一種用于密封插針的絕緣體材料及其制備方法技術

技術編號：44499010 閱讀：6 留言：0更新日期：2025-03-04 18:07

本發明專利技術涉及絕緣材料技術領域，具體為一種用于密封插針的絕緣體材料及其制備方法。具體包括以下步驟：步驟一：將馬來酸酐、異構十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚混合，引發共聚，得到相容劑；步驟二：（1）用過氧化氫對二硫化鉬進行預處理，然后與3?巰基丙酸接枝，得到改性二硫化鉬；（2）用酸溶液對碳纖維進行預處理，然后與硅烷偶聯劑接枝，得到改性碳纖維；（3）改性二硫化鉬和改性碳纖維反應，得到改性納米材料；步驟三：將聚四氟乙烯、聚酰亞胺、相容劑、改性納米材料、氟硅樹脂、增塑劑、抗氧劑球磨處理后，再依次經混煉、擠出造粒，得到絕緣體材料。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及絕緣材料，具體為一種用于密封插針的絕緣體材料及其制備方法。

技術介紹

1、密封插針是一種用于電氣連接的組件，通常用于連接電子設備中的電纜或線路。這種插針在連接時能夠提供良好的密封性能，防止灰塵、水分或其他外部物質進入連接部位，從而保護電子設備免受環境因素的影響。

2、為了實現更好的密封效果，通過在密封插針上設置有密封圈，以確保在連接時形成可靠的密封；同時密封圈還需要具有優異的絕緣性、抗靜電性等，以避免濕氣和靜電等對電氣連接的穩定性造成不可逆的影響。常見密封圈通常采用硅膠、氟橡膠、聚氨酯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯等絕緣材料加工制成。盡管各類絕緣材料雖然具有優異的絕緣性能，但或多或少也存在一定的缺陷，如：硅膠的耐溶性較差，易出現膨潤現象；氟橡膠長期使用則會出現硬化；聚氨酯的耐熱性較差；聚酰亞胺則加工較為困難，成本較高；聚四氟乙烯的可塑性較差，等等。這些無一均在一定程度上影響密封圈的密封效果。

3、同時隨著電動汽車的快速普及，安全事故也頻頻發生，汽車廠商對于整車充滿電氣件的電動汽車對電器件的密封要求有著更高的要求。基于此原因，本專利技術將提供一種用于密封插針的絕緣體材料，其具有優異的熱性能、電絕緣性、抗靜電性，將其制備成密封圈，可以更好地滿足電動汽車的生產需求。

技術實現思路

1、本專利技術的目的在于提供一種用于密封插針的絕緣體材料及其制備方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。

2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：

<p>3、一種用于密封插針的絕緣體材料，包括以下組分：按重量份數計，聚四氟乙烯60~80份、聚酰亞胺20~30份、相容劑1~10份、改性納米材料1~15份、氟硅樹脂10~20份、增塑劑3~5份、抗氧劑0.2~1份。

4、進一步的，所述絕緣體材料的制備方法，包括以下步驟：

5、步驟一：將馬來酸酐、異構十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚混合，引發共聚，得到相容劑；

6、步驟二：（1）用過氧化氫對二硫化鉬進行預處理，然后與3-巰基丙酸接枝，得到改性二硫化鉬；（2）用酸溶液對碳纖維進行預處理，然后與硅烷偶聯劑接枝，得到改性碳纖維；（3）改性二硫化鉬和改性碳纖維反應，得到改性納米材料；

7、步驟三：將聚四氟乙烯、聚酰亞胺、相容劑、改性納米材料、氟硅樹脂、增塑劑、抗氧劑球磨處理后，再依次經混煉、擠出造粒，得到絕緣體材料。

8、進一步的，所述相容劑的制備方法為：將馬來酸酐、異構十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚加入到去離子水中，攪拌混合均勻后，升溫至50~60℃，然后加入過氧化二苯甲酰引發共聚，攪拌反應1~5h，結束反應，經分離、干燥，得到相容劑。

9、進一步的，所述馬來酸酐、異構十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚三者質量比為2:(1~2):(0.5~2)。

10、進一步的，所述過氧化二苯甲酰加入量為反應物總質量的0.5~1%。

11、聚酰亞胺、聚四氟乙烯都具有優異的熱性能和電絕緣性，常被加工制成絕緣材料；兩者相比，聚四氟乙烯的熱穩定性則較差，但電絕緣性會更好，同時聚四氟乙烯的抗蠕變性能也較差。因此，本專利技術設計用聚酰亞胺對聚四氟乙烯進行共混改性，以達到對聚四氟乙烯的熱性能增強的目的。目前的研究資料中通常是直接將聚四氟乙烯、聚酰亞胺共混制備得到復合材料，在某一組分添加量較少的時候（質量占比1~15%），可以起到一定的增強作用，隨著用量增加，兩者相容性差的弊端就顯露出來，復合材料的性能就會開始急劇下降。本專利技術中為了盡可能獲得性能最佳的絕緣體材料，則需要提高聚四氟乙烯和聚酰亞胺的相容劑，因此本專利技術中，采用馬來酸酐、異構十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚引發共聚，制備得到了相容劑，該相容劑可以含有含有羥基、氟，可與聚酰亞胺的亞氨和聚四氟乙烯的氟可形成作用力，進而促進聚四氟乙烯和聚酰亞胺相容。即加入相容劑后，得到的絕緣體材料不僅具有優異的熱性能、電絕緣性，還具有較好的抗蠕變性能，能夠長時間保持較好的密封效果，更能夠滿足實際應用需求。

12、進一步的，所述改性納米材料的制備方法為：（1）室溫下，將二硫化鉬加入到2~5mol/l的過氧化氫溶液中，超聲處理5~20min后，靜置2~12h，最后過濾收集沉淀，對其洗滌、干燥，得到預處理二硫化鉬；（2）室溫下，將預處理二硫化鉬、3-巰基丙酸加入到去離子水中，于超聲下反應2~24h，結束反應，經冷凍干燥，得到改性二硫化鉬；（3）將碳纖維浸入酸溶液中，于70~85℃浸泡1~5h后，經過濾、洗滌、干燥，得到預處理碳纖維；（4）將預處理碳纖維加入到硅烷偶聯劑的乙醇溶液中，于40~60℃攪拌1~10h后，經過濾、洗滌、干燥，得到改性碳纖維；（5）將改性二硫化鉬、改性碳纖維加入到無水乙醇中，經超聲處理5~20min后，加入4-二甲氨基吡啶、n,n’-二環己基碳酰亞胺，于5~20℃下攪拌反應2~48h，結束反應，經過濾、洗滌、干燥，得到改性納米材料。

13、進一步的，所述二硫化鉬和過氧化氫溶液兩者比例為1g:50ml。

14、進一步的，所述預處理二硫化鉬和3-巰基丙酸兩者質量比(1~2):1。

15、進一步的，所述碳纖維和酸溶液兩者比例為1g:10ml。

16、進一步的，所述酸溶液為濃硝酸和濃硫酸以體積比1:3混合得到。

17、進一步的，所述預處理碳纖維和硅烷偶聯劑兩者質量比為20:(1~2)。

18、進一步的，所述硅烷偶聯劑包括但不限于kh-550、wd-56、kh-791中的任一種。

19、進一步的，所述改性二硫化鉬、改性碳纖維、4-二甲氨基吡啶和n,n’-二環己基碳酰亞胺四者的質量比為(5~10):10:(1~3):(1~3)。

20、二硫化鉬具有優異的自潤滑性，因而可以降低不同高分子材料間的摩擦系數，有效避免絕緣體材料內部靜電的產生，使絕緣體表現出較好的抗靜電效果。因此，本專利技術中設計在原料組分中引入二硫化鉬，但傳統的二硫化鉬在高分子材料中的分散性較差，需要對其進行改性處理，增強其在高分子材料中的分散性，以達到更好的改性效果。方案中，先對二硫化鉬采用過氧化氫進行蝕刻預處理，使二硫化鉬的硫原子出現空位缺陷，進而再通過超聲波輔助使3-巰基丙酸插入到該空位上，得到具有羧基的改性二硫化鉬；且為了進一步提高絕緣體的抗靜電性能和熱性能，方案中設計再引入碳纖維對絕緣體材料進行改性，所以接著采用酸溶液對碳纖維進行氧化預處理，增加其表面的活性基團（羥基、羧基等活性氧化基團），再與硅烷偶聯劑接枝，得到具有氨基的改性碳纖維；最后使改性二硫化鉬與改性碳纖維發生酰胺化反應，制備得到改性納米材料。所述改性納米材料由于碳纖維經氧化預處理，活性基團較多，未被反應完全的活性基團后續與聚四氟乙烯上的氟和聚酰亞胺上的亞氨可形成氫鍵，因此，該改性納米材料既能促進聚四氟乙烯和聚酰亞胺的相容，且自身在高分子材料中也同樣具有較好的相容性，可均勻分散在高分子材料中，使制備得到的絕緣體材料性本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：所述相容劑的制備方法為：將馬來酸酐、異構十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚加入到去離子水中，攪拌混合均勻后，升溫至50~60℃，然后加入過氧化二苯甲酰引發共聚，攪拌反應1~5h，結束反應，經分離、干燥，得到相容劑。

3.根據權利要求2所述的一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：所述馬來酸酐、異構十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚三者質量比為2:(1~2):(0.5~2)；所述過氧化二苯甲酰加入量為反應物總質量的0.5~1%。

4.根據權利要求1所述的一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：所述改性納米材料的制備方法為：（1）室溫下，將二硫化鉬加入到2~5mol/L的過氧化氫溶液中，超聲處理5~20min后，靜置2~12h，最后過濾收集沉淀，對其洗滌、干燥，得到預處理二硫化鉬；（2）室溫下，將預處理二硫化鉬、3-巰基丙酸加入到去離子水中，于超聲下反應2~24h，結束反應，經冷

5.根據權利要求4所述的一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：所述二硫化鉬和過氧化氫溶液兩者比例為1g:50mL；所述預處理二硫化鉬和3-巰基丙酸兩者質量比(1~2):1；所述碳纖維和酸溶液兩者比例為1g:10mL；所述酸溶液為濃硝酸和濃硫酸以體積比1:3混合得到；所述預處理碳纖維和硅烷偶聯劑兩者質量比為20:(1~2)；所述硅烷偶聯劑包括KH-550、WD-56、KH-791中的任一種；所述改性二硫化鉬、改性碳纖維、4-二甲氨基吡啶和N,N’-二環己基碳酰亞胺四者的質量比為(5~10):10:(1~3):(1~3)。

6.根據權利要求1所述的一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：所述增塑劑包括乙酰檸檬酸三乙酯、氯化石蠟、樟腦中的任一種；所述氟硅樹脂包括RF-901型氟硅樹脂、RF-902型氟硅樹脂、KX-501型氟硅樹脂中的任一種。

7.根據權利要求1所述的一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：所述球磨處理的參數：轉速：100~200r/min，球磨時長：12~24h；所述混煉的參數：溫度：180~200℃，混煉時長：0.5~1h；所述擠出造粒的參數：溫度：280~320℃。

8.根據權利要求1~7任一項所述的制備方法制備得到的絕緣體材料，其特征在于：包括以下組分：按重量份數計，聚四氟乙烯60~80份、聚酰亞胺20~30份、相容劑1~10份、改性納米材料1~15份、氟硅樹脂10~20份、增塑劑3~5份、抗氧劑0.2~1份。

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【技術特征摘要】

1.一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

4.根據權利要求1所述的一種用于密封插針的絕緣體材料的制備方法，其特征在于：所述改性納米材料的制備方法為：（1）室溫下，將二硫化鉬加入到2~5mol/l的過氧化氫溶液中，超聲處理5~20min后，靜置2~12h，最后過濾收集沉淀，對其洗滌、干燥，得到預處理二硫化鉬；（2）室溫下，將預處理二硫化鉬、3-巰基丙酸加入到去離子水中，于超聲下反應2~24h，結束反應，經冷凍干燥，得到改性二硫化鉬；（3）將碳纖維浸入酸溶液中，于70~85℃浸泡1~5h后，經過濾、洗滌、干燥，得到預處理碳纖維；（4）將預處理碳纖維加入到硅烷偶聯劑的乙醇溶液中，于40~60℃攪拌1~10h后，經過濾、洗滌、干燥，得到改性碳纖維；（5）將改性二硫化鉬、改性碳纖維加入到無水乙醇中，經超聲處理5~20min后，加入4-二甲氨基吡啶、n,n’-二環己基碳酰亞胺，于5~20℃攪拌反應2~48...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吉全波，
申請(專利權)人：常州市永邦塑業有限公司，
類型：發明
國別省市：

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