一種高導(dǎo)熱柔性復(fù)合絕緣紙及制備方法與應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱柔性復(fù)合絕緣紙及制備方法與應(yīng)用,屬于絕緣復(fù)合紙加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
[0002] 電氣絕緣用柔軟復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同絕緣材料復(fù)合而成的,由塑料薄膜和/或諸如浸漬的或不浸漬的紙、紡織品或非紡織品等纖維材料經(jīng)由膠黏劑復(fù)合加工而成。與傳統(tǒng)電氣絕緣用芳綸純紙相比,其不僅具有芳綸紙耐高溫、抗穿刺的性能,同時(shí)兼具絕緣膜強(qiáng)度高、撕裂度高、絕緣性能佳的特性,絕緣膜的引入還進(jìn)一步降低了絕緣紙的整體成本。
[0003] 新能源汽車高壓、高轉(zhuǎn)速電機(jī)越來越普及,復(fù)合絕緣材料在耐高壓和工藝適應(yīng)性方面具有很大優(yōu)勢,成為高壓電機(jī)選擇的主流絕緣材料。但是隨著高壓電機(jī)的普及,電機(jī)內(nèi)部散熱效率有待提高的問題逐漸顯現(xiàn),這就要求相應(yīng)絕緣材料的整體導(dǎo)熱性能提高。目前常規(guī)純芳綸絕緣紙與常規(guī)芳綸復(fù)合絕緣紙的導(dǎo)熱系數(shù)都很低,僅有不足0.12?W/mK,導(dǎo)熱性能亟需提升。
[0004] 絕緣材料的導(dǎo)熱主要由聲子進(jìn)行,在熱界面材料中,聲子可以沿著填料晶格傳播,展現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。但是在高分子聚合物中,分子鏈的糾纏阻礙了高速運(yùn)動的聲子的傳播,因而其導(dǎo)熱能力普遍不佳。因此,在高分子聚合物體系中構(gòu)筑導(dǎo)熱通路,減少聲子在高分子聚合物中的散射對于提高導(dǎo)熱性能十分重要。
[0005] 中國專利申請CN118563588A公開了一種電力設(shè)備用高導(dǎo)熱芳綸復(fù)合絕緣紙、制備方法及應(yīng)用,通過將芳綸納米纖維和硝酸銀混合,制備得到表面修飾銀納米顆粒的芳綸納米纖維;然后將該纖維與氮化硼納米片混合,制漿得到復(fù)合漿液;最后將復(fù)合漿液經(jīng)真空抽濾成膜、熱壓成型得到復(fù)合絕緣紙。該技術(shù)方案只是通過在芳綸納米纖維中添加硝酸銀和氮化硼納米片來實(shí)現(xiàn)絕緣紙的導(dǎo)熱性能提升,但是絕緣紙的絕緣性能不是很高。目前的絕緣紙中很難實(shí)現(xiàn)絕緣性、導(dǎo)熱性和力學(xué)性能同時(shí)保持較高的性能。
發(fā)明內(nèi)容
[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供一種高導(dǎo)熱柔性復(fù)合絕緣紙及制備方法與應(yīng)用,所述復(fù)合絕緣紙同時(shí)具有出色的導(dǎo)熱性能、絕緣性能以及力學(xué)性能。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種高導(dǎo)熱柔性復(fù)合絕緣紙,所述復(fù)合絕緣紙至少包括兩層芳綸絕緣紙和一層PI膜,所述PI膜的兩側(cè)分別壓合所述芳綸絕緣紙,所述PI膜與所述芳綸絕緣紙之間通過導(dǎo)熱膠黏劑粘結(jié);
[0008] 所述芳綸絕緣紙中含有導(dǎo)熱填料,所述PI膜為經(jīng)過電暈處理后的PI膜。
[0009] 進(jìn)一步的,所述導(dǎo)熱膠黏劑包括混合導(dǎo)熱填料和基礎(chǔ)膠黏劑,所述混合導(dǎo)熱填料包括羥基化的六方氮化硼納米片和納米氧化鋁粉末;
[0010] 所述羥基化的六方氮化硼(h?BN?OH)納米片的片徑為0.1 0.4?μm,所述納米氧化~
鋁粉末的粒徑尺寸為10 200?nm,所述基礎(chǔ)膠黏劑為有機(jī)硅膠黏劑、聚氨酯膠黏劑、丙烯酸~
酯膠黏劑中的任意一種;
[0011] 所述羥基化的六方氮化硼納米片和納米氧化鋁粉末的質(zhì)量比為(2?4):1;所述混合導(dǎo)熱填料的用量為所述基礎(chǔ)膠黏劑質(zhì)量的15?30wt%。
[0012] 進(jìn)一步的,所述有機(jī)硅膠黏劑為BERGQUIST?GAP?PAD?TGP?A2600;
[0013] 所述聚氨酯膠黏劑選自LH?101F、LH?1701A、LOCTITE?LA?3640/LA?6800中的任意一種;
[0014] 所述丙烯酸酯膠黏劑為DP8425NS。
[0015] 進(jìn)一步的,所述芳綸絕緣紙中的導(dǎo)熱填料質(zhì)量含量為1 15wt%;所述PI膜厚度為25~
2
90?μm,所述導(dǎo)熱膠黏劑的涂布厚度為8 25?μm,所述導(dǎo)熱膠黏劑的涂布量為5 30?g/m。
~ ~ ~
[0016] 進(jìn)一步的,所述復(fù)合絕緣紙厚度為80 310?μm,所述復(fù)合絕緣紙定量為140 330?g/~ ~
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m,所述芳綸絕緣紙的平面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)≥0.8?W/(m·K)。
[0017] 本發(fā)明還公開了一種高導(dǎo)熱柔性復(fù)合絕緣紙的制備方法,所述制備方法為:
[0018] S1、芳綸絕緣紙層制備、PI膜的處理及導(dǎo)熱膠粘劑的制備:
[0019] 芳綸絕緣紙層制備:將h?BN納米片分散在異丙醇和去離子水的混合溶液中,超聲剝離,得到羥基化的六方氮化硼納米片分散液;將除砂后的間位芳綸短切纖維加入到所述分散液中,充分分散后加入間位芳綸沉析纖維,再次充分進(jìn)行疏解、分散,得到導(dǎo)熱填料與芳綸紙漿的混合漿料;再經(jīng)濕法抄造、壓榨、烘干、熱壓后,得到含有導(dǎo)熱填料的芳綸絕緣紙;
[0020] PI膜的處理:將PI薄膜兩面進(jìn)行電暈處理,并經(jīng)清潔、干燥得到電暈處理后的PI膜;