CN109971129A - 一种绝缘复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种绝缘复合材料，由以下重量份的各组分组成：环氧树脂20～40份；双氰胺12～20份；丁腈橡胶5～10份；甲基咪唑2～4份；硅烷偶联剂1～4份；氢氧化镁6～12份；填料5～10份；还公开了其制备方法。本发明的优点在于：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，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；生产工艺简单易于操作，适于大批量生产。

Description

一种绝缘复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘复合材料技术领域，，特别是一种绝缘复合材料及其制备方法。
背景技术
电阻系数大于11Ω·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、纸、玻纤布、人造防布等，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复合材料，用做电器的底座，外壳等。
绝缘复合材料应具有良好的介电常数性能，即具有较高的绝缘电阻和耐压强度，并能避免发生漏电现象，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(抗老化)而产生性能变化最为重要；此外还有良好的导热性能，耐潮和有较高的机械强度以及工艺和加工方便等。
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
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种绝缘复合材料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种绝缘复合材料，由以下重量份的各组分组成：
进一步地，所述的一种绝缘复合材料，由以下重量份的各组分组成：
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。
进一步地，所述填料为贝壳粉与硝酸钇的混合物。
进一步地，所述贝壳粉的平均粒径为1～3μm，所述硝酸钇平均粒径为0.8～1.5μm。
一种绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按所需重量份准备好各项原料；
S2、将环氧树脂、双氰胺、丁腈橡胶、甲基咪唑、硅烷偶联剂、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；
S3、将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，步骤S2中，所述高速混合机中搅拌转速为100～150r/min。
进一步地，步骤S3中，所述双螺杆挤出机机头温度为168℃。
进一步地，步骤S3中，所述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℃。
本发明具有以下优点：
1、采用环氧树脂、双氰胺、丁腈橡胶、甲基咪唑、硅烷偶联剂、氢氧化镁和填料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。
2、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。
3、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做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例1】：
一种绝缘复合材料，由以下重量份的各组分组成：
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。
进一步地，所述填料为贝壳粉与硝酸钇的混合物。
进一步地，所述贝壳粉的平均粒径为1μm，所述硝酸钇平均粒径为1.5μm。
一种绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按所需重量份准备好各项原料；
S2、将环氧树脂、双氰胺、丁腈橡胶、甲基咪唑、硅烷偶联剂、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；
S3、将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170℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度180℃，二区温度为200℃，三区温度为215℃，四区温度为225℃；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，步骤S2中，所述高速混合机中搅拌转速为150r/min。
本实施例所得的绝缘复合材料经检测，耐热温度高达230℃，拉伸强度为51MPa，其击穿场强为42KV/mm。
【实施例2】：
一种绝缘复合材料，由以下重量份的各组分组成：
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。
进一步地，所述填料为贝壳粉与硝酸钇的混合物。
进一步地，所述贝壳粉的平均粒径为2μm，所述硝酸钇平均粒径为1.2μm。
一种绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按所需重量份准备好各项原料；
S2、将环氧树脂、双氰胺、丁腈橡胶、甲基咪唑、硅烷偶联剂、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；
S3、将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168℃，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℃；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，步骤S2中，所述高速混合机中搅拌转速为125r/min。
本实施例所得的绝缘复合材料经检测，耐热温度高达320℃，拉伸强度为80MPa，其击穿场强为60KV/mm。
【实施例3】：
一种绝缘复合材料，由以下重量份的各组分组成：
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。
进一步地，所述填料为贝壳粉与硝酸钇的混合物。
进一步地，所述贝壳粉的平均粒径为1.8μm，所述硝酸钇平均粒径为1.0μm。
一种绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按所需重量份准备好各项原料；
S2、将环氧树脂、双氰胺、丁腈橡胶、甲基咪唑、硅烷偶联剂、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；
S3、将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165℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度184℃，二区温度为202℃，三区温度为217℃，四区温度为227℃；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，步骤S2中，所述高速混合机中搅拌转速为120r/min。
本实施例所得的绝缘复合材料经检测，耐热温度高达300℃，拉伸强度为71MPa，其击穿场强为55KV/mm。
【实施例4】：
一种绝缘复合材料，由以下重量份的各组分组成：
进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。
进一步地，所述填料为贝壳粉与硝酸钇的混合物。
进一步地，所述贝壳粉的平均粒径为3μm，所述硝酸钇平均粒径为0.8μm。
一种绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按所需重量份准备好各项原料；
S2、将环氧树脂、双氰胺、丁腈橡胶、甲基咪唑、硅烷偶联剂、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；
S3、将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℃，双螺杆挤出机区段温度为：一区温度190℃，二区温度为205℃，三区温度为220℃，四区温度为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，步骤S2中，所述高速混合机中搅拌转速为100r/min。
本实施例所得的绝缘复合材料经检测，耐热温度高达240℃，拉伸强度为55MPa，其击穿场强为46KV/mm。
经检测，各实施例的指标如下表所示：
由上述表格可知，各实施例中的固形份几乎达到100wt％，其余各项指标也符合要求，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，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，同时，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种绝缘复合材料，其特征在于：由以下重量份的各组分组成：
2.根据权利要求1所述的一种绝缘复合材料，其特征在于：由以下重量份的各组分组成：
3.根据权利要求1或2所述的一种绝缘复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。
4.根据权利要求3所述的一种绝缘复合材料，其特征在于：所述填料为贝壳粉与硝酸钇的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种绝缘复合材料，其特征在于：所述贝壳粉的平均粒径为1～3μm，所述硝酸钇平均粒径为0.8～1.5μm。
6.一种绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、按所需重量份准备好各项原料；
S2、将环氧树脂、双氰胺、丁腈橡胶、甲基咪唑、硅烷偶联剂、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；
S3、将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。
7.根据权利要求6所述的一种绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述高速混合机中搅拌转速为100～150r/min。
8.根据权利要求6所述的一种绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述双螺杆挤出机机头温度为168℃。
9.根据权利要求6所述的一种绝缘复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述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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