CN114121344B - 一种绝缘母排及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘母排及其制备方法和应用，所述绝缘母排包括依次层叠设置的第一胶层、第一胶粘层、母排、第二胶粘层和第二胶层；所述第一胶层和第二胶层的制备原料包括如下组分：甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉、二氧化硅和助剂。本发明所述绝缘母排具有外观一致性好，绝缘强度高，耐高温、防火性能优越，机械性能高和耐侯性能突出的特点，综合性能优异，而且其制备工艺简单。

Description

一种绝缘母排及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种绝缘母排及其制备方法和应用。

背景技术

现有的传统母排包括铜排或铝排，其绝缘方法工艺复杂，效率低，需要耗费大量的人工。

CN203070800U公开了一种母排，其包括母排导体和包覆母排导体的绝缘层，绝缘层为陶瓷化硅橡胶绝缘层。陶瓷化硅橡胶绝缘层为陶瓷化硅橡胶复合带缠绕形成或挤包形成。母排还可以包覆有外绝缘层或内绝缘层或外绝缘层、内绝缘层。外绝缘层、内绝缘层为绝缘管、绝缘带或绝缘漆。与现有技术相比，其公开的陶瓷化硅橡胶绝缘层阻燃耐火性能优异，即使超过耐火极限燃烧仍能烧蚀形成坚硬的保护壳，保护壳能够防止火焰进一步向母排导体延伸，从而保护位于陶瓷化硅橡胶绝缘层内的母排导体不受损坏，确保母排的正常使用。

CN108063019A公开了一种母排绝缘层制作方法，包括：步骤1将母排进行加热；步骤2将母排放入内置有绝缘粉末的流化槽中浸涂；步骤3将母排从流化槽中取出，加热固化形成绝缘层。这样可以在母排表面形成致密的绝缘层。该绝缘涂层具有良好的阻燃性(UL-V0级)、绝缘性(20kV/mm)、耐高温性(绝缘耐热等级H级180℃)，以及耐磨性、抗冲击性和附着力。使得母排绝缘层绝缘耐热等级高，老化速度慢，能长期高温运行满足当前高峰电流负载需求，同时能够适用于地下室、海边等湿热环境的水汽侵蚀。并且产品结构简单、能自动化、大批量作业。

现有绝缘方案多为陶瓷化硅胶带或者云母胶带缠绕，外加热缩套管覆合，外观一致性较差。而且热缩套管耐热性能较差，高温易融化滴落。母排一般由一层或多层材料叠加而成，其中包括导电材料，即紫铜或铝的基础材料，还包括复合绝缘材料，并将这些绝缘材料逐层叠合在导电材料上，形成多层复合结构连接电路。

综上所述，开发一种外观一致性好且绝缘性能优异的绝缘母排至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绝缘母排及其制备方法和应用，所述绝缘母排具有外观一致性好，绝缘强度高，耐高温、防火性能优越，机械性能高和耐侯性能突出的特点，综合性能优异，而且其制备工艺简单。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种绝缘母排，所述绝缘母排包括依次层叠设置的第一胶层、第一胶粘层、母排、第二胶粘层和第二胶层；

所述第一胶层和第二胶层的制备原料包括如下组分：甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉、二氧化硅和助剂。

本发明所述绝缘母排在母排上设置胶粘层和胶层，其中，胶层采用特定配方的原料，所形成的绝缘母排具有绝缘强度高，耐高温、防火性能优越，机械性能高和耐侯性能突出的特点。

优选地，所述母排包括铜排或铝排。

优选地，所述二氧化硅为气相二氧化硅。

优选地，所述助剂包括硫化剂。

优选地，所述硫化剂包括2,5-二甲基-2,5-双己烷。

优选地，所述第一胶层和第二胶层的制备原料按照重量份数包括如下组分：

以甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉和二氧化硅的总重量为100份计，所述硫化剂的重量份数为3-5份(例如3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4.0份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份等)。

本发明中，所述胶层采用特定比例的配方，形成的绝缘母排具有绝缘强度高，耐高温、防火性能优越，机械性能高和耐侯性能突出的特点。甲基乙烯基硅树脂的添加量过高，会造成瓷化强度太低；添加量过低，会造成无法加工；玻璃粉的添加量过高，会造成加工性能差，无法成型；添加量过低，会造成瓷化效果不佳；硅微粉的添加量过高，会造成加工性能差，无法成型；添加量过低，会造成瓷化效果不佳；二氧化硅的添加量过高，会造成加工性能差，无法成型；添加量过低，会造成强度不佳，瓷化效果不佳；硫化剂的添加量过高，会是硫化制品偏硬、偏脆，机械性能差；添加量过低，会造成硫化不完全，强度无法满足使用要求。

本发明中，所述甲基乙烯基硅树脂的重量份数为40-60份，例如42份、44份、46份、45份、50份、52份、54份、56份、58份等。

所述玻璃粉的重量份数为10-30份，例如12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份等。

所述硅微粉的重量份数为10-30份，例如12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份等。

所述二氧化硅的重量份数为5-15份，例如6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份等。

优选地，所述第一胶粘层和第二胶粘层的厚度各自独立地为0.1-50μm，例如1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm等。

优选地，所述第一胶层和第二胶层的厚度各自独立地为0.1-3mm，例如0.2mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm等。

本发明需调整第一胶层和第二胶层的厚度各自独立地为0.1-3mm，胶层在此厚度范围内，综合使用效果较佳；厚度过高，制品硫化需要更长时间，制品在使用时需要更多的空间；厚度过低，会造成机械强度较差，不能满足使用要求，击穿电压较低，不能满足绝缘要求。

作为优选的技术方案，所述绝缘母排包括依次层叠设置的第一胶层、第一胶粘层、母排、第二胶粘层和第二胶层；

所述第一胶层和第二胶层的制备原料包括如下组分：

所述陶瓷化硅胶泡棉的制备原料按照重量份数包括如下组分：

第二方面，本发明提供一种第一方面所述的绝缘母排的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、在母排的表面涂覆胶水，干燥，形成第一胶粘层和第二胶粘层，得到设置有胶粘层的母排；

步骤2、将甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉、二氧化硅和助剂混合加工，得到注胶胶料；

步骤3、将步骤1所得设置有胶粘层的母排置于模具中，再将步骤2所得注胶胶料注入模具，压制，得到所述绝缘母排。

本发明所述方法简单易操作，制备的绝缘母排外观一致性好。

优选地，所述步骤2中，所述注胶胶料的制备具体包括：

将甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉和二氧化硅第一次混合后，再与助剂第二次混合，得到所述注胶胶料。

优选地，所述第一次混合的转速为30-80转/分钟，例如40转/分钟、50转/分钟、60转/分钟、70转/分钟等。

优选地，所述第一次混合的时间为40-80分钟，例如45分钟、50分钟、55分钟、60分钟、65分钟、70分钟、75分钟等。

优选地，所述步骤3中，所述压制的温度为140-180℃，例如150℃、160℃、170℃等。

优选地，所述压制的压力为15-25MPa，例如16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa等。

优选地，所述压制的时间为5-10分钟，例如6分钟、7分钟、8分钟、9分钟等。

作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、在母排的表面涂覆胶水，干燥，形成第一胶粘层和第二胶粘层，得到设置有胶粘层的母排；

步骤2、将甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉和二氧化硅以30-80转/分钟的转速第一次混合40-80分钟，再与助剂第二次混合，得到所述注胶胶料；

步骤3、将步骤1所得设置有胶粘层的母排置于模具中，再将步骤2所得注胶胶料注入模具，在140-180℃下以15-25MPa的压力压制5-10分钟，得到所述绝缘母排。

第三方面，本发明提供一种第一方面所述的绝缘母排在汽车中的应用。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述绝缘母排具有外观一致性好，绝缘强度高，耐高温、防火性能优越，机械性能高和耐侯性能突出的特点，综合性能优异，而且其制备工艺简单。

(2)本发明所述绝缘母排的密度在1.60-1.65之间，体积电阻率在5.1×10¹⁴Ω·cm以上，拉伸强度在4.7MPa以上，断裂伸长率在307％以上，吸水率在0.004％以内，初始击穿电压在24kV/mm以上，1200℃火烧10min击穿电压在5100kV/mm以上，1200℃十分钟不烧穿，1200℃火烧10min不漏电。

附图说明

图1是实施例1所述绝缘母排的结构示意图；

其中，1-母排；2-胶粘层；3-胶层。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

原料及其来源：

甲基乙烯基硅树脂：购于江西新嘉懿新材料科技有限公司，牌号为MQ；

玻璃粉：购于上海创宇化工新材料有限公司，牌号为BH-95；

硅微粉：购于连云港沃华新材料科技有限公司，细度为400～800目；

底涂胶水：购于南京开姆洛克有限公司，牌号为开幕洛克608。

实施例1

本实施例提供一种绝缘母排，其结构示意图如图1所示，所述绝缘母排包括母排1及设置于所述母排两侧的胶粘层2(厚度为15μm)和胶层3(厚度为0.5mm)。

上述绝缘母排的制备方法包括如下步骤：

(1)将50份的甲基乙烯基硅树脂、20份的玻璃粉、20份的硅微粉和10份的气相SiO₂在常温的捏合机中，以50转/分钟的转速搅拌60分钟，混合均匀；

(2)将100份上述混合物与4份硫化剂2,5-二甲基-2,5-双己烷在开炼机上混合均匀，得到注胶胶料；

(3)将母排表面涂敷底涂胶水，自然晾干，将上述涂敷好的铜排固定到预热至160℃的模具中，放入混合好的注胶胶料，在20Mpa的压力下固化8分钟，得到所述绝缘母排。

实施例2

本实施例提供一种绝缘母排，所述绝缘母排包括母排以及由内至外设置于所述母排两侧的胶粘层(厚度为0.1μm)和胶层(厚度为0.1mm)。

上述绝缘母排的制备方法包括如下步骤：

(1)将40份的甲基乙烯基硅树脂、30份的玻璃粉、15份的硅微粉和15份的气相SiO₂在常温的捏合机中，以50转/分钟的转速搅拌60分钟，混合均匀；

(2)将100份上述混合物与3份硫化剂2,5-二甲基-2,5-双己烷在开炼机上混合均匀，得到注胶胶料；

(3)将母排表面涂敷底涂胶水，自然晾干，将上述涂敷好的铜排固定到预热至160℃的模具中，放入混合好的注胶胶料，在15Mpa的压力下固化10分钟，得到所述绝缘母排。

实施例3

本实施例提供一种绝缘母排，所述绝缘母排包括母排以及由内至外设置于所述母排两侧的胶粘层(厚度为50μm)和胶层(厚度为3mm)。

上述绝缘母排的制备方法包括如下步骤：

(1)将60份的甲基乙烯基硅树脂、10份的玻璃粉、25份的硅微粉和5份的气相SiO₂在常温的捏合机中，以50转/分钟的转速搅拌60分钟，混合均匀；

(2)将100份上述混合物与5份硫化剂2,5-二甲基-2,5-双己烷在开炼机上混合均匀，得到注胶胶料；

(3)将母排表面涂敷底涂胶水，自然晾干，将上述涂敷好的铜排固定到预热至160℃的模具中，放入混合好的注胶胶料，在25Mpa的压力下固化5分钟，得到所述绝缘母排。

实施例4-5

实施例4-5与实施例1的区别在于母排两侧胶层的厚度分别为0.05mm(实施例4)和3.1mm(实施例5)，其余均与实施例1相同。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于将所述注胶胶料替换为聚烯烃材质热收缩套管，其余均与实施例1相同。

性能测试

将实施例1-5和对比例1所述绝缘母排进行表1所述性能的测试，测试标准也统计在表1中。

表1

测试结果汇总于表2中。

表2

分析表2数据可知，本发明所述绝缘母排的密度在1.60-1.65之间，体积电阻率在5.1×10¹⁴Ω·cm以上，拉伸强度在4.7MPa以上，断裂伸长率在307％以上，吸水率在0.004％以内，初始击穿电压在24kV/mm以上，1200℃火烧10min击穿电压在5100kV/mm以上，1200℃十分钟不烧穿，1200℃火烧10min不漏电。本发明所述绝缘母排外观一致性良好，绝缘强度高，耐高温、防火性能优越，机械性能高和耐侯性能突出的特点，综合性能优异。

分析对比例1与实施例1可知，对比例1性能不如实施例1，证明采用本发明所述胶层的配方形成的绝缘母排性能更佳。

分析实施例4-5与实施例1可知，实施例4-5性能不如实施例1，证明胶层的厚度在0.1-3mm范围内形成的绝缘母排性能更佳。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (13)

1.一种初始击穿电压在24kV/mm以上的汽车用绝缘母排，其特征在于，所述绝缘母排包括依次层叠设置的第一胶层、第一胶粘层、母排、第二胶粘层和第二胶层；

所述第一胶层和第二胶层的制备原料按照重量份数，由如下组分组成：

以甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉和二氧化硅的总重量为100份计3-5份的助剂；

所述绝缘母排采用如下方法制备，所述方法包括以下步骤：

步骤1、在母排的表面涂覆胶水，干燥，形成第一胶粘层和第二胶粘层，得到设置有胶粘层的母排；

步骤2、将甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉、二氧化硅和助剂混合加工，得到注胶胶料；

步骤3、将步骤1所得设置有胶粘层的母排置于模具中，再将步骤2所得注胶胶料注入模具，压制，得到所述绝缘母排；

所述助剂为2,5-二甲基-2,5-双己烷；

所述第一胶层和第二胶层的厚度各自独立地为1-3mm。

2.根据权利要求1所述的绝缘母排，其特征在于，所述母排包括铜排或铝排。

3.根据权利要求1所述的绝缘母排，其特征在于，所述二氧化硅为气相二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的绝缘母排，其特征在于，所述第一胶粘层和第二胶粘层的厚度各自独立地为0.1-50μm。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的绝缘母排的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、在母排的表面涂覆胶水，干燥，形成第一胶粘层和第二胶粘层，得到设置有胶粘层的母排；

步骤2、将甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉、二氧化硅和2,5-二甲基-2,5-双己烷混合加工，得到注胶胶料；

步骤3、将步骤1所得设置有胶粘层的母排置于模具中，再将步骤2所得注胶胶料注入模具，压制，得到所述绝缘母排。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述注胶胶料的制备具体包括：

将甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉和二氧化硅第一次混合后，再与2,5-二甲基-2,5-双己烷第二次混合，得到所述注胶胶料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次混合的转速为30-80转/分钟。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次混合的时间为40-80分钟。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述压制的温度为140-180℃。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述压制的压力为15-25MPa。

11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述压制的时间为5-10分钟。

12.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、在母排的表面涂覆胶水，干燥，形成第一胶粘层和第二胶粘层，得到设置有胶粘层的母排；

步骤2、将甲基乙烯基硅树脂、玻璃粉、硅微粉和二氧化硅以30-80转/分钟的转速第一次混合40-80分钟，再与2,5-二甲基-2,5-双己烷第二次混合，得到所述注胶胶料；

步骤3、将步骤1所得设置有胶粘层的母排置于模具中，再将步骤2所得注胶胶料注入模具，在140-180℃下以15-25MPa的压力压制5-10分钟，得到所述绝缘母排。

13.一种权利要求1-4任一项所述的绝缘母排在汽车中的应用。