[发明专利]一种多层复合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领域，尤其涉及一种多层复合绝缘材料及其制备方法。

背景技术

绝缘材料多种多样，层压制品类和柔软复合材料是较为常见的绝缘材料。层压制品类（包括：层压板、管、棒等形式）是由纤维织物增强材料浸渍或涂以树脂胶黏剂，经烘干成预浸料（又称上胶布、纸或称黏结片），而后将预浸料经热压固化成板材或经卷绕成管材或筒材。层压制品类绝缘材料因其较好的的机械性能，通常被作为绝缘结构件使用。但是，层压制品类绝缘材料的击穿强度往往难以超过20kV/mm。

柔软复合材料是由两种或两种以上绝缘材料复合而成，其组分是塑料薄膜和诸如浸渍的或不浸渍的纸、浸渍的或不浸渍的纺织品或非纺织品这样的纤维材料，具有很好的电绝缘性能，例如 0.25mm厚聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料击穿强度可达到20kV。但是，柔软复合材料不能作为绝缘结构件使用。

然而，随着科学技术的发展，对绝缘材料也提出了更高的要求——作为绝缘结构件时，其不仅需要具有很好的机械性能，对耐电压性能也有了更高的要求。例如高压箱底面绝缘板击穿强度要求达到30kV/mm。

因此，确有必要设计一种绝缘材料，其应兼具好的耐电压性能和好的机械性能，以适应科学技术发展的需要。

发明内容

鉴于目前的绝缘材料不能兼具好的耐电压性能和好的机械性能的问题，本发明的目的是提供一种多层复合绝缘材料及其制备方法，此种复合绝缘材料兼具高机械性能以及较层压板更好的耐电压性能。

本发明的目的之一在于，提供一种兼具高击穿强度和高机械性能的多层复合绝缘材料。

本发明之多层复合绝缘材料包括：电气用热固性树脂工业硬质层压板层和柔软复合材料层，所述电气用热固性树脂工业硬质层压板层和所述柔软复合材料层交替叠放，所述多层复合绝缘材料的上、下外表面层为电气用热固性树脂工业硬质层压板层，多层复合绝缘材料的总层数 N≥3，可依据性能需要和厚度需要进行设计。

进一步地，本发明所述电气用热固性树脂工业硬质层压板层由如下任意一种热固性树脂预浸料热压固化而成：环氧树脂玻璃布预浸料、三聚氰胺树脂玻璃布预浸料、酚醛树脂玻璃布预浸料、不饱和聚酯树脂玻璃毡预浸料、有机硅树脂玻璃布预浸料、聚酰亚胺树脂玻璃布预浸料、双马来酰亚胺树脂玻璃布预浸料、聚酰胺酰亚胺树脂玻璃布预浸料，所述多层复合绝缘材料包括其中的一种或多种电气用热固性树脂工业硬质层压板层。单层电气用热固性树脂工业硬质层压板层厚度为0.1～20mm。

优选的，所述多层复合绝缘材料包括环氧酚醛树脂玻璃布预浸料热压固化而成的电气用热固性树脂工业硬质层压板层和不饱和聚酯树脂玻璃毡预浸料热压固化而成的电气用热固性树脂工业硬质层压板层，且所述环氧酚醛树脂玻璃布预浸料热压固化而成的电气用热固性树脂工业硬质层压板层与不饱和聚酯树脂玻璃毡预浸料热压固化而成的电气用热固性树脂工业硬质层压板层分别作为多层复合绝缘材料的上、下外表面层。这样的设计更有利于热压成型，而且赋予上下表面不同的性能，也能实现高的性价比。

优选的，本发明所述电气用热固性树脂工业硬质层压板层由如下任意一种热固性树脂预浸料材料热压固化而成：环氧树脂玻璃布预浸料、双马来酰亚胺树脂玻璃布预浸料、聚酰亚胺树脂玻璃布预浸料。单层电气用热固性树脂工业硬质层压板层厚度为0.1～20mm。

进一步地，本发明所述柔软复合材料层的柔软复合材料选自如下任意一种：聚酯薄膜聚酯纤维非织布柔软复合材料、聚酯薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料、聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料，所述多层复合绝缘材料包括其中的一种或多种柔软复合材料层。单层柔软复合材料层的总厚度为0.1～ 0.6mm。

更优选的，所述多层复合绝缘材料包括聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料层和聚酯薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料层，且聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料层与所述电气用热固性树脂工业硬质层压板层交替叠放集中布置，聚酯薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料层与所述电气用热固性树脂工业硬质层压板层交替叠放集中布置；这样的设计更利于热压成型并提高多层复合绝缘材料的性价比。

不同电气用热固性树脂工业硬质层压板层和柔软复合材料层的选择以及层数的搭配，使多层复合绝缘材料根据实际的应用需求可以有多种设计方式。优选的，所述多层复合绝缘材料的油中击穿强度为25～40 kV/mm，弯曲强度170～410MPa，体积电阻率为1×10¹⁵～9×10¹⁶Ω/cm，介电常数为4.0～5.2。