[发明专利]一种耐电晕聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐电晕聚酰亚胺薄膜及其制备方法。该方法包括以下步骤：将第一无机填料、第二无机填料以及偶联剂均匀分散于溶剂中，获得纳米浆料，再加入脱水剂和催化剂，搅拌混合均匀，得到纳米杂化溶液；将惰性气氛保护下，将二胺溶解于溶剂中，然后加入二酐进行缩聚反应，得到聚酰胺酸树脂，得到聚酰胺酸树脂；将纳米杂化溶液和聚酰胺酸树脂混合均匀，得到前驱体树脂，将前驱体树脂经流延、拉伸、高温热定型，得到耐电晕聚酰亚胺薄膜。该方法通过在薄膜中引入具有不同粒径的第一无机填料和第二无机填料，同时结合化学亚胺化法，使无机填料在薄膜内部建立了均匀的导热网络，提高了薄膜的耐电晕性能、导热性能、粘接性能和力学性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种耐电晕聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

随着现代电力电子技术的飞速发展，凭借着节能的优势，变频调速电动机的使用越来越广泛，但是变频电机多采用脉宽调制(PWM)驱动脉冲调速技术，增加了电机定子绕组电压的幅值，并且在局部形成高温，在高压高温条件下容易产生严重的局部放电(电晕)，大大降低电机绝缘系统的寿命。

目前，使用纳米材料改性聚酰亚胺薄膜，被认为是提高耐电晕寿命的有效手段。例如中国专利CN102732032B提出了一种耐电晕聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法通过高压分散技术，使用硅烷偶联剂对无机填料进行表面改性，再与低分子聚酰胺酸混合，加入二酐增加粘度得到混合树脂，最后采用流涎工艺，高温加热成膜。中国专利CN101323672B公开了一种耐电晕聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法在高速剪切分散器中将纳米级金属氧化物与溶剂制成稳定悬浮体，再与聚酰胺酸溶液混合，进入流延机制膜，经高温烘干和亚胺化处理得到耐电晕聚酰亚胺薄膜。中国专利CN102161828B提供了一种耐电晕聚酰亚胺薄膜的制备方法，其使用高压乳化机，将乳化剂、分散剂、无机填料分散于溶剂中，得到稳定乳液，再与二胺溶液混合，并加入二酐反应，得到改性聚酰胺酸树脂，最后在流涎机上成膜，双向拉伸并高温亚胺化后得到耐电晕聚酰亚胺薄膜。

这些方法虽然在一定程度上提高了聚酰亚胺薄膜的耐电晕寿命，但是由于添加的无机填料的种类和大小单一，导致填料堆砌不紧密，热量传导通道受限，最终对薄膜材料的耐电晕寿命的提高有限；而且在电机内使用的耐电晕聚酰亚胺薄膜，绝大部分要先涂胶再绕包成电磁线使用，而使用单一小尺寸填料制备的薄膜表面能低并且过于光滑，使得薄膜与底材的附着力低。同时这些方法均采用热亚胺化技术，单纯依靠加热的方式使得聚酰胺酸环化成聚酰亚胺，聚酰胺酸在长时间的受热过程中，不可避免的发生部分降解，从而降低薄膜的整体性能。此外，这些方法中纳米材料的掺杂一般采用共混法或者原位聚合法，共混法是将树脂与纳米浆料高速搅拌再进行制膜，但由于无机填料的比表面积大，容易团聚和沉降，很难在高粘度体系内均匀分布，从而影响薄膜性能；而原位聚合法是首先将纳米材料加入到溶剂中，再加入二胺和二酐单体进行缩聚反应，尽管在初始阶段体系粘度低，纳米材料是均匀分布状态，但是聚酰胺酸的缩聚是放热反应，反应瞬间产生的热量会促使纳米材料不断发生二次团聚，最终降低了薄膜的综合性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种耐电晕聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种耐电晕聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将第一无机填料、第二无机填料以及偶联剂均匀分散于溶剂中，获得纳米浆料；

(2)向纳米浆料中加入脱水剂和催化剂，搅拌混合均匀，得到纳米杂化溶液；

(3)在惰性气氛保护下，将胺类物质溶解于溶剂中，然后加入二酐进行缩聚反应，得到聚酰胺酸树脂；

(4)将步骤(2)后的纳米杂化溶液和步骤(3)后的聚酰胺酸树脂混合均匀，得到前驱体树脂，将前驱体树脂经流延、拉伸、高温热定型，得到耐电晕聚酰亚胺薄膜。