專利名稱：粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱絕緣材料，特別涉及一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)汽輪發(fā)電機(jī)在向高壓大容量發(fā)展，而空冷發(fā)電機(jī)與傳統(tǒng)的水、氫冷電機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、安全可靠、便于維護(hù)等許多優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多的用戶青睞。但是由于空冷電機(jī)的冷卻條件差，線棒產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出，導(dǎo)致電機(jī)溫升過高， 損耗過大，加快了主絕緣的老化。因此，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档蜏厣_保發(fā)電機(jī)正常工作，其中最簡(jiǎn)單的方法是采用高導(dǎo)熱的主絕緣結(jié)構(gòu)。高導(dǎo)熱絕緣材料，已成為現(xiàn)代電機(jī)技術(shù)研究的重點(diǎn)方向之一。云母帶主要由云母、玻璃布、粘合劑三種組分材料復(fù)合而成，按照宏觀熱傳導(dǎo)理論，多相復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)受連續(xù)相導(dǎo)熱系數(shù)的影響最大，在一定范圍內(nèi)復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)幾乎正比于連續(xù)相的導(dǎo)熱系數(shù)，而連續(xù)相是粘合劑，其導(dǎo)熱系數(shù)卻最小，因此，研制高導(dǎo)熱主絕緣首先要盡可能提高粘合劑的導(dǎo)熱系數(shù)。目前，使用高熱導(dǎo)率的三氧化二鋁、氮化硼等無機(jī)粉體填充云母帶用粘合劑可以有效提高其導(dǎo)熱系數(shù)。但是，無機(jī)粉體的引入，使粘合劑的電氣性能降低，尤其當(dāng)導(dǎo)熱填料含量較高時(shí)，對(duì)于粘合劑性能的降低更為顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，使用該方法制備的高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑內(nèi)部的導(dǎo)熱填料形成了空間導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，且無機(jī)粉體在粘合劑中的分散均勻性非常好。該方法解決了引入無機(jī)填料后電絕緣性能降低的問題。上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，該方法包括四步第一步合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑，第二步選擇導(dǎo)熱填料及高導(dǎo)熱粘合劑制備方法，第三步導(dǎo)熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，于85-180°C先后經(jīng)歷抽真空，逐步升溫，恒溫固化的步驟，得到電氣性能試樣與導(dǎo)熱試樣。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，第一步所述的合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑是將質(zhì)量份數(shù)為30-35%桐油加入反應(yīng)裝置中，除去桐油中的水分， 加入質(zhì)量份數(shù)為6-10%的順丁稀二酸酐反應(yīng)生成桐油酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為9-14%的雙馬來酰亞胺反應(yīng)生成桐馬酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為30-35%的環(huán)氧樹脂E-44，加入質(zhì)量份數(shù)為 0. 01-0. 05%的對(duì)苯二酚，加入質(zhì)量份數(shù)為0. 19Γ0. 5%的環(huán)氧固化促進(jìn)劑合成桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑，反應(yīng)溫度為100-130°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-2小時(shí)、再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯和質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮作為溶劑調(diào)整固體含量。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，采用減壓蒸餾裝置除去桐油中的水分，反應(yīng)溫度為80-110°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-0. 75小時(shí)；加入質(zhì)量份數(shù)為6-10%順丁稀二酸酐后，采用回流裝置反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80-170°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-3小時(shí)；加入質(zhì)量份數(shù)為9-14%的雙馬來酰亞胺后，反應(yīng)溫度為120-150°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 15-0. 75小時(shí)。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的反應(yīng)溫度為 100-130°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-2小時(shí)、再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯和質(zhì)量份數(shù)為5-10% 的丙酮作為溶劑調(diào)整固體含量變更為加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯，在100-130°C下與粘合劑混合均勻，混合時(shí)間為0. 1-0. 5小時(shí)，再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮，在50-80°C下與粘合劑混合均勻，混合時(shí)間為0. 1-0. 5小時(shí)。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第二步導(dǎo)熱填料中，選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份，采用溶液共混法制備高導(dǎo)熱粘合劑；所述的納米三氧化二鋁細(xì)分為α相或 Y相兩種晶型，所述的納米二氧化硅細(xì)為球形或微孔形，所述的微米氮化硼粉體為同種粒徑納米氮化硼或兩種不同粒徑的微米氮化硼粉體混合體，所述的納米氮化鋁為廠家改性氮化鋁或自改性氮化鋁；采用溶液共混法制備高導(dǎo)熱粘合劑的過程中，采用填料組份一種或幾種填充粘合劑，使用前置于110°C烘箱干燥0. 5-5小時(shí)，期間研磨2-3次，取出備用。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第三步導(dǎo)熱填料的預(yù)處理中，所述的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份1，先將硅烷偶聯(lián)劑1一 10%和合成常規(guī)粘合劑70—8096，合成常規(guī)粘合劑占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)充分分散，再加入未經(jīng)表面處理的填料組份粉體，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中；所述的硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，再將未經(jīng)表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第三步導(dǎo)熱填料的預(yù)處理中，所述的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份2，先利用硅烷偶聯(lián)劑氮化硼填料粉體進(jìn)行表面改性，再將硅烷偶聯(lián)劑與粘合劑充分分散，同時(shí)加入氮化硼填料與未經(jīng)表面處理的填料組份粉體2，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；所述的填料組份粉體的表面改性， 反應(yīng)溫度為25-150°C，超聲攪拌時(shí)間為0. 5-5小時(shí)，將硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，填料組份2的粉體與未經(jīng)表面處理的填料組份2的粉體同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，再將未經(jīng)表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第四步的粘合劑的固化工藝中，首先對(duì)粘合劑進(jìn)行抽真空除溶劑處理，真空度為0. 025-0. IMPa，溫度為 85-120°C，時(shí)間為0. 25-3小時(shí)，然后放氣，進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度85-180°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-15小時(shí)。一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，該粘合劑采用權(quán)利要求1-10的方法制備。有益效果
1.使用本方法制備的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑具備了全新的性能，內(nèi)部的導(dǎo)熱填料形成了空間導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，這種導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)能有效地提高材料熱傳導(dǎo)效率，避免了材料在工作中的過熱現(xiàn)象，從而提高材料的導(dǎo)熱系數(shù)，解決了粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑電絕緣性能不足的缺點(diǎn)。與常規(guī)桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑相比，采用本方法制備的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，其導(dǎo)熱系數(shù)為0. - 0. 32 1/!11*1(，體積電阻率2.6-5.6\1014 Ω · m，相對(duì)介電常數(shù)3.0-3. 2Χ10—3，均明顯優(yōu)于常規(guī)桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑(導(dǎo)熱系數(shù)
為 0.18-0. 21 W/m · K，體積電阻率 2. 0-2. 5X10 · m，3. 8-4. 0 X 1(Γ3)。本制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，易于工業(yè)化，在高導(dǎo)熱材料、絕緣材料等方面存在著潛在的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，該方法包括四步第一步合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑，第二步選擇導(dǎo)熱填料及高導(dǎo)熱粘合劑制備方法，第三步導(dǎo)熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，于85-180°C先后經(jīng)歷抽真空，逐步升溫，恒溫固化的步驟，得到電氣性能試樣與導(dǎo)熱試樣。實(shí)施例2:
一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，第一步所述的合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑是將質(zhì)量份數(shù)為30-35%桐油加入反應(yīng)裝置中，除去桐油中的水分，加入質(zhì)量份數(shù)為6-10%的順丁稀二酸酐反應(yīng)生成桐油酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為9-14%的雙馬來酰亞胺反應(yīng)生成桐馬酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為30-35%的環(huán)氧樹脂E-44，加入質(zhì)量份數(shù)為 0. 01-0. 05%的對(duì)苯二酚，加入質(zhì)量份數(shù)為0. 19Γ0. 5%的環(huán)氧固化促進(jìn)劑合成桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑、再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯和質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮作為溶劑調(diào)整固體含量；
第二步所述的選擇導(dǎo)熱填料及高導(dǎo)熱粘合劑制備方法是選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份，采用溶液共混法制備高導(dǎo)熱粘合劑；
第三步所述的導(dǎo)熱填料的表面處理與分散是根據(jù)所使用的導(dǎo)熱填料的不同，而分為兩種實(shí)施方法；
方法1將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份1，先將硅烷偶聯(lián)劑1一 10%和合成常規(guī)粘合劑70—8096，合成常規(guī)粘合劑占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)充分分散，再加入未經(jīng)表面處理的填料組份粉體，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中；
方法2將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份2，先利用硅烷偶聯(lián)劑氮化硼填料粉體進(jìn)行表面改性，再將硅烷偶聯(lián)劑與粘合劑充分分散，同時(shí)加入氮化硼填料與未經(jīng)表面處理的填料組份粉體2，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中。實(shí)施例3:
實(shí)施例1所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，第一步所述的合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑是將質(zhì)量份數(shù)為30-35%桐油加入反應(yīng)裝置中，除去桐油中的水分，加入質(zhì)量份數(shù)為6-10%的順丁稀二酸酐反應(yīng)生成桐油酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為9-14%的雙馬來酰亞胺反應(yīng)生成桐馬酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為30-35%的環(huán)氧樹脂E-44，加入質(zhì)量份數(shù)為 0. 01-0. 05%的對(duì)苯二酚，加入質(zhì)量份數(shù)為0. 19Γ0. 5%的環(huán)氧固化促進(jìn)劑合成桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑，反應(yīng)溫度為100-130°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-2小時(shí)、再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯和質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮作為溶劑調(diào)整固體含量。實(shí)施例4
上述是實(shí)施例1或3的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，采用減壓蒸餾裝置除去桐油中的水分，反應(yīng)溫度為80-110°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-0. 75小時(shí)；加入質(zhì)量份數(shù)為6-10%順丁稀二酸酐后，采用回流裝置反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80-170°C，反應(yīng)時(shí)間為 0. 5-3小時(shí)；加入質(zhì)量份數(shù)為9-14%的雙馬來酰亞胺后，反應(yīng)溫度為120-150°C，反應(yīng)時(shí)間為 0. 15-0. 75 小時(shí)。實(shí)施例5:
實(shí)施例1或3或4所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的反應(yīng)溫度為100-130°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-2小時(shí)、再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯和質(zhì)量份數(shù)為 5-10%的丙酮作為溶劑調(diào)整固體含量變更為加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯，在100-130°C 下與粘合劑混合均勻，混合時(shí)間為0. 1-0. 5小時(shí)，再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮，在 50-80°C下與粘合劑混合均勻，混合時(shí)間為0. 1-0. 5小時(shí)。實(shí)施例6
實(shí)施例1或3或4或5所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第二步導(dǎo)熱填料中，選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份，采用溶液共混法制備高導(dǎo)熱粘合劑；所述的納米三氧化二鋁細(xì)分為α相或Y相兩種晶型，所述的納米二氧化硅細(xì)為球形或微孔形，所述的微米氮化硼粉體為同種粒徑納米氮化硼或兩種不同粒徑的微米氮化硼粉體混合體，所述的納米氮化鋁為廠家改性氮化鋁或自改性氮化鋁；采用溶液共混法制備高導(dǎo)熱粘合劑的過程中，采用填料組份一種或幾種填充粘合劑，使用前置于110°C烘箱干燥0. 5-5小時(shí)，期間研磨2-3次， 取出備用。
實(shí)施例7
實(shí)施例1或3或4或5或6所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第三步導(dǎo)熱填料的預(yù)處理中，所述的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的 1%-10%;將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份1，先將硅烷偶聯(lián)劑1一 10%和合成常規(guī)粘合劑70—8096，合成常規(guī)粘合劑占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)充分分散，再加入未經(jīng)表面處理的填料組份粉體，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中；所述的硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，再將未經(jīng)表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。實(shí)施例8
實(shí)施例1或3或4或5或6所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第三步導(dǎo)熱填料的預(yù)處理中，所述的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的 1%-10%;將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份2，先利用硅烷偶聯(lián)劑氮化硼填料粉體進(jìn)行表面改性，再將硅烷偶聯(lián)劑與粘合劑充分分散，同時(shí)加入氮化硼填料與未經(jīng)表面處理的填料組份粉體2，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；所述的填料組份粉體的表面改性，反應(yīng)溫度為25-150°C，超聲攪拌時(shí)間為0. 5-5小時(shí)，將硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，填料組份2的粉體與未經(jīng)表面處理的填料組份2的粉體同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。實(shí)施例9
實(shí)施例8所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，再將未經(jīng)表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。實(shí)施例10
實(shí)施例1或2所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，所述的第四步的粘合劑的固化工藝中，首先對(duì)粘合劑進(jìn)行抽真空除溶劑處理，真空度為0. 025-0. IMPa，溫度為85-120°C，時(shí)間為0. 25-3小時(shí)，然后放氣，進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度85_180°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-15小時(shí)。實(shí)施例11
上述實(shí)施例所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法中，將160g桐油加入減壓蒸餾裝置，在115°C下抽真空除水分，直至液面無氣泡排出，改減壓蒸餾裝置為回流裝置，加入35g順酐，升溫至160°C，并在160-170°C保溫3小時(shí)，降溫至120°C，加入42g雙馬來酰亞胺，在135-145°C保溫1小時(shí)，降溫至100°C，同時(shí)加入150g環(huán)氧樹脂、與1. 2g對(duì)苯二酚，在100-120°C保溫1小時(shí)，加入21. 5g甲苯、1. 6gFLQ固化促進(jìn)劑，混合1小時(shí)，降溫至80°C，混合1小時(shí)，粘合劑固含量為90 wt%0經(jīng)300目濾網(wǎng)過濾，出料并封存。(2)使用單一組分α -Al2O3為導(dǎo)熱填料，將27g未經(jīng)表面處理α -Al2O3置于110°C 烘箱干燥5小時(shí)，期間每隔1小時(shí)研磨一次，取出備用。(3)將220g固含量為90襯％的粘合劑加入分散機(jī)罐體，同時(shí)加入1.62g 3_縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌2小時(shí)，將備用的 53. 19g α -Al2O3加入罐體，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌2小時(shí)，分散方式改為球磨，在 4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨2小時(shí)，同時(shí)加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調(diào)整為80wt%，繼續(xù)在4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1小時(shí)，經(jīng)60目濾網(wǎng)過濾，出料封存。(4)在試樣模具上均勻涂上真空絕緣硅脂必備固化后脫模，經(jīng)預(yù)熱后灌入膠液并放入真空烘箱，將真空烘箱升溫至85°C，開始逐步提高真空度，從0. 025提高至0. IMPa，該過程大約維持0. 5-2小時(shí)，直至膠液表面氣泡排盡。之后逐步升溫，分別在110°C下處理2 分鐘，140°C下處理2分鐘，180°C下處理6小時(shí)，關(guān)閉烘箱使之自然冷卻，可得電性能試樣與導(dǎo)熱試樣。采用本方法制備的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，其導(dǎo)熱系數(shù)為0. 30 W/ πι·Κ，體積電阻率3.0X104 — · m，相對(duì)介電常數(shù)3.3Χ10_3，均明顯優(yōu)于常規(guī)桐馬酸
酐-環(huán)氧型粘合劑(導(dǎo)熱系數(shù)為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5 X ΙΟ14。· m，
3. 8-4. OX IO-3)ο實(shí)施例12
上述實(shí)施例所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，先合成常規(guī)粘合劑。(2)使用三組分α -Α1203、ΒΝ、微孔形SiO2為導(dǎo)熱填料，首先使用3_氨丙基三乙氧基硅烷對(duì)BN進(jìn)行表面處理，將經(jīng)干燥處理的納米二氧化硅15g，3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0. 9g及150ml無水乙醇在60°C下攪拌并進(jìn)行間歇式超聲，冷凝回流反應(yīng)0.5小時(shí)后結(jié)束，將反應(yīng)后的納米粉體經(jīng)過無水乙醇洗滌，然后在普通烘箱中干燥5小時(shí)后取出， 用研缽研磨后放入干燥器中備用。將56. 80g未經(jīng)表面處理0^1203、0.588微孔形5102及 3. 083g經(jīng)過表面改性的BN，置于110°C烘箱干燥2小時(shí)，期間每隔1小時(shí)研磨一次，取出備用。(3)將220g固含量為90wt%的粘合劑加入分散機(jī)罐體，同時(shí)加入3. 44g 3_縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌2小時(shí)，將備用的56. 80g α -A1203、0. 58g微孔形SiO2及3. 083g經(jīng)過表面改性的BN同時(shí)加入罐體，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌2小時(shí)，分散方式改為球磨，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨2小時(shí)，同時(shí)加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調(diào)整為80wt%，繼續(xù)在4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1小時(shí)，經(jīng)60 目濾網(wǎng)過濾，出料封存。(4)按實(shí)施例1中步驟(4)進(jìn)行固化反應(yīng)。采用本方法制備的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.32 W/ !!! 1(，體積電阻率4.2\1014^ · m，相對(duì)介電常數(shù)3. IX 10_3，均明顯優(yōu)于常規(guī)桐馬酸
酐-環(huán)氧型粘合劑(導(dǎo)熱系數(shù)為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5X IC · m,3. 8-4. OX IO-3)ο實(shí)施例13
上述實(shí)施例所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，先合成常規(guī)粘合劑，然后，進(jìn)行下述步驟
使用單一組分BN為導(dǎo)熱填料，首先使用3-氨丙基三乙氧基硅烷對(duì)BN進(jìn)行表面處理， 將經(jīng)干燥處理的納米二氧化硅30g，3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷1. 8g及300ml無水乙醇在60°C下攪拌并進(jìn)行間歇式超聲，冷凝回流反應(yīng)0.5小時(shí)后結(jié)束，將反應(yīng)后的納米粉體經(jīng)過無水乙醇洗滌，然后在普通烘箱中干燥5小時(shí)后取出，用研缽研磨后放入干燥器中備用。將19. 59g經(jīng)表面改性的BN置于110°C烘箱干燥2小時(shí)，期間每隔1小時(shí)研磨一次，取出備用。將220g固含量為90wt%的粘合劑與經(jīng)過表面改性的19. 59gBN加入分散機(jī)罐體，， 在4000r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌2小時(shí)，分散方式改為球磨，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨2 小時(shí)，同時(shí)加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調(diào)整為80wt%，繼續(xù)在4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1小時(shí)，經(jīng)60目濾網(wǎng)過濾，出料封存。按實(shí)施例1進(jìn)行固化反應(yīng)。采用本方法制備的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.31 W/ πι·Κ，體積電阻率4.4X1014 Ω · m，相對(duì)介電常數(shù)2.8Χ10_3，均明顯優(yōu)于常規(guī)桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑(導(dǎo)熱系數(shù)為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5X IO14 Ω · m， 3. 8-4. OX IO-3)ο實(shí)施例14:
上述實(shí)施例所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，先合成常規(guī)粘合劑。使用兩組分α -Al2O3、微孔形SW2為導(dǎo)熱填料。將47. 87g未經(jīng)表面處理α -Al2O3^ 5. 745g微孔形SiO2，置于110°C烘箱干燥2小時(shí)，期間每隔1小時(shí)研磨一次，取出備用。將220g固含量為90wt%的粘合劑加入分散機(jī)罐體，同時(shí)加入3. 22g 3_縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌2小時(shí)，將備用的47. 87g α -Al203、5. 745g微孔型SW2同時(shí)加入罐體，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌2小時(shí)，分散方式改為球磨，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨2小時(shí)，同時(shí)加入甲苯、丙酮各13. 75g，將固含量調(diào)整為80wt%，繼續(xù)在4000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1小時(shí)，經(jīng)60目濾網(wǎng)過濾，出料封存。按實(shí)施例1中步驟(4)進(jìn)行固化反應(yīng)。采用本方法制備的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.27W/ m· K，體積電阻率3. IXlO14 · m，相對(duì)介電常數(shù)3.2X10_3，均明顯優(yōu)于常規(guī)桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑(導(dǎo)熱系數(shù)為0. 18-0. 21 W/m· K，體積電阻率2. 0-2. 5X 1014」· m，
3. 8-4. OX IO-3)ο實(shí)施例15
一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，該粘合劑采用上述的方法制備。
權(quán)利要求
1.一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是該方法包括四步 第一步合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑，第二步選擇導(dǎo)熱填料及高導(dǎo)熱粘合劑制備方法，第三步導(dǎo)熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，于85-180°C先后經(jīng)歷抽真空，逐步升溫，恒溫固化的步驟，得到相應(yīng)電氣性能導(dǎo)熱性能的粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是 第一步所述的合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑是將質(zhì)量份數(shù)為30-35%桐油加入反應(yīng)裝置中，除去桐油中的水分，加入質(zhì)量份數(shù)為6-10%的順丁稀二酸酐反應(yīng)生成桐油酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為9-14%的雙馬來酰亞胺反應(yīng)生成桐馬酸酐，加入質(zhì)量份數(shù)為30-35%的環(huán)氧樹脂 E-44，加入質(zhì)量份數(shù)為0. 01-0. 05%的對(duì)苯二酚，加入質(zhì)量份數(shù)為0. 1°/Γθ. 5%的環(huán)氧固化促進(jìn)劑合成桐馬酸酐-環(huán)氧型粘合劑，反應(yīng)溫度為100-130°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-2小時(shí)、再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯和質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮作為溶劑調(diào)整固體含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是 采用減壓蒸餾裝置除去桐油中的水分，反應(yīng)溫度為80-110°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-0. 75小時(shí)； 加入質(zhì)量份數(shù)為6-10%順丁稀二酸酐后，采用回流裝置反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80-170°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-3小時(shí)；加入質(zhì)量份數(shù)為9-14%的雙馬來酰亞胺后，反應(yīng)溫度為120-150°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 15-0. 75小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是 所述的反應(yīng)溫度為100-130°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 25-2小時(shí)、再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯和質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮作為溶劑調(diào)整固體含量變更為加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的甲苯，在 100-130°C下與粘合劑混合均勻，混合時(shí)間為0. 1-0. 5小時(shí)，再加入質(zhì)量份數(shù)為5-10%的丙酮，在50-80°C下與粘合劑混合均勻，混合時(shí)間為0. 1-0. 5小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是所述的第二步導(dǎo)熱填料中，選擇納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或納米氮化硼或微米氮化硼粉體或以上兩種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份，采用溶液共混法制備高導(dǎo)熱粘合劑； 所述的納米三氧化二鋁細(xì)分為α相或Y相兩種晶型，所述的納米二氧化硅細(xì)為球形或微孔形，所述的微米氮化硼粉體為同種粒徑納米氮化硼或兩種不同粒徑的微米氮化硼粉體混合體，所述的納米氮化鋁為廠家改性氮化鋁或自改性氮化鋁；采用溶液共混法制備高導(dǎo)熱粘合劑的過程中，采用填料組份一種或幾種填充粘合劑，使用前置于110°C烘箱干燥0. 5-5 小時(shí)，期間研磨2-3次，取出備用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是所述的第三步導(dǎo)熱填料的預(yù)處理中，所述的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10% ；將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或微米氮化硼粉體或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份1，先將硅烷偶聯(lián)劑1一10%和合成常規(guī)粘合劑70—8096，合成常規(guī)粘合劑占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)充分分散，再加入未經(jīng)表面處理的填料組份粉體，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中；所述的硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，再將未經(jīng)表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是所述的第三步導(dǎo)熱填料的預(yù)處理中，所述的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的1%_10%;將納米三氧化二鋁或納米二氧化硅或納米氮化鋁或以上兩幾種物質(zhì)的混合物或以上三種物質(zhì)的混合物或具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的晶須作為導(dǎo)熱填料的填料組份2，先利用硅烷偶聯(lián)劑氮化硼填料粉體進(jìn)行表面改性，再將硅烷偶聯(lián)劑與粘合劑充分分散，同時(shí)加入氮化硼填料與未經(jīng)表面處理的填料組份粉體2，經(jīng)過高速分散與球磨的步驟使填料組份粉體分散于粘合劑中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的重量為填料組份1的粉體重量的 1%-10% ；所述的填料組份粉體的表面改性，反應(yīng)溫度為25-150°C，超聲攪拌時(shí)間為0. 5-5小時(shí)，將硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，填料組份2的粉體與未經(jīng)表面處理的填料組份2的粉體同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法，其特征是 所述的硅烷偶聯(lián)劑與桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑同時(shí)加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，再將未經(jīng)表面處理的填料組份1的粉體加入罐體，進(jìn)行高速攪拌，分散時(shí)間為0. 5-3小時(shí)，采用球磨分散方式，分散時(shí)間為1-6小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法， 其特征是所述的第四步的粘合劑的固化工藝中，首先對(duì)粘合劑進(jìn)行抽真空除溶劑處理，真空度為0. 025-0. IMPa，溫度為85_120°C，時(shí)間為0. 25-3小時(shí)，然后放氣，進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)溫度85-180°C，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-15小時(shí)。
10.一種粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑，其特征是該粘合劑采用權(quán)利要求1-10 的方法制備。
全文摘要
粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑的制備方法。目前，我國(guó)汽輪發(fā)電機(jī)在向高壓大容量發(fā)展，而空冷發(fā)電機(jī)與傳統(tǒng)的水、氫冷電機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、安全可靠、便于維護(hù)等許多優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多的用戶青睞。本發(fā)明包括四步第一步合成桐馬酸酐-環(huán)氧型常規(guī)粘合劑，第二步選擇導(dǎo)熱填料及高導(dǎo)熱粘合劑制備方法，第三步導(dǎo)熱填料的表面處理與分散，第四步將粘合劑放入真空烘箱中，于85-180℃先后經(jīng)歷抽真空，逐步升溫，恒溫固化的步驟，得到相應(yīng)電氣性能導(dǎo)熱性能的粘合劑。本發(fā)明用于制備粉體填充型高導(dǎo)熱云母帶用粘合劑。
文檔編號(hào)C09J163/00GK102337097SQ20111018289
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者劉立柱, 楊旭, 王誠(chéng), 翁凌, 趙超亮, 金鎮(zhèn)鎬 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)