[发明专利]一种电绝缘复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘材料技术领域，特别是涉及一种电绝缘复合材料及其制备方法。

背景技术

橡胶基纳米复合材料是常用的电绝缘复合材料。其兼具纳米粒子的纳米效应和纳米粒子与基体间强的界面相互作用，具有优于相同组分的常规聚合物复合材料的电学、力学、热学等性能。然而，由于材料的设计还有很多不足之处，如介电常数不高、介质损耗过高、力学性能差等缺点，因此，在用作电力电缆线时，仍不能提供足够的力学性能和介电常数，以分散中压电缆断开时在电缆终端形成的超大场强。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电绝缘复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电绝缘复合材料，包括三层结构，分别为：纳米复合材料、增强层和绝缘材料；所述纳米复合材料为外表层，所述绝缘材料为内表层；所述电绝缘复合材料通过在增强层的上下两面分别涂布纳米复合材料和绝缘材料后，经烘干、压制而成。

在本发明一个较佳实施例中，所述纳米复合材料的成分包括：硅橡胶100份、纳米钛酸钡 20份、纳米二氧化硅 10份、抗静电剂2份和硫化剂5份；

在本发明一个较佳实施例中，所述增强层为无碱玻纤布。

在本发明一个较佳实施例中，所述绝缘材料为聚酰亚胺绝缘材料，其成分包括：聚酰亚胺100份、纳米二氧化钛30份、增塑剂DOP 10份。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备纳米复合材料：在带加热、搅拌装置的电搅拌容器中，按配方加入硅橡胶、纳米钛酸钡、纳米二氧化硅、抗静电剂和硫化剂，再加入适量四氢呋喃溶剂，在60℃，200转/min的转速下搅拌30min，再以1000转/min的转速下快速搅拌4～5h，得到粘度为200S的混合物；

（2）制备绝缘材料：在高速研磨机内按配方加入聚酰亚胺、纳米二氧化钛和增塑剂DOP，再加入适量溶剂二甲苯，在1000转/min的转速下，快速搅拌研磨45min，得到粘度为180～200S的混合物；

（3）涂布：将步骤（1）和步骤（2）中制备的混合物分别均匀涂布在无碱玻纤布的上下两个表面；

（4）制备电绝缘材料：将步骤（3）中两面涂布均匀的无碱玻纤布放入120～130℃的高温干燥箱内烘干30min，再放入压片机内以180℃×10MPa×20min的条件下压制成型。

本发明的有益效果是：本发明一种电绝缘复合材料的结构设计合理，操作简便，所制备的电绝缘材料不仅具有优异的力学性能、绝缘性及阻燃性能，而且介电常数较高，介质损耗低，是一种优良的电力电缆绝缘材料。

附图说明

图1是本发明一种电绝缘复合材料的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1. 纳米复合材料，2.增强层，3. 绝缘材料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种电绝缘复合材料，包括三层结构，分别为：纳米复合材料1、增强层2和绝缘材料3；所述纳米复合材料1为外表层，所述绝缘材料3为内表层；所述电绝缘复合材料通过在增强层的上下两面分别涂布纳米复合材料和绝缘材料后，经烘干、压制而成。

所述纳米复合材料的成分包括：硅橡胶100份、纳米钛酸钡 20份、纳米二氧化硅 10份、抗静电剂2份和硫化剂5份；所述增强层为无碱玻纤布；所述绝缘材料为聚酰亚胺绝缘材料，其成分包括：聚酰亚胺100份、纳米二氧化钛30份、增塑剂DOP 10份。

本发明的制备方法包括以下步骤：

（1）制备纳米复合材料：在带加热、搅拌装置的电搅拌容器中，按配方加入硅橡胶、纳米钛酸钡、纳米二氧化硅、抗静电剂和硫化剂，再加入适量四氢呋喃溶剂，在60℃，200转/min的转速下搅拌30min，再以1000转/min的转速下快速搅拌4～5h，得到粘度为200S的混合物；

（2）制备绝缘材料：在高速研磨机内按配方加入聚酰亚胺、纳米二氧化钛和增塑剂DOP，再加入适量溶剂二甲苯，在1000转/min的转速下，快速搅拌研磨45min，得到粘度为180～200S的混合物；

（3）涂布：将步骤（1）和步骤（2）中制备的混合物分别均匀涂布在无碱玻纤布的上下两个表面；