一种复合绝缘材料的制备方法与流程

文档序号:37380821发布日期:2024-03-22 10:33阅读:7来源:国知局

本发明属于绝缘材料,具体涉及一种复合绝缘材料的制备方法。


背景技术:

1、绝缘材料在电气工程、建筑和其他领域中广泛应用,以隔离电流、热量和声音。传统绝缘材料如聚乙烯、聚氯乙烯等,存在的问题包括耐高温性差、机械强度低和易燃等缺点。因此传统绝缘材料的不足之处在于,它们无法同时满足高温耐受性、机械强度和阻燃性的要求,在一些特殊环境下的应用无法得到满足。


技术实现思路

1、针对现有技术中的问题,本发明提供一种复合绝缘材料的制备方法,解决了现有聚酰亚胺的缺陷,利用铝盐形成多孔氢氧化铝材料,并与二氯二甲基硅烷形成的聚硅氧烷形成复合阻燃陶瓷结构体系,从而提高了聚酰亚胺薄膜的阻燃性、耐温性和机械强度。

2、为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:

3、一种复合绝缘材料的制备方法,包括如下步骤:

4、步骤1,将异丙醇铝和乙基纤维素加入至乙醇中搅拌均匀,形成分散液,然后加入蒸馏水扩溶至原来体积的2倍,经超声分散后蒸馏30-50min,喷雾后紫外光照处理,得到多孔氢氧化铝颗粒;所述异丙醇铝与乙基纤维素的质量为2-4:1,所述异丙醇铝在乙醇中的浓度为200-400g/l,搅拌速度为200-500r/min,所述超声分散的超声频率为60-80khz,所述蒸馏的温度为80-90℃,蒸馏后的体积是蒸馏前体积的70-80%,喷雾的速度为20-30ml/min,喷雾面积为100-200cm2,紫外光照的强度为3-5w/cm2;该步骤利用乙基纤维素在乙醇的溶解度,形成良好的粘稠性与溶解性,同时异丙醇铝与蒸馏水形成水解反应,产生絮状的氢氧化铝沉淀;在扩溶过程中,絮状氢氧化铝沉淀不仅实现了不溶性沉淀,而且在超声分散中形成均质分散,减少沉积聚集,同时乙基纤维素在乙醇中的良好溶解性,确保其在乙醇水溶液中形成均质分散,在蒸馏和喷雾过程中,乙基纤维素自身的粘附性,会将周边的氢氧化铝形成粘附,转化为喷雾后的颗粒,最后在紫外光照处理中,乙基纤维素形成分解,并将颗粒转化为多孔氢氧化铝颗粒;

5、步骤2,将二甲基二氯硅烷和乙基纤维素加入至乙醚中搅拌均匀,形成溶解液,然后将多孔氢氧化铝颗粒放入溶解液中搅拌均匀,过滤后静置2-4h,烧结得到聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒,所述二甲基二氯硅烷与乙基纤维素的质量比为3-5:1,且二甲基二氯硅烷在乙醚中的浓度为100-200g/l,搅拌均匀的搅拌速度为300-500r/min,所述多孔氢氧化铝颗粒在溶解液中的浓度为200-400g/l,搅拌速度为100-200r/min,静置的氛围为氮气与水蒸气氛围,且氮气与水蒸气的体积比为10:1-1.2,静置温度为50-60℃;所述烧结温度为250-300℃;该步骤利用二甲基二氯硅烷与乙基纤维素在乙醚中的溶解性,形成以乙醚为溶剂的溶解液,并在多孔氢氧化铝颗粒表面形成乙醚液膜,该液膜贴合在氢氧化铝颗粒比表面,并在静置过程中,二氯二甲基硅烷水解形成二羟基二甲基硅烷,乙醚作为蒸汽形成快速蒸发;在烧结升温过程中,二羟基二甲基硅烷形成羟基缩聚反应,形成聚硅氧烷,同时乙基纤维素的存在作为阻隔剂,将聚硅氧烷薄膜形成多孔结构,此时的聚硅氧烷薄膜贴合在多孔氢氧化铝颗粒比表面,此时的多孔氢氧化铝烧结形成多孔氧化铝;即,最后得到的颗粒为多孔聚硅氧烷薄膜贴合的多孔氧化铝颗粒;

6、步骤3,将多孔氢氧化铝颗粒和聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒共混,形成混合颗粒,所述多孔氢氧化铝颗粒和聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒的质量比为1-3:3,所述共混采用机械搅拌,搅拌速度为100-200r/min,该步骤利用机械共混的方式将多孔氢氧化铝颗粒和聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒形成同步混合,且多孔氢氧化铝颗粒和聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒均来自于步骤1的多孔氢氧化铝颗粒,具有相近的粒径和孔隙结构;

7、步骤4,将聚酰亚胺加入至有机溶剂中搅拌均匀形成溶解液,然后将混合颗粒加入超声分散20-40min,得到浆料,最后将浆料涂覆烘干,经冷却后得到复合绝缘材料;所述有机溶剂采用二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,所述聚酰亚胺与有机溶剂的质量比为1:15-20,搅拌均匀的搅拌速度为200-500r/min,所述混合颗粒的加入量是聚酰亚胺质量的30-50%,所述烘干的温度为120-150℃,该步骤利用有机溶剂对聚酰亚胺的溶解性,形成聚酰亚胺的溶解液,同时利用混合颗粒与聚酰亚胺的超声混合,确保溶解在二甲基甲酰胺的聚酰亚胺分散至混合颗粒的多孔缝隙内,形成优异的缝隙填补结构,同时随着二甲基甲酰胺的不断烘干挥发,聚酰亚胺在多孔结构内形成沉积,并与多孔颗粒外部的聚酰亚胺形成一体化连接,从而到达了复合绝缘材料的一体化。

8、从以上描述可以看出,本发明具备以下优点:

9、1.本发明解决了现有聚酰亚胺的缺陷,利用铝盐形成多孔氢氧化铝材料,并与二氯二甲基硅烷形成的聚硅氧烷形成复合阻燃陶瓷结构体系,从而提高了聚酰亚胺薄膜的阻燃性、耐温性和机械强度。

10、2.本发明利用聚硅氧烷的表面活性和氧化铝与氢氧化铝的表面羟基活性,能够提高聚酰亚胺在无机填料表面的化学连接稳定性,从而提高了薄膜的韧性。

11、3.本发明利用聚酰亚胺通过同质一体化的物理夹持和化学基团连接相结合的方式,有效的提高了无机材料在聚酰亚胺中的连接稳定性。



技术特征:

1.一种复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的异丙醇铝与乙基纤维素的质量为2-4:1,所述异丙醇铝在乙醇中的浓度为200-400g/l,搅拌速度为200-500r/min。

3.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的超声分散的超声频率为60-80khz,所述蒸馏的温度为80-90℃,蒸馏后的体积是蒸馏前体积的70-80%,喷雾的速度为20-30ml/min,喷雾面积为100-200cm2,紫外光照的强度为3-5w/cm2。

4.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:所述步骤2中的二甲基二氯硅烷与乙基纤维素的质量比为3-5:1,且二甲基二氯硅烷在乙醚中的浓度为100-200g/l,搅拌均匀的搅拌速度为300-500r/min。

5.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:所述步骤2中的多孔氢氧化铝颗粒在溶解液中的浓度为200-400g/l,搅拌速度为100-200r/min,静置的氛围为氮气与水蒸气氛围,且氮气与水蒸气的体积比为10:1-1.2,静置温度为50-60℃;所述烧结温度为250-300℃。

6.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:所述步骤3中的多孔氢氧化铝颗粒和聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒的质量比为1-3:3,所述共混采用机械搅拌,搅拌速度为100-200r/min。

7.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:所述步骤4中的有机溶剂采用二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺,所述聚酰亚胺与有机溶剂的质量比为1:15-20,搅拌均匀的搅拌速度为200-500r/min。

8.根据权利要求1所述的复合绝缘材料的制备方法,其特征在于:所述步骤4中的混合颗粒的加入量是聚酰亚胺质量的30-50%,所述烘干的温度为120-150℃。


技术总结
本发明公开了一种复合绝缘材料的制备方法,包括:将异丙醇铝和乙基纤维素加入至乙醇中,然后加入蒸馏水扩溶,经超声分散后蒸馏,喷雾后紫外光照处理,得到多孔氢氧化铝颗粒;将二甲基二氯硅烷和乙基纤维素加入至乙醚中,然后将多孔氢氧化铝颗粒放入溶解液中,经过滤、静置、烧结得到聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒;将多孔氢氧化铝颗粒和聚硅氧烷包裹氧化铝颗粒共混;将聚酰亚胺加入至有机溶剂中搅拌均匀,然后将混合颗粒加入超声分散,最后将浆料涂覆烘干,经冷却后得到复合绝缘材料。本发明利用铝盐形成多孔氢氧化铝材料,并与二氯二甲基硅烷形成的聚硅氧烷形成复合阻燃陶瓷结构体系,从而提高了聚酰亚胺薄膜的阻燃性、耐温性和机械强度。

技术研发人员:林立峰
受保护的技术使用者:无锡市立帆绝缘材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/21
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1