一种电机槽楔用耐热绝缘复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及绝缘材料技术领域，尤其涉及一种电机槽楔用耐热绝缘复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]竹子是现有的电机槽楔常用的材料，因竹子存在耐热性和阻燃性差的缺陷，用其制成的电机槽楔存在耐热性、阻燃性不是很理想的缺陷。为了能适合各种类型及绝缘等级电机用电机槽楔的需要，人们不断开发出各种新型绝缘材料用于制作电机槽楔，聚合物中的合成橡胶是绝缘材料中不可或缺的重要材料。在合成橡胶中，硅橡胶具有较为优异的性能，它在硫化时热效应小，可以在很宽的温度范围内长期保持弹性，同时还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性、防霉性和化学稳定性，因此目前在电子电气等领域已得到了广泛的应用，但是其作为高分子材料，导热性能不是很好，导致用其制作的电机槽楔耐热性仍不是很理想，大大限制了其在某些领域的应用。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种电机槽楔用耐热绝缘复合材料及其制备方法，该制备方法过程简单，条件温和，得到的复合材料具有良好的散热性，且耐热性和绝缘性能优异，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种电机槽楔用耐热绝缘复合材料，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶100份、低密度聚乙烯10-30份、甲基丙烯酸十二氟庚酯2-8份、三元乙丙橡胶10-25份、氢化丁腈橡胶3-10份、聚乙炔0.5-3份、纳米碳酸|丐2-5份、纳米蒙脱土 3_8份、碳化娃1-8份、碳纤维2-10份、纳米氮化硼3-10份、金属复合填料10-25份、聚乙稀錯0.5-2份、氯化石蜡1-3份、偶联剂2-5份、硬脂酸0.1-0.8份、辛酸亚锡2-9份、十溴二苯醚1_5份、膨胀石墨2-10份、硬脂酸镧1-3.5份、硫化剂1-3.5份；
[0005]其中，所述金属复合填料按照以下工艺进行制备:按重量份将3-10份氧化镁、1-3份氢氧化铝、3-10份氧化锌、5-15份纳米氮化铝和1-4份纳米氧化铺加入20-30份无水乙醇中，搅拌均匀后加入1-2份正癸基三甲氧基硅烷和0.5-3份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌2-3.5h后过滤、干燥得到所述金属复合填料。
[0006]在具体实施例中，本发明提出的一种电机槽楔用耐热绝缘复合材料，其原料中，硅橡胶的重量份为100份；低密度聚乙烯的重量份可以为10、11、12、13、13.5、15、16、17、18、19、21、22、23、24、25、26、26.3、27、28、28.6,29,29.3、30 份；甲基丙烯酸十二氟庚酯的重量份可以为2,2.3,2.8、3、3.2、4、4.5、5、5.3、6、6.7、7、7.6、8份；三元乙丙橡胶的重量份可以为 10、12、13、13.5,14,14.6、15、17、18、20、21、23、23.4,24,24.6、25 份；氢化丁腈橡胶的重量份可以为3,3.4、4、4.2、5、5.6、6、6.3、7、7.8、9、9.3、10份;聚乙炔的重量份可以为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.6、1.8、1.9、2、2.3、2.4、2.8、2.9、3 份；纳米碳酸钙的重量份可以为2、2.3,2.6,2.8、3、3.2,3.8、4、4.5、5份；纳米蒙脱土的重量份可以为3、3.2、.8、4、4.2、5、5.5、5.6、6、6.3、7、7.4、8 份；碳化硅的重量份可以为 1、2、3、3.4、4、4.5、6、6.3、7、7.4、8份;碳纤维的重量份可以为2、3、4、5、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10份；纳米氮化硼的重量份可以为3、4、5、6、6.3、7、8、8.6、9、9.3、10份;金属复合填料的重量份可以为10、12、13、15、16、17、18、18.9、19、20、21、23、23.4,24,24.6、25 份；聚乙烯蜡的重量份可以为
0.5,0.6,0.8,0.9,Ul.2、1.3、1.5、1.8、1.9、2 份；氯化石蜡的重量份可以为 1、1.2、1.5、
1.8、2、2.2,2.6,2.7、3 份;偶联剂的重量份可以为 2、2.3,2.8、3、3.4,3.7、4、4.2,4.7、5 份；硬脂酸的重量份可以为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8份；辛酸亚锡的重量份可以为 2、2.6、3、3.4、4、4.5、5、5.3、6、6.3、7、8、8.5、9 份；十溴二苯醚的重量份可以为 Ul.8、2、
2.3,2.8、3、3.7、4、4.6、5 份；膨胀石墨的重量份可以为 2、3、4、5.6、6、6.5、7、8、8.5、9、9.3、10份；硬脂酸镧的重量份可以为1、1.2、1.8、2、2.1,2.5、2.6、2.7、3、3.2、3.4、3.5份；硫化剂的重量份可以为 1、1.2,1.8,1.9、2、2.3,2.6,2.8,2.9、3、3.4,3.5 份。
[0007]优选地，其原料按重量份包括以下组分:娃橡胶100份、低密度聚乙烯15-22份、甲基丙烯酸十二氟庚酯4-7份、三元乙丙橡胶17-20份、氢化丁腈橡胶5-7份、聚乙炔1.2-1.8份、纳米碳酸钙3.2-4份、纳米蒙脱土 5.5-7份、碳化硅5-7份、碳纤维7-9份、纳米氮化硼6-8份、金属复合填料17-20份、聚乙烯蜡1.2-1.8份、氯化石蜡2.2-2.7份、偶联剂3-3.7份、硬脂酸0.5-0.7份、辛酸亚锡4.5-7份、十溴二苯醚3-3.7份、膨胀石墨5.6-6.5份、硬脂酸镧2-2.7份、硫化剂1.9-2.6份。
[0008]优选地，所述金属复合填料按照以下工艺进行制备:按重量份将7-8份氧化镁、2-2.7份氢氧化铝、6-7份氧化锌、9-12份纳米氮化铝和2-3.5份纳米氧化铈加入24-26份无水乙醇中，搅拌均匀后加入1.4-1.7份正癸基三甲氧基硅烷和1.7-2.3份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌2.6-3h后过滤、干燥得到所述金属复合填料；在金属复合填料的制备过程中，选择了氢氧化铝、氧化锌、纳米氮化铝和纳米氧化铈配合作为金属填料，并利用正癸基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷对其进行了改性，在金属填料的表面引入了正癸基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷，加入体系中，在体系中分散均匀，且其中的乙烯基可以与体系中的不饱和键发生反应，提高了金属复合填料与基体的粘结强度，与聚乙炔配合，提高了复合材料的导热系数、拉伸强度和断裂伸长率，同时改善了复合材料的耐老化性。
[0009]优选地，所述金属复合填料按照以下工艺进行制备:按重量份将7.6份氧化镁、
2.3份氢氧化铝、6.5份氧化锌、10份纳米氮化铝和2.8份纳米氧化铺加入25份无水乙醇中，搅拌均匀后加入1.5份正癸基三甲氧基硅烷和2份乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌2.8h后过滤、干燥得到所述金属复合填料；
[0010]优选地，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶生胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶、二甲基硅橡胶生胶和氟硅橡胶生胶中的一种或者多种的混合物。
[0011]优选地，所述纳米碳酸钙的平均粒径为50-85nm ;所述纳米氮化硼的平均粒径为45-70nm ;所述纳米氮化招的平均粒径为50_80nm ;所述纳米氧化铺的平均粒径为30_50nm ；控制了纳米碳酸钙、纳米氮化硼、纳米氮化铝和纳米氧化铈粒径，使其在体系中形成了最大的堆积密度，在维持复合材料力学性能的同时提高了复合材料的导热系数，改善了复合材料的耐热性。
[0012]优选地，所述硫化剂为2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基过氧化)己烷与过氧化二异丙苯按重量比为1-4:2-6的混合物。
[0013]本发明还提出的一种所述电机槽楔用耐热绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0014]S1、按配比将硅橡胶、低密度聚乙烯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶加入双辊开炼机中，包辊后加入聚乙炔、纳米碳酸钙、纳米蒙脱土、碳化硅、碳纤维、纳米氮化硼、金属复合填料和膨胀石墨，然后加入聚乙烯蜡、氯化石蜡、偶联剂、硬脂酸、辛酸亚锡、十溴二苯醚和硬脂酸镧混炼均匀，再加入硫化剂混炼均匀得到混炼胶；
[0015]S2、将混炼胶进行三段硫化得到所述电机槽楔用耐热绝缘复合材料，其中，一段硫化的压力为7-9MPa，一段硫化的温度为110-140°C，一段硫化的时间为15_20min，二段硫化的压力为10-12MPa，二段硫化的温度为160-180°C，二段硫化的时间为3_8min，三段硫化的温度为150-180°C，三段硫化的时间为2.5-3h。<