[發明專利]一種多層復合絕緣材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610914106.1
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106486222B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 鮑時寬;宋歡;上官久桓;劉含茂;陳磊;黎勇;侯建中;唐瑩
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: B32B15/08
• 分類號: B32B15/08
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)43213
• 代理人: 楊斌

技術領域

本發明涉及絕緣材料領域，尤其涉及一種多層復合絕緣材料及其制備方法。

背景技術

絕緣材料多種多樣，層壓制品類和柔軟復合材料是較為常見的絕緣材料。層壓制品類（包括：層壓板、管、棒等形式）是由纖維織物增強材料浸漬或涂以樹脂膠黏劑，經烘干成預浸料（又稱上膠布、紙或稱黏結片），而后將預浸料經熱壓固化成板材或經卷繞成管材或筒材。層壓制品類絕緣材料因其較好的的機械性能，通常被作為絕緣結構件使用。但是，層壓制品類絕緣材料的擊穿強度往往難以超過20kV/mm。

柔軟復合材料是由兩種或兩種以上絕緣材料復合而成，其組分是塑料薄膜和諸如浸漬的或不浸漬的紙、浸漬的或不浸漬的紡織品或非紡織品這樣的纖維材料，具有很好的電絕緣性能，例如 0.25mm厚聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料擊穿強度可達到20kV。但是，柔軟復合材料不能作為絕緣結構件使用。

然而，隨著科學技術的發展，對絕緣材料也提出了更高的要求——作為絕緣結構件時，其不僅需要具有很好的機械性能，對耐電壓性能也有了更高的要求。例如高壓箱底面絕緣板擊穿強度要求達到30kV/mm。

因此，確有必要設計一種絕緣材料，其應兼具好的耐電壓性能和好的機械性能，以適應科學技術發展的需要。

發明內容

鑒于目前的絕緣材料不能兼具好的耐電壓性能和好的機械性能的問題，本發明的目的是提供一種多層復合絕緣材料及其制備方法，此種復合絕緣材料兼具高機械性能以及較層壓板更好的耐電壓性能。

本發明的目的之一在于，提供一種兼具高擊穿強度和高機械性能的多層復合絕緣材料。

本發明之多層復合絕緣材料包括：電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層和柔軟復合材料層，所述電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層和所述柔軟復合材料層交替疊放，所述多層復合絕緣材料的上、下外表面層為電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層，多層復合絕緣材料的總層數 N≥3，可依據性能需要和厚度需要進行設計。

進一步地，本發明所述電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層由如下任意一種熱固性樹脂預浸料熱壓固化而成：環氧樹脂玻璃布預浸料、三聚氰胺樹脂玻璃布預浸料、酚醛樹脂玻璃布預浸料、不飽和聚酯樹脂玻璃氈預浸料、有機硅樹脂玻璃布預浸料、聚酰亞胺樹脂玻璃布預浸料、雙馬來酰亞胺樹脂玻璃布預浸料、聚酰胺酰亞胺樹脂玻璃布預浸料，所述多層復合絕緣材料包括其中的一種或多種電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層。單層電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層厚度為0.1～20mm。

優選的，所述多層復合絕緣材料包括環氧酚醛樹脂玻璃布預浸料熱壓固化而成的電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層和不飽和聚酯樹脂玻璃氈預浸料熱壓固化而成的電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層，且所述環氧酚醛樹脂玻璃布預浸料熱壓固化而成的電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層與不飽和聚酯樹脂玻璃氈預浸料熱壓固化而成的電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層分別作為多層復合絕緣材料的上、下外表面層。這樣的設計更有利于熱壓成型，而且賦予上下表面不同的性能，也能實現高的性價比。

優選的，本發明所述電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層由如下任意一種熱固性樹脂預浸料材料熱壓固化而成：環氧樹脂玻璃布預浸料、雙馬來酰亞胺樹脂玻璃布預浸料、聚酰亞胺樹脂玻璃布預浸料。單層電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層厚度為0.1～20mm。

進一步地，本發明所述柔軟復合材料層的柔軟復合材料選自如下任意一種：聚酯薄膜聚酯纖維非織布柔軟復合材料、聚酯薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料、聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料，所述多層復合絕緣材料包括其中的一種或多種柔軟復合材料層。單層柔軟復合材料層的總厚度為0.1～ 0.6mm。

更優選的，所述多層復合絕緣材料包括聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料層和聚酯薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料層，且聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料層與所述電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層交替疊放集中布置，聚酯薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料層與所述電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層交替疊放集中布置；這樣的設計更利于熱壓成型并提高多層復合絕緣材料的性價比。

不同電氣用熱固性樹脂工業硬質層壓板層和柔軟復合材料層的選擇以及層數的搭配，使多層復合絕緣材料根據實際的應用需求可以有多種設計方式。優選的，所述多層復合絕緣材料的油中擊穿強度為25～40 kV/mm，彎曲強度170～410MPa，體積電阻率為1×10¹⁵～9×10¹⁶Ω/cm，介電常數為4.0～5.2。