[發明專利]一種環保型聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710646748.2
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107419592A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 王士華;李志強;胡愛林;龍柱;郭帥;李莎莎;李廣斌
• 申請（專利權）人: 連云港纖維新材料研究院有限公司;連云港市工業投資集團有限公司
• 主分類號: D21H15/10
• 分類號: D21H15/10;D21H13/26;D21H13/20;D21F11/02;D21H27/12;H01B3/52
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所32255
• 代理人: 劉喜蓮

技術領域

本發明屬于絕緣復合材料與造紙工業交叉技術領域，具體涉及一種環保型聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料的制備方法。

背景技術

聚酰亞胺纖維是一種高性能纖維新材料，具有優良的耐高溫穩定性，耐高電壓，無毒，阻燃和極好的絕緣性等，已經成為航空航天、核潛艇、衛星以及道路軌道交通、電氣絕緣、阻燃等領域不可或缺的高性能材料。芳綸或芳砜綸漿粕，繼承了芳綸或芳砜綸的高強、高模、耐溫性好的優良特征，表面呈絨毛狀，微纖叢生，毛羽豐富，具有與植物纖維類似的分絲帚化現象，因此易與同類纖維、水以及酰胺類的復合樹脂形成氫鍵，提高漿粕的纏結能力，與其他纖維配合制備復合材料時勻度更好，制備的復合材料性能更佳，而聚酰亞胺漿粕是以聚酰亞胺纖維為原料制備而來，具備聚酰亞胺纖維的優良特性，能增強聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料的強度。

由聚酰亞胺纖維和漿粕制備而成的高性能纖維耐高溫絕緣復合材料融合了聚酰亞胺纖維和漿粕的優良特性，使其在發電設備、輸變電設備、牽引機車、電機、電器、電子、家電、通訊和新能源(風能、太陽能和核能)等多個行業將具有非常廣闊的應用。

由于聚酰亞胺纖維為化纖，纖維較為粗硬且具彈性，另外產品在成型過程中漿料的濃度極低，利用傳統的復合材料成型器會由于漿料濃度過低影響材料成型和產品結構組織均勻性，進而影響產品強度和電性能。除此之外，目前市場上出現的絕緣復合材料大多采用了化學添加劑的方式實現復合材料的成型，而添加劑的使用會增加水處理難度，污染環境，且對產品的介電性能又會產生不利影響。

發明內容

本發明的目的在于克服復合材料制備過程中漿料濃度低而影響復合材料成型以及化學添加劑的加入對環境污染及產品介電性能影響的問題，提供一種制備環保型聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料的新方法，采用濕法成型工藝，于斜網成型器中成型，實現了低上網濃度，產品勻度高的目的。

本發明的目的是通過以下的技術方案來實現的；本發明是一種環保型聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料的制備方法，其特點是，包括以下步驟：

（1）將聚酰亞胺纖維于纖維離散設備中進行分散，得到含有聚酰亞胺短切纖維的懸浮液，并加水稀釋；

（2）采用打漿機對漿粕進行打漿，然后加入到含有短切纖維的懸浮液中，均勻混合，得漿料懸浮液；

（3）將漿料懸浮液采用濕法工藝，于斜網成型器成型得到聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料中間產品；

（4）將中間產品進行熱壓處理，冷卻后得到聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料成品。

本發明所述的環保型聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料的制備方法技術方案中，其進一步優選的技術方案或者技術特征是：

1、步驟（1）中所述短切纖維的長度為3 mm -10mm ；懸浮液的濃度為0.5 wt‰-6wt‰。

2、步驟（2）所述打漿的濃度為0.1%-0.8%，打漿時間為5 min -100min；懸浮液和漿粕的混合時間為0.5 h -4h；短切纖維占漿料懸浮液的質量百分比為60%－95%。

3、步驟（2）所述漿粕為芳綸漿粕、芳砜綸漿粕和聚酰亞胺漿粕的混合物。混合時，各原料的百分比最好不低于漿粕總重量的10%。

4、步驟（4）所述熱壓的溫度為160℃-360℃，所述熱壓的線壓力為50 kg/cm²-500kg/cm²，所述熱壓的速度為3m/min -80m/min。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1、本發明以聚酰亞胺纖維為原料，以漿粕為輔料，采用濕法成型工藝，于斜網成型器中成型制備出聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料中間產品，然后經熱壓工藝最終制備出了強度和電性能良好的聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料。制備過程中采用斜網成型設備實現了低濃成型，通過對成型參數的優選，改善了產品組織結構均勻性。

2、本發明方法在加工當中未添加任何助劑，可有效降低生產成本，降低了廢水處理難度以及對環境的污染，避免了添加劑對產品介電性能的影響，降低了廢水的處理難度及對環境的污染。

3、本發明方法制得的產品，拓寬了耐高溫絕緣復合材料的選擇范圍，滿足高速發展的科學技術對耐高溫絕緣材料的要求。

4、本發明方法制備的聚酰亞胺耐高溫絕緣復合材料創新性強，推動了產品的產業化，應用前景廣闊，對于打破國外市場壟斷，實現國內聚酰亞胺復合材料規模化生產，提高聚酰亞胺在耐高溫絕緣領域的應用，促進高新技術的發展具有非常重要的意義。

具體實施方式