[发明专利]一种绝缘复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绝缘复合材料，其至少包括一个绝缘单元，每个绝缘单元包括依次叠加的第一引流织物层、第一纤维织物层、一绝缘膜、第二纤维织物层和第二引流织物层，以环氧树脂为增强基体，采用真空导流成型工艺制备而成；所述的绝缘膜未打孔；当包括两个以上的绝缘单元时，相邻的绝缘单元相叠合，经环氧树脂复合在一起。上述材料的制备方法，(1)在基底上形成增强层；(2)铺设真空袋并抽真空，以及对环氧树脂胶液进行消泡处理；(3)将环氧树脂胶液导入到内层真空袋内，固化、修整后得产品。本发明使用无孔绝缘膜，克服了传统材料在高电压使用环境下出现的击穿现象，同时对真空导流成型工艺进行改进，提高了绝缘复合材料的绝缘电阻。

技术领域

本发明涉及一种绝缘复合材料及其制备方法，更具体的涉及一种超高电流装置绝缘领域用绝缘复合材料及该绝缘复合材料的制备方法。

背景技术

随着技术进步及设备的不断更新升级，为安全起见，可产生高电流的设备与外界之间进行须隔离保护，尤其是一些超高电流设备。其中，超高电流设备的典型代表为托卡马克(Tokamak)装置(可控磁约束热核聚变)，其运行过程中超导磁体可瞬时产生具有万A量级的超高电流。为了防止超导磁体发生的放电、打火等危险事故，超导磁体必须由绝缘性能优异和力学性能高的绝缘层保护。

为提高装置运行过程中的安全裕度，防止发生绝缘层击穿现象，绝缘层中的绝缘膜不允许进行打孔处理，这使得绝缘层的成型难度加大。当前，传统的绝缘复合材料的成型一般是采用真空袋压或热压罐工艺，由于这些成型工艺自身的限制，在形成过程中极易引入气泡，导致装置在运行过程中时常造成电压击穿和力学性能不一致的现象，对设备和人员安全造成了极大的隐患。

真空导流成型工艺能够在较低的成本及设备要求下制备低空隙率和力学性能优良一致的复合材料制品，但是传统真空导流复合材料制备过程中，为实现树脂上下的流动，绝缘膜均需要进行打孔，但打孔的绝缘膜易发生电压击穿现象，为避免这种电压击穿现象的发生，目前采用多层打孔绝缘膜铺设的方式来生产绝缘层，但这种方式不但提高了制备成本，长时间使用后依然会存在电压击穿现象。

2017年3月22日中国专利CN201610967555公开了阻燃绝缘复合材料及制备工艺，专利通过1313芳纶短切纤维、1313芳纶沉析纤维和芳纶浆粕分散后，经过两段高温压榨、烘干塑化后得到芳纶纸，采用聚酰亚胺膜或PET膜表面涂胶后与芳纶纸高温复合压制而成。该方法得到了具有一定纤维增强的无孔PI(或PET膜)绝缘复合材料，但是由于该方法工艺复杂且能耗高，无连续纤维对材料进行力学性能增强，并且高温压制过程中仍会在层间引入气泡，存在能耗高、力学性能较低和空隙率高的弊端。

发明内容

针对上述应用过程中存在的隐患和技术缺陷，本发明首先提供了一种绝缘复合材料，该绝缘复合材料具有较佳的力学性能且性能稳定可靠，具体的技术方案为：

一种绝缘复合材料，其至少包括一个绝缘单元，每个绝缘单元包括依次叠加的第一引流织物层、第一纤维织物层、一绝缘膜、第二纤维织物层和第二引流织物层，以环氧树脂为增强基体，采用真空导流成型工艺制备而成；所述的绝缘膜未打孔；

该绝缘复合材料包括两个以上的绝缘单元时，相邻的绝缘单元相叠合，并经环氧树脂一次性整体复合在一起。

优选的，所述第一引流织物层包括1-4层引流织物，第一纤维织物层包括至少一层连续纤维织物，第二纤维织物层包括至少一层连续纤维织物，第二引流织物层包括1-4层引流织物。

在本发明中，采用了未打孔的绝缘膜来制造绝缘复合材料，30kV下其绝缘电阻可达到1060GΩ，可大大的提升材料在绝缘领域应用过程中的抗电压击穿性能，避免传统材料在高电压使用环境下出现的电压击穿现象，保证了设备和操作人员的安全。