CN116604914A - 一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用 - Google Patents
一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116604914A CN116604914A CN202310591568.4A CN202310591568A CN116604914A CN 116604914 A CN116604914 A CN 116604914A CN 202310591568 A CN202310591568 A CN 202310591568A CN 116604914 A CN116604914 A CN 116604914A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mica
- dimensional structure
- heat
- conductivity
- particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010445 mica Substances 0.000 title claims abstract description 203
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 203
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 12
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 69
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 12
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 6
- AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol Chemical group CN(C)CC1=CC(CN(C)C)=C(O)C(CN(C)C)=C1 AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VYKXQOYUCMREIS-UHFFFAOYSA-N methylhexahydrophthalic anhydride Chemical group C1CCCC2C(=O)OC(=O)C21C VYKXQOYUCMREIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/04—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances mica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
- B32B29/02—Layered products comprising a layer of paper or cardboard next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
- B32B37/1284—Application of adhesive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B38/08—Impregnating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B19/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing insulators or insulating bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
- B32B2037/1253—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives curable adhesive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
- B32B2260/028—Paper layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/046—Synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/101—Glass fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
- B32B2307/206—Insulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
- B32B2307/302—Conductive
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Insulating Bodies (AREA)
Abstract
一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用，涉及导热绝缘材料技术领域。本发明的目的是为了解决传统的云母带不能兼具高热导率、低介质损耗、高绝缘性能和高介电性能，以及掺杂高导热填料后导致云母带无法充分浸渍、介质损耗高的问题。方法：将云母浆液和高导热填料分散液混合，超声、机械搅拌10～15min，真空抽滤、烘干，得到立体化结构云母纸层；将胶粘剂涂抹在立体化结构云母纸层的两个面上，再将立体化结构云母纸层放置在两层补强材料层之间，热压处理40～60min，得到立体化结构高导热云母带。本发明可获得一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用。
Description
技术领域
本发明涉及导热绝缘材料技术领域，具体涉及一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着科技发展和制造技术进步，大型发电机向高电压和大容量方向快速发展。但是，如何降低电机的运行温升、提高容量及延长使用寿命，一直是电机制造行业十分关注和迫切解决的瓶颈性问题。因此，针对作为大型发电机主绝缘的云母带各方面性能提出了更高的要求，所以研究新型的大型发电机用绝缘材料具有及其重要的意义。
云母带作为大型发电机主绝缘，一直以来在室温下保持着优异的介电性能和力学性能，其通常由云母纸层、补强材料层和胶粘剂层组成。但是，由于云母带结构复杂、界面众多，导致云母带热导率较低。实际运行过程中，现有云母带性能已不能满足快速降低电机温升的要求。因此，提高云母带的导热性能迫在眉睫。目前，提高云母带导热性能的主要方式是在胶粘剂中加入高导热填料。虽然此种方法在一定程度上提高了云母带的热导率，但是高导热填料的加入增加了胶粘剂的黏度，无法充分浸渍云母带，导致云母带易掉粉、粘连差，介损高，也增加了云母带的厚度，很难满足高压电机的实际应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统的云母带不能兼具高热导率、低介质损耗、高绝缘性能和高介电性能，以及掺杂高导热填料后导致云母带无法充分浸渍、介质损耗高的问题，而提供一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用。
一种立体化结构高导热云母带，由立体化结构云母纸层、两层补强材料层和胶粘剂层组成，所述的立体化结构云母纸层设置在两层补强材料层之间，立体化结构云母纸层的加入量为100～200g/m2；所述的胶粘剂层设置于立体化结构云母纸层与补强材料层之间；
所述的立体化结构云母纸层由云母鳞片和高导热填料组成，所述的云母鳞片由小于60目的小粒径云母鳞片、60～80目的中粒径云母鳞片和80～200目的大粒径云母鳞片组成，所述的小粒径云母鳞片、中粒径云母鳞片与大粒径云母鳞片的质量比为(20～35)：(45～65)：(5～10)，所述的高导热填料的添加量为云母鳞片质量的5～25％。
一种立体化结构高导热云母带的制备方法，按以下步骤进行：
步骤一：将云母鳞片加入到去离子水中，充分混合后，得到云母浆液，所述的云母浆液中云母鳞片的质量分数为10～20％；
步骤二：将高导热填料加入到蒸馏水中，超声分散30～60min，得到高导热填料分散液；
步骤三：将步骤一中的云母浆液和步骤二中的高导热填料分散液混合，超声、机械搅拌10～15min，真空抽滤、烘干，得到立体化结构云母纸层，所述的高导热填料分散液中高导热填料为云母浆液中云母鳞片质量的5～25％；将胶粘剂涂抹在立体化结构云母纸层的两个面上，然后将补强材料层的一个面上沾取胶粘剂，再将立体化结构云母纸层放置在两层补强材料层沾取胶粘剂的两个面之间，最后在80～100℃的温度、5～15MPa的压力条件下热压处理40～60min，得到立体化结构高导热云母带，所述的立体化结构云母纸层与补强材料层的质量比为(100～200)：(20～30)。
一种立体化结构高导热云母带的应用，所述的立体化结构高导热云母带在大型发电机绝缘材料中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明将具有优异绝缘性能的高导热填料六方氮化硼与云母鳞片混合，通过真空辅助过滤及热压技术，制备得到具有优异绝缘性能和导热性能的高导热云母带。六方氮化硼在云母带内部形成立体化结构的导热通路(如图1所示)，提高云母带的导热性能。当六方氮化硼填充含量低时，导热通路少且短，当填充含量高时，导热通路多且长，有效形成了基于面外的导热通路，极大的提升了云母带的热导率。同时，低六方氮化硼填充含量时，云母带的击穿特性有所提高，一方面是由于六方氮化硼对载流子路径的抵挡作用，另一方面是六方氮化硼形成的立体化结构延长了击穿的发展路径。因此综合来看，本发明制备得到的立体化结构高导热云母带热导率高，介损低，保持了优异的绝缘性能和良好的介电性能。
(2)本发明制备云母带时，采用双上胶法，即在立体化结构云母纸层的两面均涂抹一层薄的胶粘剂，然后再将玻璃丝布沾取少量的胶粘剂在云母纸层的两面加固补强，可保证在最后压制云母带时环氧树脂胶粘剂均匀渗透进云母纸中，并保证云母纸结构不被破坏。
(3)本发明所提供的高导热云母带制备方法所需设备少、工艺简单、成本低廉、易操作且环保无污染。
本发明可获得一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用。
附图说明
图1为实施例1云母纸层中六方氮化硼形成的立体化结构的SEM图；
图2为本发明一种立体化结构高导热云母带的结构示意图，1表示立体化结构云母纸层，2表示补强材料层，3表示胶粘剂层。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种立体化结构高导热云母带，由立体化结构云母纸层、两层补强材料层和胶粘剂层组成，所述的立体化结构云母纸层设置在两层补强材料层之间，立体化结构云母纸层的加入量为100～200g/m2；所述的胶粘剂层设置于立体化结构云母纸层与补强材料层之间；
所述的立体化结构云母纸层由云母鳞片和高导热填料组成，所述的云母鳞片由小于60目的小粒径云母鳞片、60～80目的中粒径云母鳞片和80～200目的大粒径云母鳞片组成，所述的小粒径云母鳞片、中粒径云母鳞片与大粒径云母鳞片的质量比为(20～35)：(45～65)：(5～10)，所述的高导热填料的添加量为云母鳞片质量的5～25％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的高导热填料为六方氮化硼，粒径为0.5～10μm。
其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：每层补强材料层的加入量均为20～30g/m2，由电工级玻璃丝布制成。
其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的胶粘剂层均由E51型环氧树脂、固化剂和促进剂组成，所述的E51型环氧树脂、固化剂与促进剂的质量比为(80～100)：(60～85)：(0.2～0.3)，所述的固化剂为甲基六氢苯酐，所述的促进剂为DMP-30。
其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式一种立体化结构高导热云母带的制备方法，按以下步骤进行：
步骤一：将云母鳞片加入到去离子水中，充分混合后，得到云母浆液，所述的云母浆液中云母鳞片的质量分数为10～20％；
步骤二：将高导热填料加入到蒸馏水中，超声分散30～60min，得到高导热填料分散液；
步骤三：将步骤一中的云母浆液和步骤二中的高导热填料分散液混合，超声、机械搅拌10～15min，真空抽滤、烘干，得到立体化结构云母纸层，所述的高导热填料分散液中高导热填料为云母浆液中云母鳞片质量的5～25％；将胶粘剂涂抹在立体化结构云母纸层的两个面上，然后将补强材料层的一个面上沾取胶粘剂，再将立体化结构云母纸层放置在两层补强材料层沾取胶粘剂的两个面之间，最后在80～100℃的温度、5～15MPa的压力条件下热压处理40～60min，得到立体化结构高导热云母带，所述的立体化结构云母纸层与补强材料层的质量比为(100～200)：(20～30)。
本实施方式的有益效果：
(1)本实施方式将具有优异绝缘性能的高导热填料六方氮化硼与云母鳞片混合，通过真空辅助过滤及热压技术，制备得到具有优异绝缘性能和导热性能的高导热云母带。六方氮化硼在云母带内部形成立体化结构的导热通路(如图1所示)，提高云母带的导热性能。当六方氮化硼填充含量低时，导热通路少且短，当填充含量高时，导热通路多且长，有效形成了基于面外的导热通路，极大的提升了云母带的热导率。同时，低六方氮化硼填充含量时，云母带的击穿特性有所提高，一方面是由于六方氮化硼对载流子路径的抵挡作用，另一方面是六方氮化硼形成的立体化结构延长了击穿的发展路径。因此综合来看，本实施方式制备得到的立体化结构高导热云母带热导率高，介损低，保持了优异的绝缘性能和良好的介电性能。
(2)本实施方式制备云母带时，采用双上胶法，即在立体化结构云母纸层的两面均涂抹一层薄的胶粘剂，然后再将玻璃丝布沾取少量的胶粘剂在云母纸层的两面加固补强，可保证在最后压制云母带时环氧树脂胶粘剂均匀渗透进云母纸中，并保证云母纸结构不被破坏。
(3)本实施方式所提供的高导热云母带制备方法所需设备少、工艺简单、成本低廉、易操作且环保无污染。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同点是：步骤一中的云母鳞片由小于60目的小粒径云母鳞片、60～80目的中粒径云母鳞片和80～200目的大粒径云母鳞片组成，所述的小粒径云母鳞片、中粒径云母鳞片与大粒径云母鳞片的质量比为(20～30)：(45～60)：(5～10)。
其他步骤与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六不同点是：步骤二中的高导热填料为六方氮化硼，粒径为0.5～10μm。
其他步骤与具体实施方式五或六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五至七之一不同点是：步骤二中的补强材料层均由电工级玻璃丝布制成；胶粘剂由E51型环氧树脂、固化剂和促进剂组成，所述的E51型环氧树脂、固化剂与促进剂的质量比为(80～100)：(60～85)：(0.2～0.3)，所述的固化剂为甲基六氢苯酐，所述的促进剂为DMP-30。
其他步骤与具体实施方式五至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式五至八之一不同点是：步骤三中的烘干温度为100～120℃。
其他步骤与具体实施方式五至八相同。
具体实施方式十：本实施方式一种立体化结构高导热云母带的应用，所述的立体化结构高导热云母带在大型发电机绝缘材料中的应用。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种立体化结构高导热云母带的制备方法，按以下步骤进行：
步骤一：称取一定质量的云母鳞片，其中小于60目的云母鳞片的质量分数为35％，60～80目的云母鳞片的质量分数为65％，大于80目的云母鳞片的质量分数为10％。将上述云母鳞片放入烧杯中，再加入1000mL去离子水，用玻璃棒搅拌充分混合后，得到云母浆液，所述的云母浆液中云母鳞片的质量分数为20％。
步骤二：按照占云母鳞片质量分数的5％称取高导热填料六方氮化硼(h-BN，粒径为0.5～10μm)，放入烧杯中，再加入500mL蒸馏水。并将此烧杯固定在超声波分散仪内，然后在超声波分散仪内加入蒸馏水进行超声分散60min，在超声过程中用增力搅拌器进行搅拌，使高导热填料与云母浆料充分混合，得到六方氮化硼分散液。
步骤三：将步骤一中的云母浆液和步骤二中的六方氮化硼分散液混合，超声、机械搅拌15min，得到掺杂六方氮化硼的云母浆液。
步骤四：首先向真空辅助过滤的料筒中倒入2000mL的蒸馏水，再将步骤三中得到的掺杂六方氮化硼的云母浆液倒入料筒中，利用多孔均浆板对料筒内的云母悬浊液进行搅拌，搅拌均匀后打开排水阀，待水排净后关闭阀门，同时打开真空排气阀和真空泵开关进行真空抽滤排水，减少纸页水分，然后取出放入100℃的真空干燥箱中烘干，得到立体化结构云母纸层。
步骤五：将胶粘剂涂抹在立体化结构云母纸层的两个面上，由于云母纸疏松多孔，胶粘剂将预浸渍到整个云母纸层内，然后将补强材料层的一个面上沾取胶粘剂，再将立体化结构云母纸层放置在两层补强材料层沾取胶粘剂的两个面之间，最后在85℃的温度、15MPa的压力条件下热压处理60min，胶粘剂将浸满整个复合云母带，多余的胶粘剂将被挤出，最终得到立体化结构高导热云母带，立体化结构云母纸层的加入量为160g/m2，两层玻璃丝布的加入量均为25g/m2。
所述的胶粘剂由E51型环氧树脂、固化剂和促进剂组成，所述的E51型环氧树脂、固化剂与促进剂的质量比为100：85：0.3，所述的固化剂为甲基六氢苯酐，所述的促进剂为DMP-30。
图1为实施例1云母纸层中六方氮化硼形成的立体化结构的SEM图；如图1所示，六方氮化硼置于云母纸的层间和孔洞中，形成了基于面外的立体化导热网络，图1(b)中的箭头为六方氮化硼在云母纸层间形成的立体化的导热通路。
实施例2：本实施例中高导热填料六方氮化硼的加入量为云母鳞片质量分数的10％。其他实验条件均与实施例1中相同。
实施例3：本实施例中高导热填料六方氮化硼的加入量为云母鳞片质量分数的15％。其他实验条件均与实施例1中相同。
实施例4：本实施例中高导热填料六方氮化硼的加入量为云母鳞片质量分数的20％。其他实验条件均与实施例1中相同。
实施例5：本实施例中高导热填料六方氮化硼的加入量为云母鳞片质量分数的25％。其他实验条件均与实施例1中相同。
实施例6：本实施例中不掺杂高导热填料六方氮化硼。其他实验条件均与实施例1中相同。
表1为实施例1-6中高导热云母带的性能参数；
表1
由上表数据得出，本实施例中立体化结构高导热云母带显著提高了云母带的导热性能和介电强度，同时，云母带的介损较低，并且随着掺杂量的提高，介质损耗变化不大。由此可以看出，本实施例制备得到的立体化结构高导热云母带具有优异的导热性能和绝缘性能，可以提高大型发电机运行过程中的稳定性，延长电机的使用寿命。
Claims (10)
1.一种立体化结构高导热云母带，其特征在于所述的立体化结构高导热云母带由立体化结构云母纸层、两层补强材料层和胶粘剂层组成，所述的立体化结构云母纸层设置在两层补强材料层之间，立体化结构云母纸层的加入量为100～200g/m2；所述的胶粘剂层设置于立体化结构云母纸层与补强材料层之间；
所述的立体化结构云母纸层由云母鳞片和高导热填料组成，所述的云母鳞片由小于60目的小粒径云母鳞片、60～80目的中粒径云母鳞片和80～200目的大粒径云母鳞片组成，所述的小粒径云母鳞片、中粒径云母鳞片与大粒径云母鳞片的质量比为(20～35)：(45～65)：(5～10)，所述的高导热填料的添加量为云母鳞片质量的5～25％。
2.根据权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带，其特征在于所述的高导热填料为六方氮化硼，粒径为0.5～10μm。
3.根据权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带，其特征在于每层补强材料层的加入量均为20～30g/m2，由电工级玻璃丝布制成。
4.根据权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带，其特征在于所述的胶粘剂层均由E51型环氧树脂、固化剂和促进剂组成，所述的E51型环氧树脂、固化剂与促进剂的质量比为(80～100)：(60～85)：(0.2～0.3)，所述的固化剂为甲基六氢苯酐，所述的促进剂为DMP-30。
5.如权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤进行：
步骤一：将云母鳞片加入到去离子水中，充分混合后，得到云母浆液，所述的云母浆液中云母鳞片的质量分数为10～20％；
步骤二：将高导热填料加入到蒸馏水中，超声分散30～60min，得到高导热填料分散液；
步骤三：将步骤一中的云母浆液和步骤二中的高导热填料分散液混合，超声、机械搅拌10～15min，真空抽滤、烘干，得到立体化结构云母纸层，所述的高导热填料分散液中高导热填料为云母浆液中云母鳞片质量的5～25％；将胶粘剂涂抹在立体化结构云母纸层的两个面上，然后将补强材料层的一个面上沾取胶粘剂，再将立体化结构云母纸层放置在两层补强材料层沾取胶粘剂的两个面之间，最后在80～100℃的温度、5～15MPa的压力条件下热压处理40～60min，得到立体化结构高导热云母带，所述的立体化结构云母纸层与补强材料层的质量比为(100～200)：(20～30)。
6.根据权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带的制备方法，其特征在于步骤一中的云母鳞片由小于60目的小粒径云母鳞片、60～80目的中粒径云母鳞片和80～200目的大粒径云母鳞片组成，所述的小粒径云母鳞片、中粒径云母鳞片与大粒径云母鳞片的质量比为(20～30)：(45～60)：(5～10)。
7.根据权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带的制备方法，其特征在于步骤二中的高导热填料为六方氮化硼，粒径为0.5～10μm。
8.根据权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带的制备方法，其特征在于步骤二中的补强材料层均由电工级玻璃丝布制成；胶粘剂由E51型环氧树脂、固化剂和促进剂组成，所述的E51型环氧树脂、固化剂与促进剂的质量比为(80～100)：(60～85)：(0.2～0.3)，所述的固化剂为甲基六氢苯酐，所述的促进剂为DMP-30。
9.根据权利要求1所述的一种立体化结构高导热云母带的制备方法，其特征在于步骤三中的烘干温度为100～120℃。
10.如权利要求1-4任意一项所述的一种立体化结构高导热云母带的应用，其特征在于所述的立体化结构高导热云母带在大型发电机绝缘材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310591568.4A CN116604914B (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310591568.4A CN116604914B (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116604914A true CN116604914A (zh) | 2023-08-18 |
| CN116604914B CN116604914B (zh) | 2024-07-09 |
Family
ID=87674272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310591568.4A Active CN116604914B (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116604914B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1168530A (zh) * | 1996-02-14 | 1997-12-24 | 陈云生 | 耐火合成云母带及其生产工艺 |
| US20070141324A1 (en) * | 2005-04-15 | 2007-06-21 | Siemens Power Generation, Inc. | Multi-layered platelet structure |
| CN108384479A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-08-10 | 苏州太湖电工新材料股份有限公司 | 高导热少胶云母带用的胶粘剂及其制备方法和少胶云母带 |
| CN110106737A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-09 | 陕西科技大学 | 一种芳纶纳米纤维/云母复合绝缘纸的制备方法 |
| CN111546722A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-18 | 平江县盛盈云母工业有限公司 | 一种加强型高导热云母带及其制备方法 |
| CN111663363A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-15 | 东华大学 | 一种芳纶纳米纤维/聚酰亚胺复合纸及其制备方法 |
| CN114163777A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-03-11 | 浙江荣泰电工器材股份有限公司 | 一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料及制备工艺 |
-
2023
- 2023-05-24 CN CN202310591568.4A patent/CN116604914B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1168530A (zh) * | 1996-02-14 | 1997-12-24 | 陈云生 | 耐火合成云母带及其生产工艺 |
| US20070141324A1 (en) * | 2005-04-15 | 2007-06-21 | Siemens Power Generation, Inc. | Multi-layered platelet structure |
| CN108384479A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-08-10 | 苏州太湖电工新材料股份有限公司 | 高导热少胶云母带用的胶粘剂及其制备方法和少胶云母带 |
| CN110106737A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-09 | 陕西科技大学 | 一种芳纶纳米纤维/云母复合绝缘纸的制备方法 |
| CN111546722A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-18 | 平江县盛盈云母工业有限公司 | 一种加强型高导热云母带及其制备方法 |
| CN111663363A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-15 | 东华大学 | 一种芳纶纳米纤维/聚酰亚胺复合纸及其制备方法 |
| CN114163777A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-03-11 | 浙江荣泰电工器材股份有限公司 | 一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料及制备工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 周文英等: "《导热高分子材料》", vol. 1, 30 April 2014, 国防工业出版社, pages: 230 - 231 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116604914B (zh) | 2024-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111546722B (zh) | 一种加强型高导热云母带及其制备方法 | |
| CN113072797B (zh) | 环氧树脂基复合材料及其制备方法 | |
| CN110951254A (zh) | 氮化硼复合高导热绝缘高分子复合材料及其制备方法 | |
| CN111688314A (zh) | 一种结构型吸波复合材料及其制备方法 | |
| CN101917080B (zh) | 环氧耐电晕聚酰亚胺薄膜玻璃粉云母带及其制作的风力发电机转子线棒的制备方法 | |
| CN109454970B (zh) | 一种高导热多胶环氧玻璃丝粉云母带的制造方法 | |
| CN1186783C (zh) | 干式高压电容芯子及其制造方法 | |
| CN113881190A (zh) | 一种电力电子变压器封装用环氧树脂复合材料及制备方法 | |
| CN103350553B (zh) | 单面补强云母带 | |
| CN116604914B (zh) | 一种立体化结构高导热云母带及其制备方法和应用 | |
| CN115260705A (zh) | 一种电抗器环氧树脂绝缘层裂隙修复材料及其制备方法 | |
| CN110527254B (zh) | 一种环氧复合材料及其制备方法 | |
| Chen et al. | Nonlinear conductivity characteristics of epoxy resin-impregnated nano-SiC-modified insulating paper | |
| CN109206748B (zh) | 聚丙烯基复合绝缘材料及制备方法 | |
| CN109825029A (zh) | 一种三聚氰胺泡沫树脂复合材料基板及其制备方法 | |
| CN108269986A (zh) | 一种固态电池用的复合硅烷偶联剂三元复合正极材料及其制备方法以及应用 | |
| CN114539783A (zh) | 一种高导热高绝缘垫片及其制备方法 | |
| CN208385104U (zh) | 一种高导热环氧少胶单面玻璃粉云母带 | |
| He et al. | Study on Insulation Properties of Spherical Boron Nitride Epoxy Composite Resin | |
| CN117070183B (zh) | 一种多层结构的复合绝缘导热胶膜及其制备方法 | |
| CN116779768B (zh) | 一种复合电极片及其制备方法、固态电池及其制备方法 | |
| CN116903995B (zh) | 一种环氧树脂全有机共混耐热型复合材料的制备方法及应用 | |
| CN106938566A (zh) | 一种纳米环氧玻璃少胶粉云母带及其制备方法 | |
| CN118238484A (zh) | 一种导热电磁屏蔽硅橡胶复合薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN117747958A (zh) | 一种可拓展层合板型复合材料结构电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |