CN115458212A - 一种电缆用绝缘耐压材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电缆用绝缘耐压材料及其制备方法，属于特种电缆技术领域。该材料包括耐压内管和覆盖在耐压内管表面的防护膜，耐压内管的复合胶料中引入八对氨基苯基‑POSS共聚，利用聚合过程中产生的水分原位促进硅氧烷水解，使得偶联处理的复合稳压填料沿着分子链均匀排布固定，使得复合稳压填料均匀分散且不易脱落，形成稳定的耐压层；经测试，该材料的抗拉强度达到91.5MPa以上，拉伸模量达到1.96GPa以上，具有良好的力学性能，相对介电常数为5.06‑5.91，绝缘电阻率为11.3‑12.6*1013Ω·cm，具有优异的绝缘性能，介电强度达到314‑328kV/mm，具有耐高电压的性能，适用于高压电缆。

Description

一种电缆用绝缘耐压材料及其制备方法
技术领域
本发明属于特种电缆技术领域，具体地，涉及一种电缆用绝缘耐压材料及其制备方法。
背景技术
在相同输电功率的情况下，电压越高电流就越小，电能输送过程中因电流产生的热损耗就越低，从而降低输电的损耗成本，因此，现有技术通常将发电机输出的电压升压后采用高压输电，常见的高压输电的电压为220kV，可满足200-300km的低损耗输电，对于高压输送线路一般架设较高，安全隐患较小，一般采用裸露的电缆，对于变压站，需要人工进行操作，因此，变压站的高压端电线必须有保护层，防止工作人员触电。
耐电击穿是材料的一种固有性质，在高电压下，电荷被注入到绝缘材料中或加速载流子在绝缘材料中的迁移，在足够强的电场作用下绝缘材料将失去其介电性能成为导体，失去防护作用；如中国专利CN103788506B公开一种聚丙烯耐电压绝缘树脂及其制备方法，制得的树脂的击穿场强达到33.2kV/mm，难以满足220kV变压站的电缆防护，现有技术中，也有采用介电强度高的陶瓷材料作为防护层，但是，陶瓷材料硬且脆，不利于电缆的铺设和安装。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种电缆用绝缘耐压材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电缆用绝缘耐压材料包括耐压内管，耐压内管的表面复合有防护膜；
所述耐压内管由以下步骤制备：
步骤A1：取氮化铝微粉、云母微粉和玻璃微珠投加到混分机中混合均匀，以水为粘接剂捏合成型，再放入真空烧结炉中，在1480-1550℃下保温烧结55-70min，烧结后排出水淬，得到烧结渣；
步骤A2：将烧结渣投加的球磨内循环湿磨，使用500目筛网筛分料浆，对料浆蒸发浓缩至比重为1.2-1.4，再加入0.17-0.22倍体积的无水乙醇混合，再加入氢氧化钠调节混合料浆的pH值为8.2-9.5，再加入硅烷偶联剂KH560搅拌混合12h，最后蒸发浓缩、热风干燥至恒重，得到复合稳压填料；
步骤A3：取二甲苯和二甲基乙酰胺混合制成溶剂，在氮气保护的冰水浴条件下加入对苯二胺搅拌溶解，之后加入均苯四甲酸二酐搅拌反应2-3h，对苯二胺和苯四甲酸二酐在低温下缓慢聚合成低分子量的聚合物，制成预聚液；
步骤A4：将复合稳压填料和八对氨基苯基-POSS混合后加入溶剂中超声分散，再将分散液加入预聚液中高速剪切混合，之后加入EDCI并升温28-32℃搅拌反应30-40min，反应结束用温水洗涤反应液，分离出有机相，得到复合胶料；
步骤A5：取碳酸钠溶解于乙醇溶液中，加入硅烷偶联剂KH550混合制成活化液，再取玻璃纤维布放入活化液中浸泡，沥干后热风干燥，得到活化玻纤布；
步骤A6：将复合胶料辊涂在活化玻纤布上制成涂胶布，将涂胶布缠绕在涂有离型剂的管模上，采用真空袋压工艺定型，脱模后转入干燥箱中固化成型，制成耐压内管。
进一步地，氮化铝微粉、云母微粉和玻璃微珠的用量比为0.8-1.2g:2-4g:0.5-1g。
优选地，氮化铝微粉选用纳米级氮化铝。
优选地，云母微粉片状白云母粉，细度为600-800目。
优选地，玻璃微珠的堆积密度为
Figure BDA0003847147540000031
。
进一步地，对苯二胺和苯四甲酸二酐的用量摩尔比为1：1.5-1.8。
进一步地，复合稳压填料、八对氨基苯基-POSS和预聚液的用量比为60-100g：50-80g：1.2-1.5kg。
一种电缆用绝缘耐压材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取端羟基聚丁二烯、环氧树脂、固化剂、硫化剂和促进剂升温至45-55℃搅拌混合至粘度达到2200cP，制成防护胶；
步骤S2：将耐压内管浸入防护胶后取出流平，热风固化定型，之后转入蒸压塔中蒸养固化成型，防护胶固化形成防护膜。
进一步地，端羟基聚丁二烯、环氧树脂、固化剂、硫化剂和促进剂的用量比为1-1.5kg：0.25-0.4kg：8-15g：20-30g：3-5g。
优选地，端羟基聚丁二烯的分子量为2500-4400。
本发明的有益效果：
1.本发明制备的电缆用绝缘耐压材料是一种复合材料，其由耐压内管和覆盖在耐压内管表面的防护膜，抗拉强度达到91.5MPa以上，拉伸模量达到1.96GPa以上，具有良好的力学性能，相对介电常数为5.06-5.91，绝缘电阻率为
Figure BDA0003847147540000032
，具有优异的绝缘性能，介电强度达到314-328kV/mm，具有耐高电压的性能，适用于高压电缆。
2.耐压内管中使用一种复合胶料，其由对苯二胺和过量的均苯四甲酸二酐先在低温下缓慢聚合成低分子量的聚合物，再加入复合稳压填料和八对氨基苯基-POSS再聚合，八对氨基苯基-POSS共聚在分子链上引入硅氧烷，聚合过程中产生的水分原位促进硅氧烷水解，将复合稳压填料沿着分子链均匀排布固定，使得复合稳压填料均匀分散且不易脱落，形成稳定的耐压层。
3.复合稳压填料由纳米级的氮化铝微粉、微米级的云母微粉和为微米级的玻璃微珠混合、烧结、研磨，以玻璃微珠为粘结剂和造孔剂，使得制备的复合稳压填料具有粗糙的表面结构，再通过硅烷偶联剂KH560处理，提高与预聚液的相容性，提高在复合胶料中的结合强度，同时与环氧树脂基的防护胶也有较高的相容性。
4.本发明的防护膜以端羟基聚丁二烯和环氧树脂为基材共混固化，通过端羟基聚丁二烯改善环氧树脂的介电性能，改善环氧树脂的韧性，使得防护膜具有良好的防护性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备一种电缆用绝缘耐压材料，具体实施过程如下：
一、制备复合稳压填料：
步骤a1、称取纳米级氮化铝微粉16g(市售，标定粒径为200nm)，称取云母微粉80g(市售，片状白云母，细度为600目)，称取玻璃微珠10g(市售，堆积密度为
Figure BDA0003847147540000041
)，将三者投加到气动混分机中混合8min，向混合粉中加入水捏合成球形，放置在坩埚中转入真空烧结炉中，升温至1480℃保温烧结70min，烧结结束后去除浸入水中淬裂，过滤出淬裂的渣料，得到烧结渣；
步骤a2、将烧结渣投加到球磨机中，在球磨机中循环湿磨，直至球磨料浆过500目的筛网筛出，对料浆进行蒸发浓缩，直至料浆的比重达到1.4，加入料浆体积0.22倍的无水乙醇搅拌混合，再缓慢加入氢氧化钠粉末，调节料浆的pH值为9.5，再加入料浆体积0.05倍的硅烷偶联剂KH550，低速搅拌12h，之后先蒸发浓缩至无明显水分，再放入热风干燥箱中干燥至恒重，得到复合稳压填料；
二、制备复合胶料：
步骤b1：取380g二甲苯和900g二甲基乙酰胺搅拌混合作为溶剂，将溶剂转入反应器中，将反应器装入冰水浴中，用氮气排出反应器中的空气并持续通入氮气进行保护，取0.5mol的对苯二胺加入反应器中搅拌溶解，再称取0.75mol加入反应器中，搅拌反应3h，制成预聚液；
步骤b2：称取60g复合稳压填料和80g八对氨基苯基-POSS混合，再配置步骤b1方法制得的溶剂400g，将混合的粉料加入溶剂中，在30kHz下超声分散10min，再将分散液和1.2kg预聚液投加到高速剪切机中，设置剪切速率为2000rpm剪切处理10min，转出至反应器中，加入30g EDCI升温至28℃搅拌反应40min，反应结束后使用28℃的水洗涤反应液，分离出有机相，得到复合胶料；
三、制备耐压内管：
步骤c1：取150g碳酸钠和2kg质量分数为30％的乙醇溶液搅拌溶解，再加入80g硅烷偶联剂KH550混合，制成活化液，再取玻璃纤维布浸入活化液中浸泡过夜，取出沥干转入干燥箱中，在80℃热风下干燥30min，得到活化玻纤布；
步骤c2：取复合胶料滚涂在活化玻纤布的表面，控制复合胶料的滚涂量为
Figure BDA0003847147540000051
，制成涂胶布，在管模表面喷涂离型剂，再将涂胶布缠绕在管模的表面，在管模外侧套装真空袋，采用真空袋压工艺，持压30min，将涂胶布压制成管形，将管形材料脱模后放入干燥箱中，升温至150℃固化1h，制成耐压内管。
四、制备防护胶：
步骤d1：称取1kg端羟基聚丁二烯(市售，牌号为R-15M，分子量为2500-2800)，称取0.4kg环氧树脂(封装胶专用树脂，型号为XC-3806)、称取15g MNA作为固化剂，称取20g硫磺作为硫化剂，再称取5g DMP-30作为促进剂，将以上原料加入反应器中，升温至45℃搅拌反应，过程检测反应液的粘度达到2200cP，制成防护胶。
五、制备电缆用绝缘耐压材料：
步骤e1：将耐压内管浸入防护胶中，取出后在28℃的恒温室中自然流平30min，之后转入固化室中，在60℃循环热风下固化1h，将防护胶定型，最后转入蒸压塔中，控制压力为0.6MPa，温度为120℃蒸养5h，防护胶完全充分固化，冷却后得到电缆用绝缘耐压材料。
实施例2
本实施例制备一种电缆用绝缘耐压材料，具体实施过程如下：
一、制备复合稳压填料：
步骤a1、称取纳米级氮化铝微粉20g(市售，标定粒径为200nm)，称取云母微粉60g(市售，片状白云母，细度为600目)，称取玻璃微珠15g(市售，堆积密度为
Figure BDA0003847147540000061
)，将三者投加到气动混分机中混合15min，向混合粉中加入水捏合成球形，放置在坩埚中转入真空烧结炉中，升温至1500℃保温烧结70min，烧结结束后去除浸入水中淬裂，过滤出淬裂的渣料，得到烧结渣；
步骤a2、将烧结渣投加到球磨机中，在球磨机中循环湿磨，直至球磨料浆过500目的筛网筛出，对料浆进行蒸发浓缩，直至料浆的比重达到1.2，加入料浆体积0.22倍的无水乙醇搅拌混合，再缓慢加入氢氧化钠粉末，调节料浆的pH值为9.0，再加入料浆体积0.05倍的硅烷偶联剂KH550，低速搅拌12h，之后先蒸发浓缩至无明显水分，再放入热风干燥箱中干燥至恒重，得到复合稳压填料；
二、制备复合胶料：
步骤b1：取400g二甲苯和920g二甲基乙酰胺搅拌混合作为溶剂，将溶剂转入反应器中，将反应器装入冰水浴中，用氮气排出反应器中的空气并持续通入氮气进行保护，取0.5mol的对苯二胺加入反应器中搅拌溶解，再称取0.82mol加入反应器中，搅拌反应2.5h，制成预聚液；
步骤b2：称取80g复合稳压填料和70g八对氨基苯基-POSS混合，再配置步骤b1方法制得的溶剂450g，将混合的粉料加入溶剂中，在30kHz下超声分散12min，再将分散液和1.3kg预聚液投加到高速剪切机中，设置剪切速率为2000rpm剪切处理10min，转出至反应器中，加入35g EDCI升温至30℃搅拌反应35min，反应结束后使用30℃的水洗涤反应液，分离出有机相，得到复合胶料；
三、制备耐压内管：
步骤c1：取150g碳酸钠和2kg质量分数为30％的乙醇溶液搅拌溶解，再加入80g硅烷偶联剂KH550混合，制成活化液，再取玻璃纤维布浸入活化液中浸泡过夜，取出沥干转入干燥箱中，在80℃热风下干燥30min，得到活化玻纤布；
步骤c2：取复合胶料滚涂在活化玻纤布的表面，控制复合胶料的滚涂量为
Figure BDA0003847147540000071
，制成涂胶布，在管模表面喷涂离型剂，再将涂胶布缠绕在管模的表面，在管模外侧套装真空袋，采用真空袋压工艺，持压30min，将涂胶布压制成管形，将管形材料脱模后放入干燥箱中，升温至150℃固化1h，制成耐压内管。
四、制备防护胶：
步骤d1：称取1.2kg端羟基聚丁二烯(市售，牌号为CS-15，分子量为2800-3600)，称取0.32kg环氧树脂(封装胶专用树脂，型号为XC-3806)、称取12g MNA作为固化剂，称取25g硫磺作为硫化剂，再称取4g DMP-30作为促进剂，将以上原料加入反应器中，升温至50℃搅拌反应，过程检测反应液的粘度达到2200cP，制成防护胶。
五、制备电缆用绝缘耐压材料：
步骤e1：将耐压内管浸入防护胶中，取出后在28℃的恒温室中自然流平30min，之后转入固化室中，在60℃循环热风下固化1h，将防护胶定型，最后转入蒸压塔中，控制压力为0.6MPa，温度为120℃蒸养5h，防护胶完全充分固化，冷却后得到电缆用绝缘耐压材料。
实施例3
本实施例制备一种电缆用绝缘耐压材料，具体实施过程如下：
一、制备复合稳压填料：
步骤a1、称取纳米级氮化铝微粉36g(市售，标定粒径为200nm)，称取云母微粉60g(市售，片状白云母，细度为800目)，称取玻璃微珠30g(市售，堆积密度为
Figure BDA0003847147540000081
)，将三者投加到气动混分机中混合10min，向混合粉中加入水捏合成球形，放置在坩埚中转入真空烧结炉中，升温至1550℃保温烧结55min，烧结结束后去除浸入水中淬裂，过滤出淬裂的渣料，得到烧结渣；
步骤a2、将烧结渣投加到球磨机中，在球磨机中循环湿磨，直至球磨料浆过500目的筛网筛出，对料浆进行蒸发浓缩，直至料浆的比重达到1.2，加入料浆体积0.17倍的无水乙醇搅拌混合，再缓慢加入氢氧化钠粉末，调节料浆的pH值为8.2，再加入料浆体积0.05倍的硅烷偶联剂KH550，低速搅拌12h，之后先蒸发浓缩至无明显水分，再放入热风干燥箱中干燥至恒重，得到复合稳压填料；
二、制备复合胶料：
步骤b1：取320g二甲苯和960g二甲基乙酰胺搅拌混合作为溶剂，将溶剂转入反应器中，将反应器装入冰水浴中，用氮气排出反应器中的空气并持续通入氮气进行保护，取0.5mol的对苯二胺加入反应器中搅拌溶解，再称取0.9mol加入反应器中，搅拌反应2h，制成预聚液；
步骤b2：称取100g复合稳压填料和50g八对氨基苯基-POSS混合，再配置步骤b1方法制得的溶剂450g，将混合的粉料加入溶剂中，在30kHz下超声分散10min，再将分散液和1.5kg预聚液投加到高速剪切机中，设置剪切速率为2000rpm剪切处理15min，转出至反应器中，加入20g EDCI升温至32℃搅拌反应30min，反应结束后使用32℃的水洗涤反应液，分离出有机相，得到复合胶料；
三、制备耐压内管：
步骤c1：取150g碳酸钠和2kg质量分数为30％的乙醇溶液搅拌溶解，再加入80g硅烷偶联剂KH550混合，制成活化液，再取玻璃纤维布浸入活化液中浸泡过夜，取出沥干转入干燥箱中，在80℃热风下干燥30min，得到活化玻纤布；
步骤c2：取复合胶料滚涂在活化玻纤布的表面，控制复合胶料的滚涂量为
Figure BDA0003847147540000091
，制成涂胶布，在管模表面喷涂离型剂，再将涂胶布缠绕在管模的表面，在管模外侧套装真空袋，采用真空袋压工艺，持压30min，将涂胶布压制成管形，将管形材料脱模后放入干燥箱中，升温至150℃固化1h，制成耐压内管。
四、制备防护胶：
步骤d1：称取1.5kg端羟基聚丁二烯(市售，牌号为CN-15，分子量为3300-440)，称取0.25kg环氧树脂(封装胶专用树脂，型号为XC-3806)、称取8g MNA作为固化剂，称取30g硫磺作为硫化剂，再称取3g DMP-30作为促进剂，将以上原料加入反应器中，升温至55℃搅拌反应，过程检测反应液的粘度达到2200cP，制成防护胶。
五、制备电缆用绝缘耐压材料：
步骤e1：将耐压内管浸入防护胶中，取出后在28℃的恒温室中自然流平30min，之后转入固化室中，在60℃循环热风下固化1h，将防护胶定型，最后转入蒸压塔中，控制压力为0.6MPa，温度为120℃蒸养5h，防护胶完全充分固化，冷却后得到电缆用绝缘耐压材料。
取实施例1-实施例3制备的电缆用绝缘耐压材料，截取规格为100*10mm的试样，室温条件下使用电子万能测试机以1mm/min的拉伸速率进行拉伸试验，具体测试数据如表1所示：
表1
实施例1 实施例2 实施例3
抗拉强度/MPa 91.5 105.7 96.2
断裂伸长率/％ 15.91 14.34 15.72
拉伸模量/GPa 1.96 2.17 2.04
由表1数据可知，本发明制备的电缆用绝缘耐压材料具有良好的力学性能，适用于高压电缆的外部防护材料。
取实施例1-实施例3制备的电缆用绝缘耐压材料，参照GB/T1408.1-2016制样，进行介电性能测试、介电强度测试和绝缘电阻率，具体测试数据如表2所示：
表2
Figure BDA0003847147540000101
Figure BDA0003847147540000111
由表2数据可知，本发明制备的电缆用绝缘耐压材料，相对介电常数为5.06-5.91，绝缘电阻率为
Figure BDA0003847147540000112
，具有优异的绝缘性能，介电强度达到314-328kV/mm，具有耐高电压的性能，适用于高压电缆。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电缆用绝缘耐压材料，包括耐压内管和耐压内管表面的防护膜，其特征在于，耐压内管由复合胶料和活化玻纤布复合而成，防护膜由防护胶固化而成；
所述复合胶料由以下步骤制备：
步骤A1：取二甲苯和二甲基乙酰胺混合制成溶剂，在氮气保护的冰水浴条件下加入对苯二胺溶解，再加入均苯四甲酸二酐搅拌反应2-3h，制成预聚液；
步骤A2：将复合稳压填料和八对氨基苯基-POSS混合后加入溶剂中超声分散，再将分散液加入预聚液中高速剪切混合，之后加入EDC I并升温28-32℃搅拌反应30-40min，反应结束用水洗涤反应液，分离出有机相，得到复合胶料。
2.根据权利要求1所述的一种电缆用绝缘耐压材料，其特征在于，对苯二胺和苯四甲酸二酐的用量摩尔比为1：1.5-1.8。
3.根据权利要求2所述的一种电缆用绝缘耐压材料，其特征在于，复合稳压填料、八对氨基苯基-POSS和预聚液的用量比为60-100g：50-80g：1.2-1.5kg。
4.根据权利要求3所述的一种电缆用绝缘耐压材料，其特征在于，所述复合稳压填料由以下步骤制备：
步骤B1：取氮化铝微粉、云母微粉和玻璃微珠混合，用水粘接捏合后在1480-1550℃真空烧结55-70min，烧结后排出水淬，得到烧结渣；
步骤B1：将烧结渣湿磨至料浆过500目筛网，蒸发浓缩后加入乙醇溶液混合，加入氢氧化钠调节料浆的pH值为8.2-9.5，再加入硅烷偶联剂KH560混合，之后蒸发浓缩、热风干燥至恒重，得到复合稳压填料。
5.根据权利要求4所述的一种电缆用绝缘耐压材料，其特征在于，氮化铝微粉、云母微粉和玻璃微珠的用量比为0.8-1.2g:2-4g:0.5-1g。
6.根据权利要求5所述的一种电缆用绝缘耐压材料，其特征在于，氮化铝微粉为纳米级氮化铝，云母微粉为片状白云母粉，细度为600-800目，玻璃微珠的堆积密度为0.1-0.2g/cmP3P。
7.根据权利要求1所述的一种电缆用绝缘耐压材料，其特征在于，防护胶的制备方法为：取端羟基聚丁二烯、环氧树脂、固化剂、硫化剂和促进剂混合后升温至45-55℃搅拌至粘度达到2200cP，制成防护胶。
8.根据权利要求7所述的一种电缆用绝缘耐压材料，其特征在于，端羟基聚丁二烯、环氧树脂、固化剂、硫化剂和促进剂的用量比为1-1.5kg：0.25-0.4kg：8-15g：20-30g：3-5g。
9.根据权利要求1所述的一种电缆用绝缘耐压材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：取碳酸钠溶解于乙醇溶液中，加入硅烷偶联剂KH550混合制成活化液，再取玻璃纤维布放入活化液中浸泡，沥干后热风干燥，得到活化玻纤布；
步骤S2：将复合胶料辊涂在活化玻纤布上制成涂胶布，将涂胶布缠绕在涂有离型剂的管模上，利用真空袋压工艺定型，脱模后固化成型，制成耐压内管；
步骤S3：将耐压内管浸入防护胶后取出流平，热风固化定型，之后转入蒸压塔中蒸养固化成型，防护胶固化形成防护膜，制成电缆用绝缘耐压材料。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001089656A (ja) * 1999-09-22 2001-04-03 Ube Ind Ltd ポリイミド系絶縁膜用組成物、絶縁膜および絶縁膜の形成法
CN101560299A (zh) * 2008-04-15 2009-10-21 东丽纤维研究所（中国）有限公司 低介电常数聚酰亚胺/介孔分子筛杂化材料及其制备方法
US20150094403A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Surface-modified inorganic filler, method for preparing the same, epoxy resin composition and insulating film including the same
CN104693686A (zh) * 2015-03-19 2015-06-10 西安交通大学 一种gis用微纳米结构环氧复合绝缘材料的制备方法
CN105900183A (zh) * 2014-09-05 2016-08-24 日立金属株式会社 绝缘电线及绕线
CN106450819A (zh) * 2016-10-18 2017-02-22 广州供电局有限公司 铜排分流夹
CN106496728A (zh) * 2016-10-06 2017-03-15 常州市鼎升环保科技有限公司 一种高压电缆绝缘材料的制备方法
CN111171716A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 江苏微上新材料科技有限公司 一种环氧化硅橡胶涂覆材料及其制备方法与应用
CN113302227A (zh) * 2019-01-29 2021-08-24 三菱化学株式会社 组合物及金属绝缘被覆材料
JP2021187969A (ja) * 2020-06-01 2021-12-13 住友ベークライト株式会社 高誘電樹脂組成物、それを用いたキャリア付樹脂膜、プリプレグ、積層板、プリント配線基板および半導体装置
CN113969453A (zh) * 2020-07-22 2022-01-25 旭化成株式会社 玻璃布、预浸料和印刷电路板
CN115413118A (zh) * 2022-09-30 2022-11-29 深圳市米韵科技有限公司 一种hdi线路板基板材料及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001089656A (ja) * 1999-09-22 2001-04-03 Ube Ind Ltd ポリイミド系絶縁膜用組成物、絶縁膜および絶縁膜の形成法
CN101560299A (zh) * 2008-04-15 2009-10-21 东丽纤维研究所（中国）有限公司 低介电常数聚酰亚胺/介孔分子筛杂化材料及其制备方法
US20150094403A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Surface-modified inorganic filler, method for preparing the same, epoxy resin composition and insulating film including the same
CN105900183A (zh) * 2014-09-05 2016-08-24 日立金属株式会社 绝缘电线及绕线
CN104693686A (zh) * 2015-03-19 2015-06-10 西安交通大学 一种gis用微纳米结构环氧复合绝缘材料的制备方法
CN106496728A (zh) * 2016-10-06 2017-03-15 常州市鼎升环保科技有限公司 一种高压电缆绝缘材料的制备方法
CN106450819A (zh) * 2016-10-18 2017-02-22 广州供电局有限公司 铜排分流夹
CN113302227A (zh) * 2019-01-29 2021-08-24 三菱化学株式会社 组合物及金属绝缘被覆材料
CN111171716A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 江苏微上新材料科技有限公司 一种环氧化硅橡胶涂覆材料及其制备方法与应用
JP2021187969A (ja) * 2020-06-01 2021-12-13 住友ベークライト株式会社 高誘電樹脂組成物、それを用いたキャリア付樹脂膜、プリプレグ、積層板、プリント配線基板および半導体装置
CN113969453A (zh) * 2020-07-22 2022-01-25 旭化成株式会社 玻璃布、预浸料和印刷电路板
CN115413118A (zh) * 2022-09-30 2022-11-29 深圳市米韵科技有限公司 一种hdi线路板基板材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任小龙;汪英;冯俊杰;: "低介电常数聚酰亚胺薄膜研究进展", 中国塑料, no. 08, 26 August 2015 (2015-08-26) *

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