本发明涉及阻燃绝缘复合材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺复合材料及其制备方法。
背景技术：
目前电机、变压器和电器等的槽绝缘、层间绝缘、匝间绝缘和衬垫绝缘大部分采用芳纶纸和聚酯薄膜复合而成，这种复合工艺需先在芳纶纸上涂布胶黏剂，然后干燥复合，加工过程中容易产生二次污染，并且所生产的复合材料并不能做到耐高温(220℃以上)，而且其性能易受天气条件等影响，吸湿性大。
技术实现要素：
为了解决现有芳纶纸与聚酯薄膜复合材料存在的易产生二次污染、耐温等级低、吸湿性大的问题，本发明提供一种聚酰亚胺复合材料及其制备方法。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种聚酰亚胺复合材料，其是由聚酰亚胺纤维纸和聚酰胺酸胶液通过流涎或涂覆工艺，再经亚胺化处理及高温压辊热压整饰处理制备而成的。
本发明还提供了上述一种聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、聚酰亚胺纤维纸的抄造；
步骤二、采用流涎或涂覆的方法将聚酰胺酸胶液涂布在聚酰亚胺纤维纸上形成聚酰胺酸胶膜，再将此聚酰亚胺纤维纸与聚酰胺酸胶膜进行亚胺化处理，温度为40～300℃，在此过程中控制聚酰胺酸胶膜的厚度在0.025～0.05mm，得到聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物，厚度为0.075～0.45mm；
步骤三、对上述复合物进行高温压辊热压整饰处理，温度为50～350℃，车速为2～40m/min，得到聚酰亚胺阻燃绝缘复合材料。
作为优选的实施例，步骤一的具体过程为：将原料进行分散，经压榨脱水、烘干、高温压光亚胺化处理后得到聚酰亚胺纤维纸；所述原料为聚酰亚胺短切纤维或聚酰亚胺短切纤维与聚酰亚胺沉析纤维的混合物。
作为优选的实施例，步骤二中，聚酰胺酸胶膜的厚度为0.025mm。
作为优选的实施例，步骤二中，温度为40～200℃。
作为优选的实施例，步骤三中，温度为200℃。
本发明还提供了另外一种聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、聚酰亚胺纤维纸的抄造；
步骤二、采用流涎或涂覆的方法将聚酰胺酸胶液涂布在一张聚酰亚胺纤维纸上形成聚酰胺酸胶膜，再将此聚酰亚胺纤维纸与聚酰胺酸胶膜进行亚胺化处理，温度为40～300℃，在此过程中控制聚酰胺酸胶膜的厚度在0.025～0.05mm，得到聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物，厚度为0.075～0.45mm；
步骤三、将另一张聚酰亚胺纤维纸与上述获得的复合物一起进行高温压辊热压整饰处理，温度为50～350℃，车速为2～40m/min，得到本发明的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料。
作为优选的实施例，步骤一的具体过程为：将原料进行分散，经压榨脱水、烘干、高温压光亚胺化处理后得到聚酰亚胺纤维纸；所述原料为聚酰亚胺短切纤维或聚酰亚胺短切纤维与聚酰亚胺沉析纤维的混合物。
作为优选的实施例，步骤二中，聚酰胺酸胶膜的厚度为0.05mm。
作为优选的实施例，步骤三中，温度为200℃。
本发明的有益效果是：本发明的一种聚酰亚胺复合材料，是一种阻燃绝缘复合材料，其是由聚酰亚胺纤维纸和聚酰胺酸胶液通过流涎或涂覆工艺，再经过亚胺化处理以及高温压辊热压整饰处理制备而成的。本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、在制备聚酰亚胺复合材料的过程中不使用胶黏剂，减少了二次污染，节约能源。
2、由于在制备过程中使用了聚酰亚胺纤维纸，使所制备的聚酰亚胺复合材料耐温等级大幅度提高，耐热性能良好，可在220℃下长期工作，并且使所制备的聚酰亚胺复合材料吸湿性较小。
3、本发明的聚酰亚胺复合材料具有耐高压的特点，击穿电压≥10kv。
4、本发明的聚酰亚胺复合材料绝缘性能好、复合性高，不会产生起层现象，能够很好的保护电器绝缘设备的运行。
5、本发明的聚酰亚胺复合材料介电性能优异，同时具有良好的机械强度，纯净度高，没有胶粘物，100％聚酰亚胺，可延长电器的使用寿命。
6、本发明的聚酰亚胺复合材料介质损耗低，适用于各种恶劣工作环境。
具体实施方式
本发明的一种聚酰亚胺复合材料，是一种阻燃绝缘复合材料。它是由聚酰亚胺纤维纸和聚酰胺酸胶液通过流涎或涂覆工艺，再经过亚胺化处理以及高温压辊热压整饰处理制备而成的，制备过程中不需要涂布胶黏剂，减少了二次污染。
本发明提供了一种聚酰亚胺复合材料的制备方法，其主要包括以下步骤：
步骤一、聚酰亚胺纤维纸的抄造
将原料进行有效分散，经压榨脱水、烘干、高温压光亚胺化处理后，得到聚酰亚胺纤维纸。
在此步骤中，所采用的原料为聚酰亚胺短切纤维或聚酰亚胺短切纤维与聚酰亚胺沉析纤维的混合物，即可以单独采用聚酰亚胺短切纤维，也可以采用聚酰亚胺短切纤维与聚酰亚胺沉析纤维的混合物。
步骤二、采用流涎或涂覆的方法将聚酰胺酸胶液涂布在聚酰亚胺纤维纸上形成具有一定厚度的聚酰胺酸胶膜，再将此聚酰亚胺纤维纸与其上的聚酰胺酸胶膜一起进行亚胺化处理(在氮气氛围中进行热处理)，亚胺化处理温度为40～300℃，在亚胺化处理的过程中，需要控制聚酰胺酸胶膜的厚度在0.025～0.05mm范围内，得到聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物，该复合物的厚度范围为0.075～0.45mm。在此步骤中，不添加任何胶黏剂，减少二次污染。
步骤三、对上述获得的聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物进行高温压辊热压整饰处理，温度为50～350℃，车速为2～40m/min，得到聚酰亚胺阻燃绝缘复合材料。将获得的聚酰亚胺阻燃绝缘复合材料贮存在干燥洁净的库房中，温度控制在40℃以下，远离火源、热源，避免日光直射。产品贮存期为一年，超过贮存期按技术要求重新检测合格仍可使用。
本发明还提供了一种聚酰亚胺复合材料的制备方法，其主要包括以下步骤：
步骤一、聚酰亚胺纤维纸的抄造
将原料进行有效分散，经压榨脱水、烘干、高温压光亚胺化处理后，得到聚酰亚胺纤维纸。
在此步骤中，所采用的原料为聚酰亚胺短切纤维或聚酰亚胺短切纤维与聚酰亚胺沉析纤维的混合物，即可以单独采用聚酰亚胺短切纤维，也可以采用聚酰亚胺短切纤维与聚酰亚胺沉析纤维的混合物。
步骤二、采用两张聚酰亚胺纤维纸，采用流涎或涂覆的方法将聚酰胺酸胶液涂布在其中一张聚酰亚胺纤维纸上形成不同厚度的聚酰胺酸胶膜，再将此聚酰亚胺纤维纸与其上的聚酰胺酸胶膜一起进行亚胺化处理(在氮气氛围中进行热处理)，亚胺化处理温度为40～300℃，在亚胺化处理的过程中，需要控制聚酰胺酸胶膜的厚度在0.025～0.05mm范围内，得到聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物，该复合物的厚度范围为0.075～0.45mm。在此步骤中，不添加任何胶黏剂，减少二次污染。
步骤三、将另一张聚酰亚胺纤维纸与上述获得的复合物一起进行高温压辊热压整饰处理，温度为50～350℃，车速为2～40m/min，得到本发明的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料。将获得的聚酰亚胺阻燃绝缘复合材料贮存在干燥洁净的库房中，温度控制在40℃以下，远离火源、热源，避免日光直射。产品贮存期为一年，超过贮存期按技术要求重新检测合格仍可使用。
通过本发明的制备方法制备的一种聚酰亚胺复合材料，具有良好的机械性能、电气性能、收缩性低、吸湿性低和可靠耐热性能，并且该复合材料绝缘性能好、复合性高，不会产生起层现象，能够很好的保护电器绝缘设备的运行。经过测试，本发明的聚酰亚胺复合材料在-190～300℃温度条件下对各种频率的高电压具有较强的耐高温性能和阻燃性能，能够保证各种电气产品的耐受性。
实施例1两层聚酰亚胺复合材料(zm)的制备
本发明的一种聚酰亚胺复合材料的制备方法，其具体制备过程如下：
步骤一、聚酰亚胺纤维纸的抄造
将聚酰亚胺短切纤维进行有效分散，经压榨脱水、烘干、高温压光亚胺化处理后，得到厚度为0.05mm的聚酰亚胺纤维纸(z)。
步骤二、采用流涎的方法将聚酰胺酸胶液涂布在聚酰亚胺纤维纸(z)上形成聚酰胺酸胶膜(m)，再将聚酰亚胺纤维纸和聚酰胺酸胶膜一起进行亚胺化处理，亚胺化处理温度为40℃—60℃—80℃—100℃—120℃—150℃—200℃—250℃—300℃，在亚胺化处理的过程中，控制聚酰胺酸胶膜的厚度为0.025mm，得到聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物(zm)，该复合物的厚度为0.075mm。
步骤三、对上述获得的聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物(zm)进行高温压辊热压整饰处理，温度为200℃，车速为20m/min，得到本发明的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料(zm)。
经检测，上述获得的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料(zm)的厚度为0.075mm，拉伸强度纵向≥90n/cm，拉伸强度横向≥60n/cm，击穿电压≥6kv，具有耐高温耐高压、收缩性低等性能。
实施例2三层聚酰亚胺复合材料(zmz)的制备
本发明的一种聚酰亚胺复合材料的制备方法，其具体制备过程如下：
步骤一、聚酰亚胺纤维纸的抄造
将聚酰亚胺短切纤维进行有效分散，经压榨脱水、烘干、高温压光亚胺化处理后，得到厚度为0.05mm的聚酰亚胺纤维纸(z)。
步骤二、使用两张厚度均为0.05mm的聚酰亚胺纤维纸，采用涂覆的方法将聚酰胺酸胶液涂布在其中一张聚酰亚胺纤维纸(z)上形成聚酰胺酸胶膜(m)，再将此聚酰亚胺纤维纸与其上的聚酰胺酸胶膜一起进行亚胺化处理，亚胺化处理温度为40℃—60℃—80℃—100℃—120℃—150℃—200℃在亚胺化处理的过程中，控制聚酰胺酸胶膜的厚度为0.025mm，得到聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物(zm)，该复合物的厚度为0.075mm。
步骤三、将另一张聚酰亚胺纤维纸(z)与上述获得的复合物(zm)一起进行高温压辊热压整饰处理，温度为50℃，车速为40m/min，得到本发明的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料(zmz)。
经检测，上述获得的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料(zmz)的厚度为0.13mm(一般标准是0.13mm，小数点后保留两位)，两层聚酰亚胺纤维纸中间夹一层聚酰胺酸胶膜，拉伸强度纵向≥120n/cm，拉伸强度横向≥80n/cm，击穿电压≥8kv，具有耐高温耐高压、收缩性低等性能。
实施例3三层聚酰亚胺复合材料(zmz)的制备
本发明的一种聚酰亚胺复合材料的制备方法，其具体制备过程如下：
步骤一、聚酰亚胺纤维纸的抄造
将聚酰亚胺短切纤维进行有效分散，经压榨脱水、烘干、高温压光亚胺化处理后，得到厚度为0.05mm的聚酰亚胺纤维纸(z)。
步骤二、使用两张厚度均为0.05mm的聚酰亚胺纤维纸，采用涂覆的方法将聚酰胺酸胶液涂布在其中一张聚酰亚胺纤维纸(z)上形成聚酰胺酸胶膜(m)，再将此聚酰亚胺纤维纸与其上的聚酰胺酸胶膜一起进行亚胺化处理，亚胺化处理温度为40℃—60℃—80℃—100℃—120℃—150℃—200℃，在亚胺化处理的过程中，控制聚酰胺酸胶膜的厚度为0.05mm，得到聚酰亚胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜的复合物(zm)，该复合物的厚度为0.1mm。
步骤三、将另一张聚酰亚胺纤维纸(z)与上述获得的复合物(zm)一起进行高温压辊热压整饰处理，温度为350℃，车速为2m/min，得到本发明的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料(zmz)。
经检测，上述获得的聚酰亚胺阻燃绝缘柔软复合材料(zmz)的厚度为0.15mm，两层聚酰亚胺纤维纸中间夹一层聚酰胺酸胶膜，拉伸强度纵向≥140n/cm，拉伸强度横向≥90n/cm，击穿电压≥10kv，具有耐高温耐高压、收缩性低等性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步的详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和发明构思，做出相应改变和替代，而且得到与本发明具有相同层结构的一种聚酰亚胺复合材料，其性能也必然相同，都应当视为本发明的保护范围。