[发明专利]一种陶瓷纤维增强聚酰亚胺电绝缘性复合材料

说明书

本发明公开了一种陶瓷纤维增强聚酰亚胺电绝缘性复合材料，涉及陶瓷基复合材料技术领域，包括以下步骤制成：(1)采用聚丙烯酰胺对纳米绢云母进行改性，得到聚丙烯酰胺改性纳米绢云母；(2)将聚丙烯酰胺改性纳米绢云母分散到无水乙醇中，再将聚酰亚胺粉末分散到无水乙醇中，配制成混合分散液；(3)将混合分散液在超声场下进行高速搅拌，然后再进行研磨，高温干燥，得到混合物料；(4)将混合物料与陶瓷纤维混合，通过模压成型得到；本发明提供的一种陶瓷纤维增强聚酰亚胺电绝缘性复合材料，不仅能够显著提高材料的耐高温性能、耐酸碱性能，同时还提高了其伸长率。

技术领域

本发明属于陶瓷基复合材料技术领域，具体涉及一种陶瓷纤维增强聚酰亚胺电绝缘性复合材料。

背景技术

纤维增强聚合物材料（fiber-reinforced poly-mers，FRPs）以其优良的综合性能在现代工业中得到越来越广泛的应用。经过多年的发展，FRPs在基础与应用研究领域均取得了重要的发展，各种高性能FRPs产品已应用于航空、航天、机械、电工、电子等军用以及民用高技术领域中。随着现代高技术领域对材料性能要求的不断提高以及全球常规能源日益枯竭和环境保护意识的提高，FRPs的一个重要研究方向是如何通过开发低成本、高性能以及环境友好的新型材料。作为FRPs的重要组成部分，纤维材料的发展成为实现上述目标的重要途径。传统的纤维增强材料，例如石棉纤维、玻璃纤维（glass fiber，GF）、碳纤维（carbon fiber，CF）、有机聚合物纤维（芳纶、超高分子量聚乙烯、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑等）等存在成本、性能或者环境相容性的问题，因此近年来高性能、低成本、环境友好型纤维的研制与开发受到了广泛的关注。

聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达 400℃，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，虽然聚酰亚胺材料具有一定的电绝缘性能，但是其耐高温性能一般，耐酸碱性能较差，伸长率低。

陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。

采用普通氧化铝陶瓷纤维增强聚酰亚胺能够一定程度上提高聚酰亚胺的机械性能和耐高温性能，但是依旧无法良好的解决耐酸碱性能差、伸长率低的问题，同时对于其电绝缘性能也并没有多少的提高效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种陶瓷纤维增强聚酰亚胺电绝缘性复合材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种陶瓷纤维增强聚酰亚胺电绝缘性复合材料，包括以下步骤制成：

(1)采用聚丙烯酰胺对纳米绢云母进行改性，得到聚丙烯酰胺改性纳米绢云母；

(2)将聚丙烯酰胺改性纳米绢云母分散到无水乙醇中，再将聚酰亚胺粉末分散到无水乙醇中，然后再添加聚酰亚胺质量0.12%的硅烷偶联剂，加热至80℃，以1800r/min转速搅拌2小时，得到混合分散液；

(3)将聚酰亚胺与混合分散液按150-200g：300mL比例在超声场下进行高速搅拌，然后再进行研磨，然后在惰性气体氛围下进行高温干燥，得到混合物料；

(4)将混合物料与陶瓷纤维按12:1-2质量比混合，通过模压成型得到陶瓷纤维增强聚酰亚胺电绝缘性复合材料。

进一步的，所述步骤（1）中聚丙烯酰胺改性纳米绢云母制备方法为：

（1）将质量为纳米绢云母4.0％的硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，配制成质量分数为10%的硅烷偶联剂溶液；