高导热无溶剂绝缘漆的开发及性能研究

在环氧改性不饱和聚酯树脂中添加无机氧化物导热材料可提高绝缘漆的导热性能.研究了填料粒径、表面改性对绝缘漆沉降的影响,以及不同填料含量对绝缘漆导热系数、黏度的影响,在此研究基础上制备了高导热无溶剂绝缘漆并对其性能进行了表征.结果表明:对填料进行表面改性可以降低其沉降速度;当填料含量为40％时,绝缘漆的黏度为72 s,导热系数达到0.46 W/(m·K),40℃下静置6天无沉降,具有很好的实际应用价值.     

新型电力电子器件封装用导热胶粘剂的研究

通过在环氧树脂中加入不同量的具有高导热系数的填料（氧化铝、氮化铝、碳化硅）,并研究加入填料后环氧树脂的导热性能随填料填充体积分数的变化规律,研制出了具有高导热能力的新型导热胶粘剂。     

电子封装用复合导热绝缘环氧胶粘剂的研制

以环氧树脂E-44为基体,通过加入不同量和种类的导热绝缘填料氮化硅、氮化硼、氧化铝、碳化硅来调节胶粘剂的导热性能,通过加入不同量的增塑剂来调节胶粘剂的粘度和韧性以适应于工业化涂布生产.重点研究了胶粘剂的粘度、导热性等性能与配方之间的关系,确定了一种适合于工艺生产、综合性能良好的电子封装用导热绝缘环氧胶粘剂.当复合填料中氮化硅、氧化铝、氮化硼的质量分数分别为环氧树脂基体的25%、25%、10%时,体系的导热率最高为2.66W/m·K,为纯环氧树脂基体的11.6倍.     

氧化铝粒子填充环氧基复合材料导热性能的研究

以Al_2O_3为导热填料制备了填充型环氧基复合材料,研究了其导热系数与氧化铝粉体的填充量、粒径和形状之间的关系。结果表明:复合材料的导热系数随着氧化铝填充量的增加而增大,当氧化铝填充量较低时,导热系数随填料粒径的增加而增大;当氧化铝填充量较高时,导热系数随填料粒径的增加而减小。通过复配填充的方法最终获得了导热系数大于1.10 W/(m·K)且黏度适宜的环氧基复合材料。     

填料在高导热绝缘漆中分散工艺研究

通过添加具有导热功能的氧化铝(Al2O3)、氮化铝(Al N)和二氧化硅(Si O2)等填料制备了环氧改性不饱和聚酯导热绝缘漆。使用热导率测试仪、高阻计、FTIR、SEM等研究了填料的种类、含量、分散工艺等因素对绝缘漆的分散性能、导热性能、电绝缘性能等的影响。结果表明:采用砂磨机搅拌分散方式时,填料在绝缘漆中的分散及防沉降效果最理想;添加导热填料可以改善绝缘漆的导热性能,且对绝缘漆的电性能影响不大,其中Al N/Al2O3(纳米)混合填料对绝缘漆的导热性能提高最明显。     

微纳多级氧化铝/环氧复合材料的性能研究

单一类型的氧化铝填料在复合材料中通常会出现界面粘合性差或者分散性差的问题,影响材料的导热性能。为了克服这些问题,制备了一种具有微纳多级氧化铝包覆结构的杂化填料(micro@nano-Al_2O_3)。首先通过带有氨基和环氧基封端的硅烷偶联剂对两种尺寸的氧化铝(micro-Al_2O_3和nano-Al_2O_3)进行表面改性,然后通过化学交联实现包覆效果,并与环氧树脂混合制备了环氧复合材料。结果表明:对于填料体积分数为70%的环氧复合材料,当nano-Al_2O_3与micro-Al_2O_3的体积比为1∶5时,填充micro@nano-Al_2O_3的复合材料导热系数达到最高值2.20 W/(m·K),比仅填充纯micro-Al_2O_3和纯nano-Al_2O_3的复合材料分别提升了18.6%和23.0%,比填充相同含量未改性氧化铝(micronano-Al_2O_3)的复合材料提升了12.3%。此外,该复合材料还保持了良好的介电性能和热稳定性。     

无卤阻燃导热绝缘漆的制备与研究

在不饱和聚酯绝缘漆中添加自制无卤阻燃树脂和导热填料,制备出一种无卤阻燃的导热绝缘漆。通过对粘结力和氧指数的综合实验,确定阻燃树脂的加入量为10%。当阻燃树脂添加量为10%,无机填料添加量为40%时,绝缘漆的阻燃性能达到UL94 V-0级,导热系数达到0.40 W/(m·K)。用该阻燃绝缘漆浸渍微波炉变压器(BWL-700A-28),变压器的工作温升从180 K降低至160 K以下。     

高强度导热三元乙丙橡胶复合材料的性能研究

通过多尺度氧化铝、纳米氧化锌单一填料填充以及两者复合填充三元乙丙橡胶,研究导热填料对三元乙丙橡胶复合材料拉伸强度和导热系数的影响,制备具有较高力学性能的三元乙丙橡胶导热复合材料,并测试了其绝缘性能.结果表明:使用多尺度氧化铝、纳米氧化锌复配填充,且两者的填充量均为200份时,得到的复合材料导热系数达1.16 W/(m·K),拉伸强度达5.01 MPa,撕裂强度达21.12 N/mm.     

耐高压绝缘材料的研究现状及进展

从高导热、耐高温、环保型、纳米颗粒改性等方面对国内外耐高压绝缘材料的研究现状和进展进行了综述。高导热、耐高温绝缘材料方面国外多家知名公司保持着领先优势,国内虽取得较多的成果,其产品仅适用于中小型高温电机,不能满足高压大电机的使用要求。环保型绝缘材料方面,通过提高绝缘漆中的固体含量和降低粘度,减少有毒溶剂的含量,或用无毒溶剂及水代替,以达到环保要求。生物可降解绝缘材料及环境降解绝缘材料的可行性方面也进行了探索性试验。利用无机纳米粒子改性电气绝缘材料,不但能大幅度提高绝缘材料耐压和耐电晕等方面的性能,还提高了电机的使用寿命。     

偶联剂协同低温等离子体的复合材料氧化铝填料表面改性

环氧树脂广泛应用在电机绝缘领域,向树脂中添加微米氧化铝可以减缓绝缘老化的侵蚀,为了进一步提升氧化铝/环氧树脂复合材料电气性能,本文引入偶联剂协同低温等离子体复合改性方法对氧化铝填料进行表面处理。将偶联剂包覆改性后的微米氧化铝置于重复脉冲低温等离子体中分别进行0~9min表面改性处理,其次将氧化铝掺杂进环氧树脂中制备复合材料。观测氧化铝填料外表的形貌、官能团及结构变化,对复合材料局部放电起始电压进行测试分析。结果表明,偶联剂和低温等离子体复合改性能有效提升氧化铝填料表面活性官能团的含量,为氧化铝与树脂基体的紧密键合提供了基础,进而提升了氧化铝/环氧树脂复合材料的电气性能。在复合改性中等离子体处理时间为3min时,氧化铝填料表面含氧基团的含量相对于单一偶联剂改性增长了3.32%,表面偶联剂的接枝率提升了24.5%,复合材料的电气性能提升了7.9%。     

高导热复合基绝缘层压板的研制

分别采用玻璃纤维布与玻璃纤维纸浸渍环氧树脂,并加入导热填料Al2O3,制成半固化片,采用复合基CEM-3的配料结构即上下表层用两张玻纤布半固化片、中间层用数张玻纤纸半固化片,利用真空层压方法制备出高导热复合基绝缘层压板,其导热系数达到1.5 W/(m.K),具有较高的性价比。     

微米氮化硼-纳米氧化铝复合环氧材料的导热与绝缘特性

环氧树脂(epoxy resin, EP)以其粘附力强、绝缘性能好等优点,在电气领域中得到广泛应用。但环氧树脂的低热导率限制其在器件中的使用,尤其在高频条件下。文中通过多巴胺改性微米氮化硼和纳米氧化铝,将制备的微纳米二元填料填充环氧树脂,研究环氧树脂复合材料的导热性能和电气绝缘性能。结果表明,质量分数22.5%BN和7.5%Al2O3环氧树脂复合材料的导热系数可以达到1.35 W/(m·K),相比于纯EP增加了812.5%,而介电损耗维持在较低水平。高频击穿实验结果展示出复合材料击穿时间明显提高,比纯环氧树脂提高了387%。该种方法制备所得的环氧树脂复合材料,具有热导率高、介电损耗低、高频击穿强度大等优点,为开发适用于高频电力电子器件的导热绝缘材料提供参考。     

高导热耐高温环氧灌封树脂在低压电机上的应用研究

为提高电机绝缘结构的导热性能和耐环境性能,本研究针对某高导热耐高温环氧灌封树脂的常规性能、耐热性能、导热性能及耐环境性能等进行了分析,并制作样机,对其在低压电机上的应用性能进行测试.结果表明:该高导热环氧灌封树脂具有优异的力学性能和电气性能,导热系数为1.18 W/(m·K),温度指数达到187.5℃,具有优异的耐低温及冷热冲击性能,且与漆包线具有良好的相容性.高导热绝缘树脂的应用可有效提升电机绝缘系统的导热性能,在相同条件下使电机温升比使用普通耐高温绝缘漆的电机下降了20.7℃.同时,相对于真空压力浸漆工艺,通过真空灌封工艺制作的电机绝缘结构整体性更优,且避免了槽口挂漆量较低的缺点,具有更优的电气性能和防潮性能.     

环氧树脂/氧化铝导热复合材料的结构设计和制备

采用浇注成型制备环氧树脂/氧化铝(EP/Al2O3)导热复合材料。研究了Al2O3用量和偶联剂处理对复合材料导热性能和力学性能影响。结果表明,复合材料的导热系数随Al2O3用量的增加而增加,当Al2O3质量分数为50%时,复合材料的导热系数达到0.68 W/(m.K);弯曲强度和冲击强度则随Al2O3用量的增加先增加后降低,当Al2O3质量分数为5%时,复合材料力学性能达到最佳,表面改性使复合材料导热性能和力学性能得到进一步提高。复合材料导热率的实验结果与Maxwell_Eucken模型较吻合,但Maxwell_Eucken模型只适用于低填充情况。     

纳米复合高导热绝缘材料及其绝缘结构研究

通过异丙醇水溶液的冻融循环结合球磨工艺制备了h-BNNSs,采用微波等离子体对h-BNNSs表面进行功能化处理得到AF-BNNSs,并与甲基丙烯酸反应制备了Vi-BNNSs单体。利用此单体与纳米SiO_2杂化的乙烯基有机硅改性环氧树脂复配制备了纳米改性高导热绝缘漆;利用AF-BNNSs与有机化蒙脱土(OMMT)改性环氧树脂复合制备了一种纳米改性少胶带胶黏剂,并用该胶黏剂制备了一种纳米改性高导热少胶云母带。通过SEM、TEM、HRTEM、AFM等测试手段对h-BNNSs进行了表征,并对纳米改性高导热绝缘漆、纳米改性高导热少胶云母带及由此组合形成的绝缘结构进行了性能测试。结果表明:制备的h-BNNSs具有单层或少层的结构;由功能化h-BNNSs制备的导热绝缘材料及其组成的绝缘系统基本符合6 kV级高压电机的技术要求。     

可应用于带电作业装备防护的高导热绝缘复合材料的制备

高分子基体与高导热填料复合的导热绝缘复合材料是解决带电作业机器人等机械设备绝缘防护、电子电气设备散热问题的良好解决方案.本研究采用硅烷偶联剂KH550对微米级氧化铝(A12O3)表面进行修饰,混合高导热的碳纳米管(CNT)作为导热填料,选用耐受温度范围广和耐腐蚀的硅橡胶(SR)作为高分子基体,制备了硅橡胶复合材料,并对其性能进行测试.结果表明:A1203/CNT混合填料总含量在10％,CNT占比为0.3％时,SR复合材料的热导率高达0.268 W/(m·K),相比SR提升了103.1％,体积电阻率为10.5x1012 Ω·cm,相对介电常数几乎不变,邵氏A硬度和杨氏模量略微增大.     

国内文摘与专利

正新型高导热绝缘包覆母排材料的制备及性能/王国刚;窦润涛;赵悦菊;等/材料科学与工程学报,2016(5)以甲基乙烯基硅橡胶为基体,氧化铝为导热填料制备了一种高导热绝缘包覆母排材料,并对其力学性能、热导率、形貌和介电性能进行了测定。研究表明,随着氧化铝含量的增加,导热性能和力学性能相应提高,介电损耗升高,介电强度下降;小粒径填充的导热材料性能比大粒径填充的导热材料性能好;硅烷偶联剂及表面处理方式对导热材料性能有一定     

环氧液晶接枝氧化铝/环氧树脂复合材料的制备与热性能

将支化环氧液晶接枝到氧化铝纳米颗粒表面,再将其加入到环氧树脂中制备成复合材料,并对环氧液晶接枝氧化铝/环氧树脂复合材料的热性能进行研究。结果表明:加入环氧液晶接枝氧化铝纳米颗粒后,环氧树脂复合材料的导热系数从纯环氧树脂的0.16 W/(m·K)提高到BLCE-g-Al2O3含量为30%时的0.238 W/(m·K),增加了48.75%;复合材料的初始储能模量比纯环氧树脂的初始储能模量提高了181 MPa,玻璃化转变温度提高了24℃。随着Al2O3填充量的增加,复合材料的热膨胀系数逐渐减小。     

泡沫陶瓷多孔介质有效导热特性研究

利用稳态平面热源法对泡沫陶瓷多孔介质的有效导热性能进行试验研究。以高空隙率的碳化硅和氧化铝泡沫陶瓷为对象,在分析温度对泡沫陶瓷有效导热系数影响的基础上,给出了多孔介质当量孔径变化对泡沫陶瓷有效导热系数的影响变化规律。指出随着温度的升高,碳化硅和氧化铝泡沫陶瓷有效导热系数均是先略有减小,随后再逐渐增加;在空隙率一定的条件下,随着多孔介质当量孔径孔逐渐减小(孔密度增加),有效导热系数先是略有减小,随后逐渐增加;与温度影响相比,泡沫陶瓷孔径变化影响相对较小。     

AlN@Al2O3/环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究

采用水解法制备核壳结构的AlN@Al2O3,采用硅烷偶联剂KH560对其进行表面修饰,并作为导热填料制备了AlN@Al2O3/环氧树脂复合材料。研究AlN@Al2O3粉体含量对环氧树脂复合材料导热性能、热稳定性及其他性能的影响。结果表明:AlN@Al2O3粉体能够均匀地分散于环氧树脂体系中;随着AlN@Al2O3含量的增加,复合材料的导热性能逐渐提高,当AlN@Al2O3质量分数达到50%时,复合材料的导热系数为1.89W/(m·K),是纯环氧树脂导热系数的11.1倍,且复合材料在较长的使用时间内仍能保持较好的导热性能;随着AlN@Al2O3含量的增加,复合材料的热分解温度及玻璃化转变温度均呈现出升高的趋势,当AlN@Al2O3质量分数达到50%时,复合材料失重10%时的温度达到最高值398.88℃,玻璃化转变温度达到147.74℃。