CN108943950A - 一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料，其是三层复合结构，分别是轧光聚芳酰胺纤维纸外层、聚酯薄膜中间层、轧光聚芳酰胺纤维纸外层，轧光聚芳酰胺纤维纸与聚酯薄膜通过复合胶水采用干式复合方法复合而成；所述复合胶水是有阻燃功能和耐化学介质功能的双组分改进聚氨酯胶水。区别于现有技术，本发明提供的是一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料，在使用过程中环保安全，操作简单，能满足特定应用领域的要求。

Description

一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及绝缘材料技术领域，特别是涉及一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料及其制备方法。
背景技术
传统绝缘材料有单纯绝缘纸，单纯绝缘膜以及纸与膜多层复合的柔性绝缘材料，随着电机、电子元器件不断发展，对绝缘材料的功能性要求越来越高，如要求材料耐化学介质性能好，能在三氯甲烷环境下材料有很好的安全可靠性，必须达到无卤阻燃最高等级。而传统的绝缘材料在阻燃方面虽有一定研究进展，但都停留在UL94-V1/V2级别。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料及其制备方法，满足绝缘复合材料整体可以达到UL94-V0级别，同时抗化学介质性能优良，在三氯甲烷溶剂、沸水、碱液中不分层，不起泡。
为了达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：提供一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料，其是三层复合结构，分别是轧光聚芳酰胺纤维纸外层、聚酯薄膜中间层、轧光聚芳酰胺纤维纸外层，轧光聚芳酰胺纤维纸与聚酯薄膜通过复合胶水采用干式复合方法复合而成；所述复合胶水是有阻燃功能和耐化学介质功能的双组分改进聚氨酯胶水。
其中，所述的轧光聚芳酰胺纤维纸是NOMEX绝缘纸，包括：410纸、416纸、464纸；所述的轧光聚芳酰胺纤维纸设计厚度是0.05mm、0.08mm或0.13mm。
其中，所述的聚酯薄膜是一种非阻燃性热塑性膜，所述的聚酯薄膜设计厚度是0.03mm、0.05mm、0.075mm或0.10mm。
其中，所述的复合胶水是聚氨酯改性油性胶水，胶水耐温等级C级以上，是一种双组分胶水，所述的其中一组组分为主剂，非挥发分占50％，主剂是大分子聚酯加成物，其数均分子量在5000～15000，另一组份是固化剂，非挥发分100％；所述的主剂和固化剂挥发份是丙酮、乙酸乙酯、丁酮中的一种或多种混合物。
其中，所述干式复合工艺方法是将胶水搅拌均匀后涂胶于聚酯薄膜，然后经过烘道除去溶剂，再与轧光聚芳酰胺纤维纸进行热压复合，最后进入熟化房进行热处理得到复合结构的绝缘材料。
其中，所述的复合胶水具有阻燃功能，所述的复合胶水中填充了无卤阻燃剂，所述的阻燃剂是非反应性阻燃粉体或液体，所述的阻燃剂用量占聚氨酯主剂和固化剂非挥发分用量的10～40％，所诉的阻燃剂是磷系、氮系及氮磷系或层状双氢氧化镁铝LDH、氢氧化镁中的一种或多种组合。
其中，其阻燃级别是UL94-V0级别。
一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料制备方法，包括：
将大分子聚酯加成物与异氰酸酯加成物在丙酮中按质量份比例混合均匀；
加入层状双氢氧化镁铝LDH或者聚磷酸铵APP搅拌均匀，然后凃敷在聚酯薄膜上；
经过烘干然后与轧光聚芳酰胺纤维纸进行热压复合，得到三层绝缘复合材料。
其中，所述大分子聚酯加成物的数均分子量为10000或11000；所述质量份比例为20:1.4:15或者20:1.6:16；所述层状双氢氧化镁铝LDH为3.5份，所述聚磷酸铵APP为4份。
其中，所述聚酯薄膜厚度为0.03mm或者0.075mm；所述轧光聚芳酰胺纤维纸厚度为0.05mm或者0.08mm。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术，本发明提供的是一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料及其制备方法，在使用过程中环保安全，操作简单，能满足特定应用领域的要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、方法方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
参阅图1，本发明实施例提供一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料，包括：轧光聚芳酰胺纤维纸10、聚酯薄膜20。其中，轧光聚芳酰胺纤维纸10包括两层，两层轧光聚芳酰胺纤维纸10分别通过复合胶水粘贴复合在聚酯薄膜20的上方与下方，形成轧光聚芳酰胺纤维纸10在外层、聚酯薄膜20在中间层、轧光聚芳酰胺纤维纸10在外层的结构。
所述的轧光聚芳酰胺纤维纸10是NOMEX绝缘纸，如410纸、416纸、464纸，所设计厚度可以是0.05mm、0.08mm、0.13mm、0.18、0.25，优选的厚度0.05mm，0.08mm、0.13mm。
其中所述的聚酯薄膜20是一种低成本的非阻燃性热塑性膜，所设计的薄膜厚度可以是0.03mm、0.05mm、0.075mm、0.10mm，0.125mm、0.145mm优选的厚度为0.03mm、0.05mm、0.075mm。
其中，所述形成的复合材料的三层材料设计厚度配比是轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.05mm)：聚脂薄膜20(0.03mm)：轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.08mm)，相应的复合材料总厚度是0.18mm；所述的三层材料设计厚度配比是轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.08mm)：聚脂薄膜20(0.075mm)：轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.08mm)，相应的复合材料总厚度是0.25mm；所述的三层材料设计厚度配比是轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.13mm)：聚脂薄膜20(0.05mm)：轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.08mm)，相应的复合材料总厚度是0.30mm；所述的三层材料设计厚度配比是轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.13mm)：聚脂薄膜20(0.05mm)：轧光聚芳酰胺纤维纸10(0.13mm)，相应的复合材料总厚度是0.35mm。优选的厚度0.18mm、0.25mm、0.3mm。
其中所述的复合胶水是聚氨酯改性油性胶水，胶水耐温等级C级以上，是一种双组分胶水，所述的其中一组组分为主剂，非挥发分占50％，主剂是大分子聚酯加成物，其数均分子量在5000～15000，另一组份是固化剂，异氰酸酯加成物，非挥发分100％。所述的主剂和固化剂挥发份是丙酮、乙酸乙酯、丁酮中的一种或多种混合物。优选的数均分子量在9000～12000，溶剂是丙酮、乙酸乙酯。
轧光聚芳酰胺纤维纸10通过干式符合工艺复合在聚酯薄膜20上。其中所述干式复合工艺方法是将胶水搅拌均匀后涂胶于聚脂薄膜20上，然后经过烘道除去溶剂，再与轧光聚芳酰胺纤维纸10进行热压复合，最后进入熟化房进行热处理一定时间得到复合结构的绝缘材料。所述的上胶量在15～45g/m2之间，熟化房温度为40～120℃，时间为48～120H。优选的上胶量在25～30g/m2之间，熟化房温度为60～75℃，时间为60～72H。
其中，所述的复合胶水是具有阻燃功能，所述的阻燃功能是在胶水中填充了无卤阻燃剂，所述的阻燃剂用量占聚氨酯主剂和固化剂非挥发分用量的10～40％，所述的阻燃剂是磷系(聚磷酸铵APP)、氮系及氮磷系(磷腈)或层状双氢氧化镁铝LDH、氢氧化镁中的一种或多种组合混合阻燃体系。优选地，阻燃剂用量占胶水总用量非挥发份的25～35％。
其中，所述的耐化学介质性能优良，是在三氯甲烷溶剂、沸水、碱液中不分层，不起泡，所述的化学介质测试条件是使绝缘材料浸泡在60℃的三氯甲烷溶剂中6H，沸腾的热水中5mi n，10％的氢氧化钾溶液中48H。
其中所述的阻燃级别是UL94-V0级。
以下的实施例将对本发明进一步说明，但并不因此限制于本发明。
实施例1
一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料制备方法如下：
(1)将数均分子量10000的大分子聚酯加成物与异氰酸酯加成物在丙酮中按质量份20:1.4:15混合均匀。
(2)加入3.5份的层状双氢氧化镁铝LDH搅拌均匀，然后凃敷在0.03mm的聚酯薄膜20上。
(3)经过烘干然后与0.05mm和0.08mm的410型轧光聚芳酰胺纤维纸10进行热压复合，得到绝缘复合材料，厚度为0.18mm。
所述的绝缘复合材料浸泡在60℃的三氯甲烷溶剂中6H，沸腾的热水中5mi n，10％的氢氧化钾溶液中48H。均没出现分层、起泡现象，阻燃级别是UL94-V0级别。拉伸强度机械方向150N/cm，横向拉伸强度138N/cm，介电强度12.6KV。
实施例2
一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料制备如下：
(1)将数均分子量11000的大分子聚酯加成物与异氰酸酯加成物在丙酮中按质量份20:1.6:16混合均匀。
(2)加入4份的聚磷酸铵APP搅拌均匀，然后凃敷在0.075mm的聚酯薄膜20上。
(3)经过烘干然后与2层0.08mm的416型轧光聚芳酰胺纤维纸10进行热压复合，得到三层绝缘复合材料，厚度为0.25mm。
所述的绝缘复合材料浸泡在60℃的三氯甲烷溶剂中6H，沸腾的热水中5mi n，10％的氢氧化钾溶液中48H。均没出现分层、起泡现象，阻燃级别是UL94-V0级别。拉伸强度机械方向188N/cm，横向拉伸强度168N/cm，介电强度14.6KV。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料，其特征在于，其是三层复合结构，分别是轧光聚芳酰胺纤维纸外层、聚酯薄膜中间层、轧光聚芳酰胺纤维纸外层，轧光聚芳酰胺纤维纸与聚酯薄膜通过复合胶水采用干式复合方法复合而成；所述复合胶水是有阻燃功能和耐化学介质功能的双组分聚氨酯胶水。
2.根据权利1要求所述的绝缘复合材料，其特征在于，所述的轧光聚芳酰胺纤维纸是NOMEX绝缘纸，包括：410纸、416纸、464纸；所述的轧光聚芳酰胺纤维纸厚度是0.05mm、0.08mm或0.13mm。
3.根据权利1要求所述的绝缘复合材料，其特征在于，所述的聚酯薄膜是一种非阻燃性热塑性膜，所述的聚酯薄膜厚度是0.03mm、0.05mm、0.075mm或0.10mm。
4.根据权利1要求所述的绝缘复合材料，其特征在于，所述的复合胶水是聚氨酯改性油性胶水，胶水耐温等级C级以上，是一种双组分胶水，所述的其中一组组分为主剂，非挥发分占50％，主剂是大分子聚酯加成物，其数均分子量在5000～15000，另一组份是固化剂，非挥发分100％；所述的主剂和固化剂挥发份是丙酮、乙酸乙酯、丁酮中的一种或多种混合物。
5.根据权利1要求所述的绝缘复合材料，其特征在于，所述干式复合工艺方法是将胶水搅拌均匀后涂胶于聚酯薄膜，然后经过烘道除去溶剂，再与轧光聚芳酰胺纤维纸进行热压复合，最后进入熟化房进行热处理得到复合结构的绝缘材料。
6.根据权利1要求所述的绝缘复合材料，其特征在于，所述的复合胶水具有阻燃功能，所述的复合胶水中填充了无卤阻燃剂，所述的阻燃剂是非反应性阻燃粉体或液体，所述的阻燃剂用量占聚氨酯主剂和固化剂非挥发分用量的10～40％，所诉的阻燃剂是磷系、氮系及氮磷系或层状双氢氧化镁铝LDH、氢氧化镁中的一种或多种组合。
7.根据权利1要求所述的绝缘复合材料，其特征在于，其阻燃级别是UL94-V0级别。
8.一种耐化学介质无卤阻燃绝缘复合材料制备方法，其特征在于，包括：
将大分子聚酯加成物与异氰酸酯加成物在丙酮中按质量份比例混合均匀；
加入层状双氢氧化镁铝LDH或者聚磷酸铵APP搅拌均匀，然后凃敷在聚酯薄膜上；
经过烘干然后与轧光聚芳酰胺纤维纸进行热压复合，得到三层绝缘复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述大分子聚酯加成物的数均分子量为10000或11000；所述质量份比例为20:1.4:15或者20:1.6:16；所述层状双氢氧化镁铝LDH为3.5份，所述聚磷酸铵APP为4份。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯薄膜厚度为0.03mm或者0.075mm；所述轧光聚芳酰胺纤维纸厚度为0.05mm或者0.08mm。
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