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一种耐电晕浆料及其制备方法

专利(申请号):CN201110426926.3 专利类型:发明专利
更新时间:2019-09-19 14:33:41
技术领域:新材料
交易方式: 转让 交易状态:
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专利详情

一种耐电晕浆料及其制备方法 技术领域 本发明涉及一种耐电晕浆料及其制备方法。 背景技术 现有用于耐电晕产品的纳米氧化铝分散液中通常含有纳米氧化铝、溶剂和硅烷偶联剂,如公开号为CN101362859的发明专利,公开了一种稳定型纳米级氧化物分散液,它包括以下重量百分比的组份:纳米级氧化物10~20%、二甲基乙酰胺40~60%、聚酰胺酸盐20~40%、乙氧基硅烷0.1~1%,其中的纳米级氧化物为纳米级的氧化钛、氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铜、氧化钡、氧化银、氧化硼、氧化锶或氧化镉。该发明中当纳米级氧化物为纳米氧化钛时,所制得耐电晕聚酰亚胺薄膜的耐电晕较普通薄膜有较大程度的提高。该申请并未公开采用纳米氧化铝为纳米级氧化物制备得到的耐电晕聚酰亚胺薄膜的性能,也没有对纳米氧化铝的粒径和晶型进行说明。公开号为CN101400435A的发明专利,通过把纳米氧化铝分散在1,2-二醇与苯酚或酰胺的混合溶剂中,可制得分散性好的分散体,但该专利并未公开耐电晕时间及氧化铝的晶型、粒径等数据。又如公开号为CN102020850A的中国发明专利,公开了一种耐电晕组合物及其制备方法,所述的组合物含有70~95%聚酰亚胺、5~30%纳米氧化铝、0.01~0.3%硅烷偶联剂和0.005~0.3%聚酯改性丙烯酸酯嵌段共聚物分散剂,形成薄膜25微米耐电晕时间大于10万小时。该发明利用分散剂和偶联剂增加氧化铝分散性,从而提高耐电晕性和力学性能,但耐电晕性能提高不明显。 发明内容 本发明要解决的技术问题是提供一种耐电晕浆料及其制备方法。采用本发明所述的耐电晕浆料与聚酰胺酸树脂溶液混合制得的聚酰亚胺薄膜较普通薄膜的耐电晕性提高10~20倍。为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案: 一种耐电晕浆料,其特征在于:它由α型纳米氧化铝、硅烷偶联剂和溶剂组成,其中,α型纳米氧化铝在浆料中的重量百分比为3~15%,硅烷偶联剂相对于α型纳米氧化铝的重量百分比为0.05~5%。 上述技术方案中, 所述α型纳米氧化铝的粒径为150~300nm,优选200~250nm。 所述α型纳米氧化铝在浆料中的重量百分比优选为5~10%。 所述的硅烷偶联剂相对于α型纳米氧化铝的重量百分比优选为0.1~1%。 所述的硅烷偶联剂为选自γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷、n-辛基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种以上的组合。优选是采用n-辛基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷。 所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)或γ-丁内酯。优选为二甲基乙酰胺(DMAc)。 上述耐电晕浆料的制备方法为:向配方量的溶剂中加入配方量的硅烷偶联剂,搅拌10~30分钟后加入配方量的α型纳米氧化铝,然后经高压剪切机预分散10~60分钟,然后再高压均质,即得到耐电晕浆料。其中,所述的预分散的时间优选为20~40分钟,所述的均质通常在高压均质机中进行,均质的时间通常为3~8分钟。 与现有技术相比,本发明浆料中的纳米氧化物为特殊晶型的α型纳米氧化铝,它与硅烷偶联剂和溶剂共同组成的耐电晕浆料分散性好,与相同含量的其它晶型纳米氧化铝浆料相比,在应用于耐电晕聚酰亚胺薄膜时,其耐电晕性能可提高10~20倍。 具体实施方式 下面以具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。 实施例1称取1500g的N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,搅拌下加入0.50g n-辛基三乙氧基硅烷,持续搅拌15分钟,然后慢慢加入50g α型纳米氧化铝(粒径为150nm),用高剪切机预分散40分钟,然后用高压均质机进一步分散5分钟,即制得分散性良好的耐电晕浆料。 实施例2 称取1500g的N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,搅拌下加入0.16g γ-氨基丙基三乙氧基硅烷,持续搅拌20分钟,然后慢慢加入80g α型纳米氧化铝(粒径为220nm),用高剪切机预分散10分钟,然后用高压均质机进一步分散5分钟,即制得分散性良好的耐电晕浆料。 实施例3 称取1500g的N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,搅拌下加入0.08g N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,持续搅拌30分钟,然后慢慢加入130g α型纳米氧化铝(粒径为200nm),用高剪切机预分散60分钟,然后用高压均质机进一步分散5分钟,即制得分散性良好的耐电晕浆料。 实施例4 称取1500g的N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,搅拌下加入1.00g γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,持续搅拌20分钟,然后慢慢加入150g α型纳米氧化铝(粒径为250nm),用高剪切机预分散30分钟,然后用高压均质机进一步分散5分钟,即制得分散性良好的耐电晕浆料。 实施例5 称取1500g的N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,搅拌下加入7.00g γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,持续搅拌30分钟,然后慢慢加入200g α型纳米氧化铝(粒径为180nm),用高剪切机预分散50分钟,然后用高压均质机进一步分散5分钟,即制得分散性良好的耐电晕浆料。 实施例6 称取1500g的N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,搅拌下加入0.30g N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,持续搅拌10分钟,然后慢慢加入220gα型纳米氧化铝(粒径为300nm),用高剪切机预分散20分钟,然后用高压均质机进一步分散5分钟,即制得分散性良好的耐电晕浆料。 对比例: 称取1500g的N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,搅拌下加入0.50g n-辛基三乙氧基硅烷,持续搅拌15分钟,然后慢慢加入50g纳米氧化铝(粒径为50nm,)用高剪切机预分散40分钟,然后用高压均质机进一步分散5分钟,制得耐电晕浆料。 制备薄膜样品1: 在实施例1制得的耐电晕浆料中添加150g 4,4′-氨基二苯醚,溶解完毕后,再加入配方量的均苯四甲酸二酐调节粘度,使最终所得聚酰胺酸溶液的粘度为5.5万厘泊,抽真空消泡完毕后,按常规工艺流涎、拉伸和亚胺化制膜。所得薄膜样品1的厚度为25微米,其中α型纳米氧化铝占整个薄膜重量的比例约为14%,测其耐电晕时间,数据如下表1所示。 制备薄膜样品2: 在实施例2制得的耐电晕浆料中添加245g 4,4′-氨基二苯醚,溶解完毕后,再加入配方量的均苯四甲酸二酐调节粘度,使最终所得聚酰胺酸溶液的粘度为4.5万厘泊,抽真空消泡完毕后,按常规工艺流涎、拉伸和亚胺化制膜。所得薄膜样品2的厚度为25微米,其中α型纳米氧化铝占整个薄膜重量的比例约为14%,测其耐电晕时间,数据如下表1所示。 制备薄膜样品3: 在实施例3制得的耐电晕浆料中添加400g 4,4′-氨基二苯醚,溶解完毕后,再加入配方量的均苯四甲酸二酐调节粘度,使最终所得聚酰胺酸溶液的粘度为5.0万厘泊,抽真空消泡完毕后,按常规工艺流涎、拉伸和亚胺化制膜。所得薄膜样品3的厚度为25微米,其中α型纳米氧化铝占整个薄膜重量的比例约为14%,测其耐电晕时间,数据如下表1所示。 制备薄膜样品4: 将实施例4制得的耐电晕浆料与聚酰胺酸树脂溶液(组成为4,4′-氨基二苯醚/均苯四甲酸二酐)按3∶1的重量比混合,得到粘度为5万厘泊的聚酰胺酸复合树脂,抽真空消泡完毕后,按常规工艺流涎、拉伸和亚胺化制膜。所得薄膜样品4的厚度为25微米,其中α型纳米氧化铝占整个薄膜重量的比例约为14%,测其耐电晕时间,数据如下表1所示。 制备薄膜样品5: 将实施例5制得的耐电晕浆料与聚酰胺酸树脂溶液(组成为4,4′-氨基二苯醚/均苯四甲酸二酐)按3∶1的重量比混合,得到粘度为5.5万厘泊的聚酰胺酸复合树脂,抽真空消泡完毕后,按常规工艺流涎、拉伸和亚胺化制膜。所得薄膜样品5的厚度为25微米,其中α型纳米氧化铝占整个薄膜重量的比例约为14%,测其耐电晕时间,数据如下表1所示。 制备薄膜样品6 将实施例6制得的耐电晕浆料与聚酰胺酸树脂溶液(组成为4,4′-氨基二苯醚/均苯四甲酸二酐)按3∶1的重量比混合,得到粘度为5万厘泊的聚酰胺酸复合树脂,抽真空消泡完毕后,按常规工艺流涎、拉伸和亚胺化制膜。所得薄膜样品6的厚度为25微米,其中纳米氧化铝占整个薄膜重量的比例约为14%,测其耐电晕时间,数据如下表1所示。 制备薄膜样品7: 在对比例制得的纳米氧化铝浆料中添加150g 4,4′-氨基二苯醚,溶解完毕后,再加入配方量的均苯四甲酸二酐调节粘度,使最终所得聚酰胺酸溶液的粘度为5.5万厘泊,抽真空消泡完毕后,按常规工艺流涎、拉伸和亚胺化制膜。所得薄膜样品7的厚度为25微米,其中纳米氧化铝占整个薄膜重量的比例约为14%,测其耐电晕时间,数据如下表1所示。 耐电晕测试条件: 试验电压2KV,频率为20KHz,脉冲上升时间为100ns,脉冲波形为方波,极性为双极,试验电极为直径为6mm的不锈钢电极,根据测试结果,取其中值为测试结果。

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