对比例9的制备方法与实施例9相同，区别仅在于纳米二氧化钛填料的质量为氟树脂混合物总质量的0.5％。

对比例10

对比例10的制备方法与实施例9相同，区别仅在于纳米二氧化钛填料的质量为氟树脂混合物总质量的17％。

实施例11

实施例11的制备方法与实施例9相同，区别仅在于聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的10％和90％，纳米二氧化钛填料的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

对比例11

对比例11的制备方法与实施例9相同，区别仅在于聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的5％和95％，纳米二氧化钛填料的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

对比例12

对比例12的制备方法与实施例9相同，区别仅在于聚全氟乙丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)分别占氟树脂混合物总质量的80％和20％，纳米二氧化钛填料的质量为氟树脂混合物总质量的13.5％。

实施例12

实施例12的制备方法与实施例10相同，区别仅在于将氟树脂熔融薄涂覆于含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的单面。

对上述实施例以及对比例中的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜进行粘结性能、耐高频脉冲电压性能测试及耐电晕寿命测试。

粘结性能检测，具体的，根据根据GB13542.6规定的方法对制备的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的粘结性能进行检测，将复合薄膜与厚度为18μm的压延铜箔进行热压合，测试180°时的剥离力。若复合薄膜是单面结构，则将其聚全氟乙丙烯(FEP)涂层面与厚度为18μm的压延铜箔进行热压合，测试180°时的剥离力。

耐高频脉冲电压性能测试，具体的，根据GBT21707-2008《变频调速专用三相异步电动机绝缘规范规定》，对制成的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的耐电晕性进行检测。测试仪器为WPT-5型高频脉冲绝缘测试仪，测试条件为6mm不锈钢电极，23±2℃，50±5RH％，脉冲电压峰峰值3.0KV，脉冲占空比50％，脉冲频率20KHz，脉冲波形及极性为双极性方波，脉冲上升时间(负载)为50ns。

耐电晕寿命测试，具体的，根据ASTM2275规定的方法对制成的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的耐电晕性进行检测。测试仪器为TDCT-10KV型耐电晕测试仪，测试条件为6mm不锈钢电极，23±2℃，50±5RH％，50Hz频率电压，通过选择不同的电压强度，测定耐电晕复合薄膜的击穿时间。

表1

表1为粘结性能和耐高频脉冲电压性能的测试结果，图5为耐电晕寿命的测试结构，结合表1和图5

根据实施例1、2、3、5、6、7、9、10、11的测试数据，可知改性氟树脂分散液或粒料中的聚四氟乙烯(PTFE)的质量占比增大或无机填料含量增加，复合薄膜的耐高频脉冲电压时间和耐电晕寿命均明显延长；

根据对比例1、5、9的测试数据，可知无机填料的含量小于氟树脂质量混合物的1％，则复合薄膜的耐电晕性能较差，根据对比例2、6、10的测试数据，若无机填料的含量大于氟树脂混合物质量的15％，虽然复合薄膜的耐电晕性能变强，但粘结强度降低；

根据对比例3、7、11，若氟树脂混合物中的聚四氟乙烯(PTFE)的质量占比大于90％，虽然复合薄膜的耐电晕性能变强，但粘结强度较低；

根据对比例4、8、12，若氟树脂混合物中的聚四氟乙烯(PTFE)的质量占比小于30％，复合薄膜的耐电晕性能较差；

根据实施例4、8、12，若复合薄膜为单面结构，粘结强度较大，但耐电晕性能弱于双面结构的复合薄膜。

本发明提供的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，不仅具备普通氟树脂的各项优良性能，而且耐电晕性能更加突出，可以耐受更高的使用温度，耐电晕寿命更长，本发明提供的制备方法，操作简单，适用于多种不同状态原料。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围的内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围的内。

Claims (12)

1.一种耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：包括基础层、中间层及覆盖层，所述中间层覆盖在所述基础层的上下表面，所述覆盖层覆盖在所述中间层远离所述基础层的一面或两面，所述基础层为聚酰亚胺薄膜层，所述中间层为聚全氟乙丙烯涂层，所述覆盖层为含有混合氟树脂和无机填料的薄膜层。

2.如权利要求1所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：所述混合氟树脂包括聚全氟乙丙烯和聚四氟乙烯，所述聚全氟乙丙烯的质量占比为10％-70％，所述聚四氟乙烯的质量占比为30％-90％。

3.如权利要求1所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：所述基础层的厚度不低于所述复合薄膜厚度的三分之一。

4.如权利要求1所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：所述基础层的厚度不小于12.5μm，所述中间层的厚度为1-10μm，所述覆盖层的厚度为1-30μm。

5.如权利要求1所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合，所述无机填料的粒径为5～2000nm，所述无机填料的含量为所述混合氟树脂质量的1～15％。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，将聚全氟乙丙烯与聚四氟乙烯混合制备混合氟树脂；

步骤2，将制备好的混合氟树脂与无机填料混合，得到改性混合氟树脂；

步骤3，对聚酰亚胺薄膜的表面进行处理，然后在其上下表面制备聚全氟乙丙烯涂层；

步骤4，将制备的改性混合氟树脂与含有全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面进行复合，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

7.如权利要求6所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的聚全氟乙丙烯占混合氟树脂总质量的10％-70％，所述聚四氟乙烯占混合氟树脂总质量的30％-90％；所述步骤2中的无机填料为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化银、氧化铜、氧化钡、氧化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或几种的组合；所述步骤2中的无机填料的粒径为5～2000nm，改性混合氟树脂中含有的无机填料的质量为混合氟树脂总质量的1％-15％。

8.如权利要求6所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的对聚酰亚胺薄膜的表面处理方法为酸碱处理、等离子处理、离子注入或表面接枝其中的一种。

9.如权利要求6所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的改性混合氟树脂可处理成改性混合氟树脂薄膜或改性混合氟树脂熔融膜。

10.如权利要求9所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述改性混合氟树脂薄膜设置在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，通过热压复合得到所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜；所述改性混合氟树脂熔融膜涂覆在含有聚全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，经冷却，牵引并切带得到所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。

11.如权利要求6所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中制备聚全氟乙丙烯涂层的方法为将聚全氟乙丙烯乳液涂覆在聚酰亚胺薄膜的上下表面再进行高温固化或将聚全氟乙丙烯薄膜直接与聚酰亚胺薄膜进行热压合。

12.如权利要求6所述的耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备方法具体包括以下步骤：

制备氟树脂混合乳液；

制备含有无机填料的浆料；

将制备好的含有无机填料的浆料和氟树脂混合乳液混合，均匀分散，得到改性氟树脂分散液；

对聚酰亚胺薄膜的表面进行处理，然后在其上下表面制备聚全氟乙丙烯涂层；

将制备的改性氟树脂分散液涂覆在含有全氟乙丙烯涂层的聚酰亚胺薄膜的表面，干燥后再高温烧结，得到耐电晕聚酰亚胺复合薄膜。