一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及绝缘材料与特种纸工业交叉技术领域，具体涉及一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法，按照重量份数计，所述的芳纶绝缘纸基材料包括常规间位芳纶短切纤维0

【技术实现步骤摘要】
一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法，属于绝缘材料与特种纸工业交叉


技术介绍

[0002]借助于国家政策的支持与财政补贴，我国新能源车用电机得到了快速发展。国内很多高校、研究机构、汽车生产商相继投入到新能源汽车电机的研发中，并且取得了一定成果。随着人们对汽车的节能、环保、安全以及稳定性、高续航等性能要求不断提高，驱动电机也不断向小型化、高功率、轻量化方向转变。绝缘材料作为驱动电机的重要组成部分，对电机性能提升起到决定性作用，因此机械强度高，绝缘性能好，导热性能优异绝缘材料是未来驱动电机用绝缘材料的必然发展趋势。
[0003]芳纶纸是以芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维为原料，采用现代湿法抄造工艺制备而成。具有机械强度高、绝缘性能好、耐高温、本质阻燃等特点，因此芳纶纸及其复合材料是新能源汽车电机绝缘领域的理想材料。常规芳纶短切纤维表面比较光滑，在纸张抄造过程中与沉析纤维结合不紧密，造成纸基材料撕裂强度低。因此传统芳纶纸在应用过程尤其是在用于插槽部位绝缘时存在导热性能差，边缘易开裂等问题，造成驱动电机温升过高，局部绝缘层破坏最终导致驱动电机绝缘系统失效。为了避免此类问题的发生，必须对芳纶纸的撕裂强度与导热性能进行优化改进。
[0004]专利CN207765231U公布了一种用于新能源汽车电机的H级绝缘材料制备方法，该绝缘材料是由芳纶纸、聚酯薄膜以及无机
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有机混抄纸多层复合而成，具有优异的绝缘性能和抗撕裂性能，但是此材料为多层复合材料，层与层之间存在界面效应，热传递较慢，导热率低，过高的温度富集又会导致材料分层最后造成绝缘层失效。专利CN109098043A公开了硅树脂涂层芳纶纸及其制造方法，将芳纶纸与硅树脂涂层由粘结剂粘结制得多层复合芳纶绝缘材料。因为该材料表层为环氧改性有机硅树脂，因此具有良好的耐候性和绝缘性能，但相对于芳纶纸，环氧树脂柔韧性差，加工工艺性差，不适用于能源汽车电机槽绝缘，因此开发一种适用于新能源汽车电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料具有重要的价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法，所述的芳纶绝缘纸基材料不仅具有传统芳纶纸优异的绝缘性能、耐高温以及阻燃性能，还进一步提高了芳纶纸的撕裂强度和导热性能，可以解决现有芳纶纸导热率低，槽底边缘易撕裂等问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料，所述的芳纶绝缘纸基材料包括异形间位芳纶短切纤维、间位芳纶沉析纤维和高导热填料。
[0007]进一步的，按照重量份数计，所述的芳纶绝缘纸基材料包括常规间位芳纶短切纤
维0
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30份、异形间位芳纶短切纤维20
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50份、间位芳纶沉析纤维20
‑
50份和高导热填料10
‑
40份。
[0008]进一步的，所述的高导热填料为氧化铝、氧化硅、氮化硼中的一种或几种复配组合。
[0009]进一步的，所述的高导热填料的粒径为20
‑
100μm。
[0010]本专利技术还公开了所述电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：S1、将间苯二甲酰氯与间苯二胺等摩尔比加入到聚合溶剂中进行聚合反应，然后加入氧化钙，中和聚合液中的盐酸，经过滤得到间位芳纶聚合液；S2、将步骤S1制备的间位芳纶聚合液采用湿法纺丝工艺，经喷丝板喷丝，高温凝固浴，室温凝固浴，水洗，烘干，热牵伸，卷曲及切断工序，制得异形间位芳纶短切纤维；S3、取绝干的常规间位芳纶短切纤维和步骤S2制备的异形间位芳纶短切纤维，加入分散剂进行第一次疏解分散；然后加入间位芳纶沉析纤维进行第二次疏解分散得到间位芳纶纤维浆料；S4、将步骤S3制得的间位芳纶纤维浆料中加入高导热填料，然后加水调节浆料浓度并进行第三次疏解分散得到混杂纤维浆料；S5、将步骤S4制得的混杂纤维浆料采用湿法分层复合抄造工艺经脱水成型、压榨、烘干得到芳纶绝缘纸基材料原纸；S6、将步骤S5制得的芳纶绝缘纸基材料原纸经高温压光整饰即得到所述的电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料。
[0011]进一步的，步骤S1中，所述的聚合溶剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺和N，N
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二甲基乙酰胺中的一种或两种组合。
[0012]进一步的，步骤S2中，所述喷丝板喷丝操作的喷丝孔形状为扇形、腰果形或梨形；所述高温凝固浴和室温凝固浴为10%
‑
70%的DMAc水溶液，所述高温凝固浴的温度为40
‑
80℃；高温凝固浴的处理，可以降低纤维结晶速度，提高纤维结晶均一性，从而提升纤维强度和稳定性。
[0013]所述热牵伸的温度为180~300℃；步骤S2制得的异形间位芳纶短切纤维的异形度为10%
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50%，纤度为1.0
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2.5D。
[0014]进一步的，步骤S3中，所述的分散剂为聚丙烯酰胺、聚乙二醇辛基苯基醚、聚甲基丙烯酸、聚氧化乙烯和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种组合；分散剂用量为常规间位芳纶短切纤维和异形间位芳纶短切纤维绝干质量和的0.5%
‑
1.3%。
[0015]进一步的，步骤S4中，加水调节后混杂浆料最终浓度为0.06%
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0.1%。
[0016]进一步的，步骤S5中，烘干温度为80
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120℃；步骤S6中，所述高温压光过程中，压光温度为250
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330℃，压光线压力为190
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300N/mm，压光辊车速为10
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15m/min。
[0017]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术所述电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法中，通过加入异形间位芳纶短切纤维，纺丝工艺的优化提高了纤维的机械强度，短切纤维异形化增加了纤维的
比表面积，提升了间位芳纶短切纤维和间位芳纶沉析纤维的界面结合强度，提高纸张撕裂强度。
[0018]（2）本专利技术所述电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法中，在纸张抄造过程中通过浆内添工艺使高导热填料均匀分散在芳纶纸三维网状结构中，从而提高纸基材料的导热率，通过本专利技术方法制得的芳纶绝缘纸基材料不仅具有传统芳纶纸优异的绝缘性能、耐高温以及阻燃性能，还进一步提高了芳纶纸的撕裂强度和导热性能，可以解决现有芳纶纸导热率低，槽底边缘易撕裂等问题。
[0019]（3）本专利技术所述电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料及制备方法中，在间位芳纶纤维浆料中加入高导热填料，可以使最终芳纶绝缘纸基材料产品具有较高强度，又能确保芳纶绝缘纸基材料产品具有很好的导热性，如果将高导热填料加入到纺丝工艺中，则会导致异形间位芳纶短切纤维的强度下降，最终影响芳纶绝缘纸基材料产品的强度，如果为了保证强度，减少了高导热填料的加入量，则会导致芳纶绝缘纸基材料产品的导热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料，其特征在于，所述的芳纶绝缘纸基材料包括异形间位芳纶短切纤维、间位芳纶沉析纤维和高导热填料。2.根据权利要求1所述一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料，其特征在于，按照重量份数计，所述的芳纶绝缘纸基材料包括常规间位芳纶短切纤维0
‑
30份、异形间位芳纶短切纤维20
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50份、间位芳纶沉析纤维20
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50份和高导热填料10
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40份。3.根据权利要求1所述一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料，其特征在于，所述的高导热填料为氧化铝、氧化硅、氮化硼中的一种或几种复配组合。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料，其特征在于，所述的高导热填料的粒径为20
‑
100μm。5.一种根据权利要求1
‑
4任意一项所述一种电机槽绝缘用芳纶绝缘纸基材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：S1、将间苯二甲酰氯与间苯二胺等摩尔比加入到聚合溶剂中进行聚合反应，然后加入氧化钙，中和聚合液中的盐酸，经过滤得到间位芳纶聚合液；S2、将步骤S1制备的间位芳纶聚合液采用湿法纺丝工艺，经喷丝板喷丝，高温凝固浴，室温凝固浴，水洗，烘干，热牵伸，卷曲及切断工序，制得异形间位芳纶短切纤维；S3、取绝干的常规间位芳纶短切纤维和步骤S2制备的异形间位芳纶短切纤维，加入分散剂进行第一次疏解分散；然后加入间位芳纶沉析纤维进行第二次疏解分散得到间位芳纶纤维浆料；S4、将步骤S3制得的间位芳纶纤维浆料中加入高导热填料，然后加水调节浆料浓度并进行第三次疏解分散得到混杂纤维浆料；S5、将步骤S4制得的混杂纤维浆料采用湿法分层复合抄造工艺经脱水成型、压榨、烘干得到芳纶绝缘纸基材料原纸；S6、将步骤S5制得的芳纶绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉阳，张峻华，孙静，刘萍，郭晓彤，车元勋，李明涛，
申请(专利权)人：烟台民士达特种纸业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：