【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用，屬于絕緣復(fù)合材料。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)階段絕緣材料作為裝備工業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用于電力、電機(jī)、電子信息、軌道交通、航空航天及軍工等多個領(lǐng)域。絕緣材料的主要作用是在電氣設(shè)備中將不同電位的帶電導(dǎo)體隔離開來，使電流能按一定的路徑流通，還可起機(jī)械支撐和固定，以及滅弧、散熱、儲能、防潮、防霉或改善電場的電位分布和保護(hù)導(dǎo)體的作用。因此，要求絕緣材料應(yīng)具有盡可能高的絕緣電阻、耐熱性、耐潮性，還需要一定的機(jī)械強(qiáng)度。芳綸紙及一些絕緣膜如聚酰亞胺薄膜、聚乙烯薄膜等單獨(dú)使用，無法滿足當(dāng)前裝備工業(yè)領(lǐng)域?qū)^緣材料的耐熱、耐油性、耐水性能及機(jī)械強(qiáng)度方面的要求，而將芳綸紙與絕緣膜制備成復(fù)合材料，可以更好地滿足下游應(yīng)用的需求。膠黏劑作為芳綸紙絕緣材料的重要組分，其性能很大程度上也決定了復(fù)合絕緣材料的性能及應(yīng)用。
2、膠黏劑作為五大高分子材料中的一類，隨著國民經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已成為高新技術(shù)發(fā)展中一種不可缺少的新型材料，在國民經(jīng)濟(jì)的各個部門及日常生活的相關(guān)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用，尤其是近些年來，通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新與材料優(yōu)化，膠黏劑逐步成為提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的核心要素之一。根據(jù)電機(jī)用絕緣材料的需求，要求絕緣材料具備良好的機(jī)械強(qiáng)度、電氣性能、熱穩(wěn)定性和化學(xué)兼容性等特性，高溫、耐油、耐濕熱老化性能更好的絕緣材料用膠黏劑可以提高絕緣材料的性能與品質(zhì)，促進(jìn)芳綸紙復(fù)合材料等絕緣材料產(chǎn)業(yè)升級，但國內(nèi)高端膠黏劑產(chǎn)品較少。
3、通常人們會通過在電子元器件和散熱器之間的界面中引入
4、中國專利申請cn116968405a公開了一種絕緣復(fù)合材料，所述絕緣復(fù)合材料包括薄膜層、絕緣紙層和膠黏劑層，所述膠黏劑層位于所述薄膜層和絕緣紙層之間，所述絕緣復(fù)合材料同時兼具高挺度和耐高溫的性能。中國專利cn109109407b公開了一種真空導(dǎo)流法制備的包括一個絕緣單元，每個絕緣單元包括依次疊加的第一引流織物層、第一纖維織物層、一絕緣膜、第二纖維織物層和第二引流織物層，以環(huán)氧樹脂為增強(qiáng)基體的絕緣材料，提高了絕緣復(fù)合材料的絕緣電阻。但上述材料導(dǎo)熱性能較差，無法同時滿足絕緣材料的耐油性與耐水性。
5、基于上述現(xiàn)有技術(shù)的情況，現(xiàn)有技術(shù)中存在絕緣復(fù)合材料不能同時兼顧耐水性和耐油性，其電絕緣性能較差、機(jī)械強(qiáng)度低等亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用，所制備復(fù)合材料固化溫度降低的同時還可具備良好的耐高溫、耐水性能、耐油性能，其導(dǎo)熱性、阻燃性和機(jī)械強(qiáng)度，滿足電氣元件對絕緣材料的應(yīng)用需求。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括碳纖維骨架層，所述碳纖維骨架層的兩側(cè)向外依次設(shè)有耐水性膠黏劑層、防滲透薄膜層、耐油性膠黏劑層和絕緣紙層；
3、按照重量份數(shù)計，所述碳纖維骨架層中包括碳纖維短切纖維1份、填充劑1.5-2份、膠粘劑3-3.5份；
4、所述耐水性膠黏劑層是由丙烯酸酯改性酚醛環(huán)氧樹脂膠黏劑和固化劑組成的耐水性膠黏劑通過涂覆制得，所述丙烯酸酯改性酚醛環(huán)氧樹脂膠黏劑包括雙酚a環(huán)氧樹脂20-30份、酚醛樹脂15-25份、有機(jī)溶劑30-40份、甲基丙烯酸芐基酯類單體10-15份、引發(fā)劑0.3-3份、聚硅氧烷化合物10-15份、二氧化硅5-10份；
5、所述耐油性膠黏劑層由丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂膠黏劑、改性酸酐固化劑、聚硅氧烷化合物、金屬氧化物、有機(jī)溶劑組成的耐油性膠黏劑通過涂覆制得；所述改性酸酐固化劑包括苯酐化合物和咪唑類促進(jìn)劑，所述改性酸酐固化劑中，所述苯酐化合物和咪唑類促進(jìn)劑的質(zhì)量百比為(89-97%):(3-11%)。
6、進(jìn)一步的，所述防滲透薄膜層選自聚酰亞胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚醚醚酮薄膜中任意一種；
7、所述絕緣紙層選自厚度為0.04mm、0.05mm、0.1mm、0.250mm或0.300mm的間位芳綸短纖紙。
8、進(jìn)一步的，所述碳纖維骨架層中，所述填充劑為氧化鋁納米顆粒或氧化鈣納米顆粒；所述膠黏劑為有機(jī)硅樹脂ab組分，所述有機(jī)硅樹脂ab組分中的a組分包括甲基丙烯酸甲酯、甲醛和吡啶，所述有機(jī)硅樹脂ab組分中的b組分包括苯胺、變性聚胺、氨基聚酸銨和甲基苯基聚硅氧烷；所述碳纖維短切纖維長度為1-3mm，直徑為20-100μm；
9、所述碳纖維骨架層的制備方法為：將碳纖維短切纖維和填充劑均勻分散在膠粘劑中后，通過涂覆、加熱固化形成所述碳纖維骨架層，所述涂覆厚度為0.1-0.2mm，所述加熱固化溫度為115-125℃，加熱固化時間為3-5h。
10、進(jìn)一步的，所述丙烯酸酯改性酚醛環(huán)氧樹脂膠黏劑的制備方法為：
11、將雙酚a環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和有機(jī)溶劑混合均勻后得到第一混合物；將甲基丙烯酸芐基酯類單體、引發(fā)劑和聚硅氧烷化合物混合均勻后得到第二混合物；在110-130℃條件下，向第一混合物中滴加第二混合物，控制2-5h內(nèi)滴加完全，繼續(xù)反應(yīng)2-5h，然后加入二氧化硅，繼續(xù)反應(yīng)0.5-1h，反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫得到丙烯酸酯改性酚醛環(huán)氧樹脂膠黏劑；
12、所述甲基丙烯酸芐基酯類單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯中的任意一種；
13、所述有機(jī)溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯或二甲苯；
14、所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰或過氧化苯甲酰。
15、進(jìn)一步的，所述耐水性膠黏劑層中使用的固化劑為聚酰胺650；
16、使用所述耐水性膠黏劑時，將所述丙烯酸酯改性酚醛環(huán)氧樹脂膠黏劑和固化劑按照重量比為（5-10）:1混合均勻后進(jìn)行涂覆。
17、進(jìn)一步的，所述丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂膠黏劑的制備方法為：按照重量份數(shù)計，將環(huán)氧樹脂30-60份與溶劑30-60份混合均勻后得到第一混合物；將丙烯酸酯單體3-7份、丙烯酸1-5份、苯乙烯10-30份、引發(fā)劑0.1-1份混合均勻后得到第二混合物；在110-140℃條件下，將第二混合物滴加至第一混合物中，控制2-5h內(nèi)滴加完全，繼續(xù)反應(yīng)2-5h，降溫至室溫得到丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂膠黏劑；
18、所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯或二甲苯；
19、所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰或叔丁基過氧化氫。進(jìn)一步的，使用所述耐油性膠黏劑時，將所述丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂、改性酸酐固化劑、乙烯基硅油、金屬氧化物、有機(jī)溶劑按照重量比（5-10）：1：（0.2-0.5）：（1-2）：（1-4）混合均勻后進(jìn)行涂覆；
20、所述金屬氧化物為氧化鋁、氧化鈣、氧化鈉、氧化鐵中的任意一種；
2本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料包括碳纖維骨架層，所述碳纖維骨架層的兩側(cè)向外依次設(shè)有耐水性膠黏劑層、防滲透薄膜層、耐油性膠黏劑層和絕緣紙層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料，其特征在于，所述防滲透薄膜層選自聚酰亞胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚醚醚酮薄膜中任意一種；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料，其特征在于，所述碳纖維骨架層中，所述填充劑為氧化鋁納米顆粒或氧化鈣納米顆粒；所述膠黏劑為有機(jī)硅樹脂AB組分，所述有機(jī)硅樹脂AB組分中的A組分包括甲基丙烯酸甲酯、甲醛和吡啶，所述有機(jī)硅樹脂AB組分中的B組分包括苯胺、變性聚胺、氨基聚酸銨和甲基苯基聚硅氧烷；所述碳纖維短切纖維長度為1-3mm，直徑為20-100μm；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料，其特征在于，所述丙烯酸酯改性酚醛環(huán)氧樹脂膠黏劑的制備方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含碳纖維骨架的絕緣復(fù)合材料，其特征在于，所述耐水性膠黏劑層中使用的固化劑為聚酰胺650；
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。