[發明專利]耐電暈聚酰亞胺膜及其制備工藝

有效

• 申請號: 201210242123.7
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102732032A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 周天興;周慰嘉
• 申請（專利權）人: 周天興;周慰嘉
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K3/22;C08K3/36;C08G73/10;C08J5/18
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 羅習群;劉瑩

技術領域

本發明涉及制備納米高分子絕緣材料的技術領域，具體地說涉及一種耐電暈聚酰亞胺膜及其制備工藝。??

背景技術

聚酰亞胺膜具有優良的耐候性、阻燃性、柔軟性、化學穩定性，和耐高低溫性能，具有一系列優良的電氣性能和物理性能，由聚酰亞胺膜繞包金屬導線制成的電磁線在電氣絕緣領域已獲得廣泛的應用，近來隨著高頻電機、高壓電機、變頻電機相繼出現，這些電機長期處于電暈放電的環境中工作，傳統的聚酰亞胺膜難以長期承受電暈放電而造成過早老化破壞，為提高電機的使用壽命，采用聚酰亞胺膜作為基本的絕緣材料體系，在該體系中添加納米填料以強化耐電暈性能，使制備的絕緣材料具有更廣泛、更優異的綜合性能。

由于直接采用納米填料制備耐電暈聚酰亞胺膜時，防止納米顆粒團聚是關鍵，通常在制備乳液時體系比較小，只需向體系中加少量分散劑和乳化劑，采用高壓乳化可使納米顆粒均勻分散，但在其后的原位聚合體系比較大，助劑濃度很快被稀釋，聚合過程中難免會出現團

聚傾向，而且向體系中添加的分散劑和乳化劑也會對產品帶來一定的負面影響，特別是產品表面太光滑，造成涂布F46樹脂后剝離強度很低，難以滿足后續加工要求，此外，也有在制備懸浮體時向體系中加入表面活性劑和懸浮劑，采用在高速剪切分散器中將納米顆粒均勻分散，但將此懸浮體投入聚酰胺酸溶液中，用超聲波機混合時，強烈的空泡作用被高粘度聚酰胺酸溶液所化解，因此分散作用有限。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐電暈聚酰亞胺膜及其制備工藝，所述耐電暈聚酰亞胺膜包含如下組份：

A組份：由N,N一二甲基乙酰胺，納米填料，高分子樹脂，硅烷偶聯劑組成，通過預分散及高壓分散制備成均勻而穩定的耐電暈漿；所述納米填料至少一種選自納米三氧化二鋁，或納米二氧化硅，或納米二氧化鈦，或選自其中的二種，或三種混合填料，優選納米三氧化二鋁填料，其添加量為聚酰胺溶液中固體量的10~35%，更優選采用16~28%，其中樹脂添加量與納米填料量之比為1：1，其中助劑用量為溶劑量的0.03~0.5%，優選0.03~0.08%；

B組份：由均苯四甲酸二酐在N,N一二甲基乙酰胺中與4，4’一二氨基二苯醚或4，4’一二氨基二苯醚和對苯二胺反應制成的低分子聚酰胺酸溶液；其反應的mol比為≤0.8：1或≤0.8：0.7：0.3，其中4，4’—二氨基二苯醚與對苯二胺的mol比為0.7:0.3；

耐電暈高分子聚酰胺酸溶液：由A、B組份混合均勻后成為耐電暈低分子聚酰胺酸溶液，通過增加均苯四甲酸二酐進行深入的原位聚合反應，生成耐電暈高分子聚酰胺酸溶液，其中均苯四甲酸二酐與4，4’—二氨基二苯醚或4，4’—二氨基二苯醚和對苯二胺最終的反應mol比為1:1或1:0.7:0.3。

所述的耐電暈聚酰亞胺膜的制備工藝，包括以下步驟：

（1）將A組份的原料通過攪拌預分散，隨后采用高壓分散技術，使納米填料分散后恢復到原始的納米粒徑，使樹脂分散后達到均質，從而使樹脂均勻地包裹在納米填料表面產生交聯，阻止納米顆粒在后續加工中再次發生團聚；

（2）將B組份的二種或三種反應單體在極性溶劑中反應，通過控制粘度達到控制其分子量，制備成低分子（低粘度）聚酰胺酸溶液；

（3）將A組份投入B組份中，通過強力機械攪拌，使混合體系中的納米填料分布均勻而穩定，補充投入均苯四酸二酐進行原位聚合反應，控制反應溫度≤65℃，制備成耐電暈高分子聚酰胺酸溶液。重均分子量為3×10⁴~1×10⁵；

（4）根據耐電暈高分子聚酰胺酸溶液的特性，采用流涎工藝于130~175℃下制備成膜，并采用380~450℃高溫亞胺化工藝制成耐電暈聚酰亞胺膜。

所述的耐電暈聚酰亞胺膜工藝制成的聚酰亞胺膜厚度為0.025mm，耐高頻脈沖特性＞200h（即耐電暈壽命）。

本發明的優點在于：（1）體系中添加的耐電暈納米填料比例較高，有強化材料的耐電暈之功能。（2）所添加的助劑量極微量、對材料性能的負面影響極微小。（3）在不同階段采用不同分散技術及方法使納米填料的分散，分布基本達到原始納米粒徑范圍。（4）本發明所制備的納米耐電暈聚酰亞胺膜具有優良的綜合性能，特別是體現出了卓越的耐電暈性能，在溫度為155℃，電壓1.0KV，脈沖上升時間（負載）為100ns條件下，耐高頻脈沖特性（壽命）可達200小時以上。