[发明专利]一种高导热绝缘材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘材料技术领域，特别是涉及一种高导热绝缘材料及其制备方法。

背景技术

近几年，电机的额定电压和装机容量不断增大，运行时所产生的损耗随之增加，产生出更多的热量，使得电机的温升增加。而高温是导致绝缘电气性能、机械性能下降及绝缘寿命缩短甚至失效的重要原因。因此，对绝缘材料的导热性能，提出了更高的要求。

硅橡胶是常用的电气绝缘材料，且具有优异的耐热性、抗寒，可在温差较大的地区使用，提高电气绝缘材料的使用寿命，但纯硅胶橡胶的热导率较低，不能直接用于高导热电气绝缘材料。现有技术中，在提高材料热导率的方法有改变基体材料的分子结构和加入高热导率的金属材料、无机非金属材料等方法。前者具有制备工艺复杂，难度大，成本高等缺点，而单纯添加高热导率的填料也会严重损害绝缘材料的其他性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高导热绝缘材料及其制备方法，能够解决单添加高热导率填料对绝缘材料的其他性能的损害。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高导热绝缘材料，其组分包括：硅橡胶、过氧化苯甲酰、乙炔炭黑、硅烷偶联剂，该高导热绝缘材料的组分还包括聚酰亚胺、AlN和玻璃纤维；所述各组分的重量份为：硅橡胶 60～80、聚酰亚胺 20～40、过氧化苯甲酰 3～5、乙炔炭黑30～50、AlN 20～30、玻璃纤维5～8，硅烷偶联剂5～10。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种高导热绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）AlN的表面处理：将AlN放入电动搅拌器中，在200转/分的转速下按配方将硅烷偶联剂加入，滴加完毕后，将转速调至2000转/分，在80～110℃的温度下搅拌30min，得到表面改性的AlN；

（2）混料：按配方先向密炼机中加入聚酰亚胺、乙炔炭黑、玻璃纤维和步骤（1）中表面改性的AlN，搅拌15min至均匀，再加入硅橡胶，继续搅拌15min后出料；

（3）将步骤（2）中得到的混合料置于双辊开炼机上，待包辊后加入过氧化苯甲酰，混炼3～5min，下片并室温停放24h；

（4）将步骤（3）中得到的胶片在平板硫化机上以140℃、15MPa、30min的条件硫化成型。

本发明的有益效果是：本发明一种高导热绝缘材料的制备方法简便、操作容易，极性聚酰亚胺、改性AlN和玻璃纤维的加入，不仅有效提高了绝缘材料的热导率，而且避免了单独添加填料提高热导率带来的基体性能下降，所制备的高导热绝缘材料显示出优异的力学强度和高导热性能。

具体实施方式

下面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。

本发明实施例包括：

实施例1

各组分的重量份为：硅橡胶 60、聚酰亚胺40、过氧化苯甲酰 3、乙炔炭黑30、AlN 20、玻璃纤维5，硅烷偶联剂5。

制备方法包括以下步骤：

（1）AlN的表面处理：将AlN放入电动搅拌器中，在200转/分的转速下按配方将硅烷偶联剂加入，滴加完毕后，将转速调至2000转/分，在80℃的温度下搅拌30min，得到表面改性的AlN；

（2）混料：按配方先向密炼机中加入聚酰亚胺、乙炔炭黑、玻璃纤维和步骤（1）中表面改性的AlN，搅拌15min至均匀，再加入硅橡胶，继续搅拌15min后出料；

（3）将步骤（2）中得到的混合料置于双辊开炼机上，待包辊后加入过氧化苯甲酰，混炼3～5min，下片并室温停放24h；

（4）将步骤（3）中得到的胶片在平板硫化机上以140℃、15MPa、30min的条件硫化成型。

上述方法制备的高导热绝缘材料的技术参数如下：

拉伸强度17MPa，断裂伸长率300%，热导率2.77w/（m·K）。

实施例2

各组分的重量份为：硅橡胶80、聚酰亚胺 20、过氧化苯甲酰5、乙炔炭黑50、AlN 30、玻璃纤维8，硅烷偶联剂10。

制备方法包括以下步骤：

（1）AlN的表面处理：将AlN放入电动搅拌器中，在200转/分的转速下按配方将硅烷偶联剂加入，滴加完毕后，将转速调至2000转/分，在110℃的温度下搅拌30min，得到表面改性的AlN；