CN120209273A 一種電工裝備用高性能樹脂、薄膜、制備方法及電力設(shè)備_第1頁
CN120209273A 一種電工裝備用高性能樹脂、薄膜、制備方法及電力設(shè)備_第2頁
CN120209273A 一種電工裝備用高性能樹脂、薄膜、制備方法及電力設(shè)備_第3頁
CN120209273A 一種電工裝備用高性能樹脂、薄膜、制備方法及電力設(shè)備_第4頁
CN120209273A 一種電工裝備用高性能樹脂、薄膜、制備方法及電力設(shè)備_第5頁
已閱讀5頁,還剩21頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(43)申請公布日2025.06.27(21)申請?zhí)?02510694262.0(22)申請日2025.05.2815號韓鈺限公司11271專利代理師李永海陳華瑩H01B3/30(2006.01)為聚合單體,通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和拉膜工藝優(yōu)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括優(yōu)化控制反應(yīng)工藝和在二元備的薄膜吸水率低于0.5%,交流擊穿場強(qiáng)大于200kV/mm,直流擊穿場強(qiáng)大于550kV/mm,耐熱溫21.一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述樹脂通過二元酸和二元醇聚合反應(yīng)所采用的二元羧酸含有芳香環(huán)以及不飽和雙鍵結(jié)構(gòu);所采用的二元醇含有多元環(huán)或長鏈結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述聚合反應(yīng)為縮合3.如權(quán)利要求1所述的一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述樹脂的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或組合。4.如權(quán)利要求1所述的一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述樹脂的紫外線吸收劑包括苯并三唑類紫外線吸收劑、二苯甲酮類紫外線吸收劑中的一種或組合。5.如權(quán)利要求3所述的一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述抗氧劑的添加量占樹脂及其衍生物總質(zhì)量的0.05%-2%。6.如權(quán)利要求4所述的一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述紫外線吸收劑的添加量占樹脂及其衍生物總質(zhì)量的0.05%-3%。7.如權(quán)利要求1所述的一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述芳香族二醇,其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為A,-CH?n(OH)?,其中Ar代表苯環(huán)或其他芳香烴基,具體包括苯基(C?H?-)、荼8.如權(quán)利要求1所述的一種電工裝備用高性能樹脂,其特征在于,所述樹脂分子量分布9.一種電工裝備用高性能樹脂的制備方法,其特征在于,用于制備如權(quán)利要求1-8任一所述一種電工裝備用高性能樹脂,所述方法包括聚合反應(yīng),以醇類單體與羧酸類單體為原料,在預(yù)聚階段和縮聚階段,通過調(diào)節(jié)芳香族單體與脂肪族單體的比例和反應(yīng)條件以建立含環(huán)狀單體的剛性分子鏈、低活性酯鍵、以及高結(jié)晶度結(jié)構(gòu),控制樹脂結(jié)晶度于30%-40%,制得所述電工裝備用高性能樹脂。10.如權(quán)利要求9所述的一種電工裝備用高性能樹脂的制備方法,其特征在于,所述聚合反應(yīng)采用酯化-縮聚兩步法。11.如權(quán)利要求9所述的一種電工裝備用高性能樹脂的制備方法,其特征在于,所述預(yù)聚階段,以占羧酸類單體60%-80%的對苯二甲酸,復(fù)配10%-20%衣康酸、5%-15%馬來酸酐;醇類單體中乙二醇占50%-70%,搭配20%-30%芳香醇、5%-15%環(huán)己醇;置于反應(yīng)釜中,加入0.1%-0.3%催化劑,在氮?dú)獗Wo(hù)下升溫至220-240℃,常壓反應(yīng)3-4小時,直至酸值降至50-80mgKOH/g,生成預(yù)聚產(chǎn)物。12.如權(quán)利要求11所述的一種電工裝備用高性能樹脂的制備方法,其特征在于,所述縮聚階段,將所述預(yù)聚產(chǎn)物升溫至260-280℃,逐步減壓至100-500Pa,加入0.05%-0.1%抗氧劑,反應(yīng)2-3小時,通過控制反應(yīng)時間和真空度調(diào)節(jié)分子量于20,000-30,000之間,降溫至200℃以下,出料得到改性聚酯樹脂。13.一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,其特征在于,所述薄膜采用如權(quán)利要求1-8任一所述一種電工裝備用高性能樹脂制備。3鑄片擠出:采用同向雙螺桿擠出機(jī),喂料段溫度控制在260-280℃,料筒各溫區(qū)溫度控制在280-288℃,模頭溫度控制在280-285℃;在模頭處添加1300-1500目濾網(wǎng),并縱向拉伸:將所述鑄片在臥式單向拉伸機(jī)上拉伸,預(yù)熱輥溫度控制在60-80℃,拉伸輥溫度設(shè)定在80-100℃,拉伸比控制在1.8-2.5;拉伸后通過溫度控制在68-90℃的退火輥進(jìn)橫向拉伸:將所述縱向拉伸薄膜在四角拉伸機(jī)上拉伸,拉伸溫度控制在溫時間為120-180s,拉伸速度為100-150mm/s,拉伸倍數(shù)控制在3.0-3.5,制得雙向拉伸薄后處理:將所述雙向拉伸薄膜在260-270℃進(jìn)行熱定型處理3-5min,之后冷卻、收卷,所述鑄片擠出步驟中,將樹脂及其衍生物與助劑在喂料前進(jìn)行預(yù)混合,預(yù)混合時間為10-16.一種電力設(shè)備,其特征在于使用如權(quán)利要求13所述的高性能樹脂薄膜作為絕緣部4一種電工裝備用高性能樹脂、薄膜、制備方法及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于塑料成型技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種電工裝備用方法及電力設(shè)備。背景技術(shù)[0002]在電工裝備中,絕緣材料的性能對設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。從發(fā)電設(shè)備、輸電線路到變電設(shè)備、用電終端,各個環(huán)節(jié)都離不開可靠的絕緣材料。傳統(tǒng)的絕緣薄膜,如PI(聚酰亞胺)、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜等,在電工裝備的不同應(yīng)用場景中暴露出諸多問題。PI薄膜雖具備優(yōu)異的耐熱性和絕緣性能,但高昂的成本使得其在大規(guī)模應(yīng)用時受到限制;PET薄膜則因較高的吸水率,在潮濕環(huán)境下絕緣性能顯著下降,影響電力設(shè)備的長期可靠性。[0003]為解決傳統(tǒng)絕緣薄膜的問題,行業(yè)內(nèi)積極探索新型材料及制備工藝。如專利CN202411181662.3提出一種用于電氣絕緣的高性能薄膜,通過在聚合物基體中添加特定的納米粒子來提高薄膜的絕緣性能和力學(xué)性能。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,納米粒子的分散均勻CN119177090A公開了一種具有高絕緣性能的復(fù)合薄膜及其制備方法,通過多層復(fù)合結(jié)構(gòu)來提升薄膜的綜合性能。但這種復(fù)合薄膜的制備過程涉及多道復(fù)雜工序,對設(shè)備和工藝控制要求極高,生產(chǎn)效率較低,且復(fù)合層之間的界面結(jié)合強(qiáng)度有限,在長期使用過程中可能出現(xiàn)分層現(xiàn)象,影響薄膜的整體性能。專利CN119775728A提出了一種聚對苯二甲酸丁二酯樹脂組合物及其制備方法,通過引入KL-E系列環(huán)氧官能化聚合物以及無鹵阻燃劑實(shí)現(xiàn)了材料擊穿強(qiáng)度的提高,但是采用該方法制備的樹脂只能制備高壓電纜絕緣層材料(毫米級厚度),難以做成微米級薄膜,擊穿場強(qiáng)只能達(dá)到40kV/mm,不能滿足其他領(lǐng)域的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容[0004]本發(fā)明的目的是致力于提供一種新型的電工裝備用高性能樹脂薄膜及其制備工藝。旨在克服現(xiàn)有絕緣薄膜成本高、性能缺陷以及制備工藝復(fù)雜等問題,制備出具備低吸水足電工裝備各領(lǐng)域?qū)^緣材料的迫切需求,推動電工裝備的高效穩(wěn)定發(fā)展。[0005]本發(fā)明的目的是采取下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種電工裝備用高性能樹脂,所述樹脂通過具有特定結(jié)構(gòu)的二元酸和二元醇聚合反應(yīng)生成;[0007]優(yōu)選的,所述特定結(jié)構(gòu)包括:所采用的二元羧酸含有芳香環(huán)以及不飽和雙鍵結(jié)構(gòu);所采用的二元醇含有多元環(huán)或長鏈結(jié)構(gòu),所述特定結(jié)構(gòu)可有效提升聚合物結(jié)構(gòu)中酯基的耐5水解特性并提高樹脂耐熱溫度。[0008]優(yōu)選的,所述樹脂的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或組合。[0009]優(yōu)選的,所述樹脂的紫外線吸收劑包括苯并三唑類紫外線吸收劑、二苯甲酮類紫外線吸收劑中的一種或組合。[0010]優(yōu)選的,所述抗氧劑的添加量占樹脂及其衍生物總質(zhì)量的0.05%-2%。[0011]優(yōu)選的,所述紫外線吸收劑的添加量占樹脂及其衍生物總質(zhì)量的0.05%-3%。[0012]優(yōu)選的,所述芳香族二醇,其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為A-CH?n(OH)?,其中A代表苯環(huán)或其[0013]優(yōu)選的,所述樹脂分子量分布為PDI≤4.0。[0014]基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種電工裝備用高性能樹脂的制備方法,用于制備如上文所述一種電工裝備用高性能樹脂,所述方法包括聚合反應(yīng),以醇類單體與羧酸類單體為原料,在預(yù)聚階段和縮聚階段,通過調(diào)節(jié)芳香族單體與脂肪族單體的比例和反應(yīng)條件以建立含環(huán)狀單體的剛性分子鏈、低活性酯鍵、以及高結(jié)晶度結(jié)構(gòu),控制樹脂結(jié)晶度于30%-40%,制得所述電工裝備用高性能樹脂。[0016]優(yōu)選的,所述預(yù)聚階段,以占羧酸類單體60%-80%的對苯二甲酸,復(fù)配10%-20%衣康酸、5%-15%馬來酸酐;醇類單體中乙二醇占50%-70%,搭配20%-30%芳香醇、5%-15%環(huán)己醇;置于反應(yīng)釜中,加入0.1%-0.3%催化劑,在氮?dú)獗Wo(hù)下升溫至220-240℃,常壓反應(yīng)3-4小時,直至酸值降至50-80mgKOH/g,生成預(yù)聚產(chǎn)物。[0017]優(yōu)選的,所述縮聚階段,將所述預(yù)聚產(chǎn)物升溫至260-280℃,逐步減壓至100-500Pa,加入0.05%-0.1%抗氧劑,反應(yīng)2-3小時,通過控制反應(yīng)時間和真空度調(diào)節(jié)分子量于20,000-30,000之間,降溫至200℃以下,出料得到改性聚酯樹脂。[0018]基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述薄膜采用如上文所述一種電工裝備用高性能樹脂制備。[0019]基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜的制備方法,用于制備如上文所述的一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述方法包括如下步驟:鑄片擠出:采用同向雙螺桿擠出機(jī),喂料段溫度控制在260-280℃,料筒各溫區(qū)溫度控制在280-288℃,模頭溫度控制在280-285℃;在模頭處添加1300-1500目濾網(wǎng),并設(shè)置排氣裝置;在模頭出口第一個牽引輥處施加10-20kV靜電吸附電壓,制備鑄片;縱向拉伸:將所述鑄片在臥式單向拉伸機(jī)上拉伸,預(yù)熱輥溫度控制在60-80℃,拉伸輥溫度設(shè)定在80-100℃,拉伸比控制在1.8-2.5;拉伸后通過溫度控制在68-90℃的退火輥進(jìn)行退火處理,得縱向拉伸薄膜;橫向拉伸:將所述縱向拉伸薄膜在四角拉伸機(jī)上拉伸,拉伸溫度控制在100-120℃,保溫時間為120-180s,拉伸速度為100-150mm/s,拉伸倍數(shù)控制在3.0-3.5,制得雙向拉后處理:將所述雙向拉伸薄膜在260-270℃進(jìn)行熱定型處理3-5min,之后冷卻、收卷,制得所述一種電工裝備用高性能樹脂薄膜。[0020]優(yōu)選的,在所述鑄片擠出步驟中,將樹脂及其衍生物與助劑在喂料前進(jìn)行預(yù)混合,6預(yù)混合時間為10-30min,以確保助劑均勻分散在樹脂體系中。[0021]基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供了一種電力設(shè)備,使用上文所述的高性能樹脂薄膜作為絕緣部件。本發(fā)明的高性能樹脂薄膜主要以新型二元羧酸和二元醇為基礎(chǔ)原料進(jìn)行縮合聚合,通過減少極性基團(tuán)(如控制羧酸類單體比例),增強(qiáng)分子鏈?zhǔn)杷?,抑制水分滲透;通過引入剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu),減少分子鏈缺陷,降低離子遷移率,提升擊穿場強(qiáng);通過引入環(huán)狀單體與高結(jié)晶度結(jié)構(gòu)提高熔點(diǎn)和熱穩(wěn)定性;分子鏈規(guī)整性與取向能力協(xié)同,確保拉伸過程中結(jié)附圖說明[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例制備的薄膜與傳統(tǒng)絕緣薄膜相比在200℃下烘烤半小時后外圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備薄膜的性能和傳統(tǒng)絕緣薄膜性能對比。具體實(shí)施方式[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對技術(shù)方案做進(jìn)一步說明,以助于理解本發(fā)明的內(nèi)[0025]實(shí)施例1一種電工裝備用高性能樹脂,所述樹脂通過具有特定結(jié)構(gòu)的二元酸和二元醇聚合反應(yīng)生成;[0026]所述聚合反應(yīng)為縮合聚合。[0027]所述特定結(jié)構(gòu)包括:所采用的二元羧酸含有芳香環(huán)以及不飽和雙鍵結(jié)構(gòu);所采用的二元醇含有多元環(huán)或長鏈結(jié)構(gòu),所述特定結(jié)構(gòu)可有效提升聚合物結(jié)構(gòu)中酯基的耐水解特性并提高樹脂耐熱溫度。[0028]所述樹脂的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或組合。[0029]所述樹脂的紫外線吸收劑包括苯并三唑類紫外線吸收劑、二苯甲酮類紫外線吸收劑中的一種或組合。[0030]所述抗氧劑的添加量占樹脂及其衍生物總質(zhì)量的0.05%-2%。[0031]所述紫外線吸收劑的添加量占樹脂及其衍生物總質(zhì)量的0.05%-3%。[0032]所述芳香族二醇,其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為A,-CnH?(OH)?,其中A代表苯環(huán)或其他芳香烴基,具體包括苯基(C?H?-)、茶基(C??H?)、菲基(C??[0033]所述樹脂分子量分布為PDI≤4.0。[0034]該電工裝備用高性能樹脂通過特定結(jié)構(gòu)的二元酸(如對苯二甲酸、衣康酸等)與二元醇(如乙二醇、芳香族二醇等)的縮合聚合反應(yīng)生成,結(jié)合受阻酚類/亞磷酸酯類抗氧劑和苯并三唑類/二苯甲酮類紫外線吸收劑的協(xié)同作用,以及窄分子量分布控制(PDI≤4.0),實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)效果:7優(yōu)異的耐熱性與熱氧穩(wěn)定性本發(fā)明采用芳香族二醇(如萘基、菲基結(jié)構(gòu))的引入顯著提升了樹脂的耐高溫性能,其芳環(huán)結(jié)構(gòu)可形成剛性分子鏈,使熱變形溫度(Tg)達(dá)到200℃以上。受阻酚類抗氧劑(如抗氧劑1010)通過捕獲自由基終止氧化鏈反應(yīng),而亞磷酸酯類(如抗氧劑168)分解氫過氧化物,兩者復(fù)配(添加量0.05%-2%)可將樹脂在150℃下的熱氧老化壽命延長3倍以上。分子量分布控制(PDI≤4.0)進(jìn)一步減少了低分子量鏈段的熱降解風(fēng)險,確保高溫下力學(xué)性能的穩(wěn)定性。[0035]卓越的耐候性與紫外線防護(hù)性能本發(fā)明采用苯并三唑類紫外線吸收劑(如UV-326)和二苯甲酮類(如UV-531)的協(xié)同添加(0.05%-3%)可吸收290-400nm紫外光,抑制光氧化導(dǎo)致的分子鏈斷裂。結(jié)合芳香族結(jié)構(gòu)的本征抗紫外性,樹脂在戶外曝曬1000小時后,黃變指數(shù)(△YI)低于2.0,拉伸強(qiáng)度保留率超過90%。[0036]高機(jī)械強(qiáng)度與電絕緣性能本發(fā)明采用二元酸中的對苯二甲酸和馬來酸酐可形成高交聯(lián)密度的剛性網(wǎng)絡(luò),拉伸強(qiáng)度達(dá)80-100MPa,彎曲模量超過3.5GPa。芳香族二醇的共軛結(jié)構(gòu)賦予樹脂體積電阻率(101?-101?Ω·cm)和高擊穿強(qiáng)度(>550kV/mm),滿足高壓絕緣需求。[0037]可加工性與環(huán)境適應(yīng)性本發(fā)明采用縮合聚合反應(yīng)通過精確控制催化劑和溫度(如180-220℃),實(shí)現(xiàn)分子量可控且副產(chǎn)物少,樹脂熔體流動指數(shù)(MFI)為5-10g/10min(230℃/2.16kg),適用于注塑或壓延成型。耐化學(xué)性測試表明,其在酸堿(pH2-12)和有機(jī)溶劑(如二甲苯)中浸泡30天后質(zhì)量損失<1%,適用于化工、能源等惡劣環(huán)境。[0038]實(shí)施例2基于同一發(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂的制備方法,用于制備如實(shí)施例1所述一種電工裝備用高性能樹脂,所述方法包括聚合反應(yīng),采用酯化-縮聚兩步法,以醇類單體與羧酸類單體為原料,通過預(yù)聚階段和縮聚階段調(diào)節(jié)單體配比和反應(yīng)條件,制備具有特定結(jié)構(gòu)的改性聚酯樹脂;通過調(diào)整芳香族單體與脂肪族單體的比例,控制樹脂結(jié)晶度為30%-40%。[0039]所述預(yù)聚階段,以占羧酸類單體60%-80%的對苯二甲酸,復(fù)配10%-20%衣康酸、5%-15%馬來酸酐;醇類單體中乙二醇占50%-70%,搭配20%-30%芳香醇、5%-15%環(huán)己醇;置于反應(yīng)釜中,加入0.1%-0.3%催化劑,在氮?dú)獗Wo(hù)下升溫至220-240℃,常壓反應(yīng)3-4小時,直至酸值降至50-80mgKOH/g,生成預(yù)聚產(chǎn)物。[0040]所述縮聚階段,將所述預(yù)聚產(chǎn)物升溫至260-280℃,逐步減壓至100-500Pa,加入0.05%-0.1%抗氧劑,反應(yīng)2-3小時,通過控制反應(yīng)時間和真空度調(diào)節(jié)分子量于20,000-30,000之間,降溫至200℃以下,出料得到改性聚酯樹脂。[0041]本發(fā)明結(jié)合單體精準(zhǔn)復(fù)配與工藝參數(shù)協(xié)同調(diào)控,實(shí)現(xiàn)了電工裝備用高性能樹脂在分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為及綜合性能上的突破性優(yōu)化,其創(chuàng)造性主要體現(xiàn)在以下方面:1.單體組合與結(jié)晶度精確調(diào)控通過對苯二甲酸(60%-80%)與衣康酸(10%-20%)、馬來酸酐(5%-15%)的復(fù)配,構(gòu)建了兼具剛性與柔性的分子鏈結(jié)構(gòu)。衣康酸的α,β-不飽和雙鍵可引入交聯(lián)位點(diǎn),而馬來酸酐8的環(huán)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)熱穩(wěn)定性。醇類單體中乙二醇(50%-70%)與芳香醇(20%-30%)、環(huán)己醇(5%-15%)的組合,通過芳香環(huán)的剛性(如苯基、荼基)和脂環(huán)結(jié)構(gòu)的空間位阻效應(yīng),將結(jié)晶度精準(zhǔn)控制在30%-40%的黃金區(qū)間,既避免了高結(jié)晶導(dǎo)致的脆性,又防止低結(jié)晶引發(fā)的耐熱性不足。[0042]2.分階段反應(yīng)動力學(xué)優(yōu)化預(yù)聚階段:在220-240℃常壓下反應(yīng)3-4小時,通過酸值(50-80mgKOH/g)實(shí)時監(jiān)控酯化程度,確保預(yù)聚物分子量分布(PDI≤4.0)的均一性,為后續(xù)縮聚奠定基礎(chǔ)。氮?dú)獗Wo(hù)有效抑制氧化副反應(yīng)。[0043]縮聚階段:升溫至260-280℃并逐步減壓至100-500Pa,通過真空度-時間耦合控制調(diào)節(jié)分子量至20,000-30,000,避免過度縮聚導(dǎo)致的支化或凝膠化??寡鮿?0.05%-0.1%)的適時加入阻斷了高溫降解鏈反應(yīng)。[0044]3.性能協(xié)同提升機(jī)制電氣絕緣性:芳香族單體的共軛結(jié)構(gòu)(如萘基)可捕獲自由電子,提升體積電阻率至101?-101?Ω·cm,同時窄分子量分布(PDI≤4.0)減少了弱鍵缺陷導(dǎo)致的局部擊穿風(fēng)險。[0045]耐候性:抗氧劑(受阻酚/亞磷酸酯)與紫外線吸收劑(苯并三唑類)的協(xié)同作用,使樹脂在UV輻照1000小時后黃變指數(shù)△YI<2.0,拉伸強(qiáng)度保留率>90%。[0046]4.工藝經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性相比傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂需多步改性的復(fù)雜工藝(如納米摻雜或阻燃劑添加),該方案通過單體原位功能化實(shí)現(xiàn)性能集成,能耗降低20%以上,且無鹵素等有害物質(zhì)釋放,符合綠色制造趨勢。[0047]綜上,本發(fā)明通過分子設(shè)計(jì)-工藝調(diào)控-性能優(yōu)化的全鏈條創(chuàng)新,為高壓電工裝備提供了兼具高絕緣、耐熱、耐候及可加工性的樹脂解決方案。[0048]實(shí)施例3基于同一發(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述薄膜采用如實(shí)施例1所述的一種電工裝備用高性能樹脂制備。[0049]實(shí)施例4基于同一發(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜的制備方法,用于制備如實(shí)施例3所述的一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述方法包括如下步驟:鑄片擠出:選用同向雙螺桿擠出機(jī),搭配高精度的溫度控制系統(tǒng)。喂料段溫度設(shè)定在260-280℃之間,促使樹脂初步熔融;料筒各溫區(qū)溫度精準(zhǔn)控制在280-288℃范圍內(nèi),保證樹脂充分熔融塑化;模頭溫度穩(wěn)定在280-285℃。在模頭處安裝1300-1500目濾網(wǎng),有效過濾雜質(zhì),并設(shè)置排氣裝置,消除熔體中的氣泡。在模頭出口第一個牽引輥處施加10-20kV的靜電吸附電壓,增強(qiáng)擠出鑄片與流延輥的貼合效果,從而制備出厚度為50μm、[0050]縱向拉伸:將鑄片置于臥式單向拉伸機(jī)上進(jìn)行縱向拉伸。拉伸前,利用預(yù)熱輥對鑄片進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱輥溫度控制在60-80℃;拉伸輥溫度設(shè)定在80-100℃,根據(jù)薄膜的目標(biāo)厚度和性能要求,合理調(diào)整拉伸速度,拉伸比控制在1.8-2.5之間。借助大直徑拉伸輥和較長的預(yù)熱距離,確保薄膜均勻受熱拉伸,減少內(nèi)部應(yīng)力集中。拉伸完成后,通過退火輥進(jìn)行退火處理,退火輥溫度保持在68-90℃,有效消除薄膜內(nèi)部應(yīng)力,穩(wěn)定薄膜結(jié)構(gòu)。9在100-120℃,保溫時間設(shè)定為120-180s,拉伸速度為100-150mm/s,拉伸倍數(shù)控制在時間為10-30min,以確保助劑均勻分散在樹脂體系中。本發(fā)明采用同向雙螺桿擠出機(jī)配合280-288℃分區(qū)溫控,確保樹脂(如對苯二甲吸附技術(shù)通過庫侖力增強(qiáng)熔體與流延輥的貼合性,解決傳統(tǒng)氣刀法導(dǎo)致的厚度波動問題avg)從2.5降至1.3。間(120-180s)和速度(100-150mm/預(yù)混合10-30分鐘確??寡鮿?如受阻酚1010)和紫外線吸收劑(如苯并三唑UV-326)的均勻分散(分散相尺寸<100nm),協(xié)同提升耐熱老化(150℃/1000h強(qiáng)度保留率>90%)相比傳統(tǒng)PI薄膜的溶液流延法(需溶劑回收),該方案采用無溶劑熔融擠出-雙向拉伸工藝,能耗降低30%,且寬度100mm的窄幅設(shè)計(jì)適配特種電工設(shè)備(如高頻變壓器絕緣幅高性能膜領(lǐng)域的應(yīng)用瓶頸。[0061]實(shí)施例5基于同一發(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜的制備方法,用于制備如實(shí)施例3所述的一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述方法包括如下步驟:樹脂合成:羧酸類單體中,對苯二甲酸占比70%,衣康酸占比15%,馬來酸酐占比15%;醇類單體中,乙二醇占比60%,芳香醇(苯基二醇,化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為C?H?-C?H?(OH)?)占比25%,環(huán)己醇占比15%。催化劑鈦酸四丁酯占總質(zhì)量0.2%,抗氧劑亞磷酸三苯酯占0.08%。在氮?dú)獗Wo(hù)下,將上述單體投入反應(yīng)釜,升溫至230℃,常壓反應(yīng)3.5小時,酸值降至65mgKOH/g,生成低聚物;隨后進(jìn)入縮聚階段,將預(yù)聚產(chǎn)物升溫至270℃,逐步減壓至300Pa,反應(yīng)2.5小時,重均分子量達(dá)到25000,結(jié)晶度為35%,PDI為3.5,降溫至200℃以下出料,得到改性聚酯樹脂。[0062]鑄片擠出:將新型聚酯樹脂及其衍生物與0.5%的受阻酚類抗氧劑、0.8%的苯并三唑類紫外線吸收劑混合均勻,混合時間為10min。投入同向雙螺桿擠出機(jī)。喂料段溫度設(shè)為260℃,讓樹脂初步熔融;料筒1-7區(qū)溫度依次為280℃、282℃、284℃、285℃、283℃、286℃、280℃,使樹脂充分熔融塑化;模頭溫度控制在280質(zhì),同時設(shè)置排氣裝置消除氣泡。在模頭出口第一個牽引輥處施加10kV靜電吸附電壓,確保[0063]縱向拉伸:把鑄片放入臥式單向拉伸機(jī),預(yù)熱輥溫度設(shè)為60℃,讓鑄片均勻受熱;拉伸輥溫度為80℃,拉伸比調(diào)整為1.8,使薄膜分子鏈初步取向排列。拉伸后在68℃的退火[0064]橫向拉伸:將縱拉后的薄膜置于橫向拉伸機(jī),拉伸溫度控制在100℃,保溫時間120s,使薄膜在該溫度下充分伸展;拉伸速度100mm/s,拉伸倍數(shù)3.0,使薄膜分子鏈在橫向和縱向均實(shí)現(xiàn)有序排列,形成穩(wěn)定的雙向拉伸結(jié)構(gòu)。[0065]后處理:對薄膜在260℃進(jìn)行熱定型處理3min,進(jìn)一步完善結(jié)晶結(jié)構(gòu),降低熱收縮率。冷卻后收卷,得到高性能樹脂薄膜。經(jīng)測試,該薄膜吸水率為0.48%,直流擊穿場強(qiáng)552kV/mm,交流擊穿場強(qiáng)231kV/mm,拉伸強(qiáng)度181MPa,斷裂伸長率42%,在200℃下烘烤半小時無明顯變化。[0066]實(shí)施例6基于同一發(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜的制備方法,用于制備如實(shí)施例3所述的一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述方法包括如下步驟:樹脂合成:羧酸類單體中,對苯二甲酸占比60%,衣康酸占比20%,馬來酸酐占比5%;醇類單體中,乙二醇占比50%,芳香醇(荼基二醇,化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為C??H?-C?H?-(OH)?)占比30%,環(huán)己醇占比5%。催化劑鈦酸四丁酯占總質(zhì)量0.1%,抗氧劑亞磷酸三苯酯占0.05%。在氮?dú)獗Wo(hù)下,將單體投入反應(yīng)釜,升溫至220℃,常壓反應(yīng)4小時,酸值降至50mgKOH/g;縮聚階段升溫至260℃,逐步減壓至500Pa,反應(yīng)3小時,重均分子量為20000,結(jié)晶度30%,PDI為[0067]鑄片擠出:將新型聚酯樹脂及其衍生物與0.8%的亞磷酸酯類抗氧劑、1.2%的二苯甲酮類紫外線吸收劑預(yù)混合,混合時間為30min。混合均勻后加入同向雙螺桿擠出機(jī)。喂料段溫度提升至270℃;料筒各溫區(qū)溫度分別設(shè)為282℃、285℃、287℃、286.5℃、285.2℃、11288℃、283℃;模頭溫度282℃。采用1400目濾網(wǎng),在模頭出口第一個牽引輥處施加15kV靜[0068]縱向拉伸:把鑄片放入臥式單向拉伸機(jī),預(yù)熱輥溫度70℃,拉伸輥溫度90℃,拉伸[0069]橫向拉伸:將縱拉后的薄膜置于橫向拉伸機(jī),拉伸溫度110℃,保溫時間150s,拉伸速度120mm/s,拉伸倍數(shù)3.2。[0070]后處理:熱定型溫度265℃,時間4min。測試結(jié)果顯示,薄膜吸水率0.45%,直流擊穿場強(qiáng)558kV/mm,交流擊穿場強(qiáng)234kV/mm,拉伸強(qiáng)度184MPa,斷裂伸長率48%,在200℃下烘烤半小時無明顯變化?;谕话l(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜的制備方法,用于制備如實(shí)施例3所述的一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述方法包括如下步驟:樹脂合成:羧酸類單體中,對苯二甲酸占比80%,衣康酸占比10%,馬來酸酐占比20%,環(huán)己醇占比10%。催化劑鈦酸四丁酯占總質(zhì)量0.3%,抗氧劑亞磷酸三苯酯占0.1%。在氮?dú)獗Wo(hù)下,將單體投入反應(yīng)釜,升溫至240℃,常壓反應(yīng)3小時,酸值降至80mgKOH/g;縮聚階段升溫至280℃,逐步減壓至100Pa,反應(yīng)2小時,重均分子量30000,結(jié)晶度40%,PDI為3.2,降溫后得到改性聚酯樹脂。[0072]鑄片擠出:向新型聚酯樹脂及其衍生物中添加1.2%的受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配物(質(zhì)量比1:1)、1.5%的苯并三唑類與二苯甲酮類紫外線吸收劑復(fù)配物(質(zhì)量比2:1),預(yù)混合15min后投入同向雙螺桿擠出機(jī)。喂料段溫度275℃,料筒各溫區(qū)溫[0073]縱向拉伸:預(yù)熱輥溫度75℃,拉伸輥溫度95℃,拉伸比2.2,退火輥溫度85℃。[0074]橫向拉伸:拉伸溫度115℃,保溫時間160s,拉伸速度130mm/s,拉伸倍數(shù)3.3。[0075]后處理:熱定型溫度268℃,時間4.5min。經(jīng)檢測,薄膜吸水率0.42%,直流擊穿場強(qiáng)562kV/mm,交流擊穿場強(qiáng)236kV/mm,拉伸強(qiáng)度187MPa,斷裂伸長率52%,在200℃下烘烤半小時無明顯變化?;谕话l(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜的制備方法,用于制備如實(shí)施例3所述的一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述方法包括如下步驟:樹脂合成:羧酸類單體中,對苯二甲酸占比65%,衣康酸占比18%,馬來酸酐占比12%;醇類單體中,乙二醇占比55%,芳香醇(苯基二醇)占比28%,環(huán)己醇占比11%。催化劑鈦酸四丁酯占總質(zhì)量0.15%,抗氧劑亞磷酸三苯酯占0.07%。反應(yīng)過程:在氮?dú)獗Wo(hù)下,單體投入反應(yīng)釜后升溫至225℃,常壓反應(yīng)3.8小時,酸值降至60mgKOH/g;縮聚階段升溫至265℃,逐步減壓至400Pa,反應(yīng)2.8小時,重均分子量23000,結(jié)晶度33%,PDI為3.6,降溫出料制得改性聚酯樹脂。[0077]鑄片擠出:將新型聚酯樹脂及其衍生物與1.5%的亞磷酸酯類抗氧劑、2%的苯并三唑類紫外線吸收劑充分預(yù)混合20min后,加入同向雙螺桿擠出機(jī)。喂料段溫度280℃,料筒[0078]縱向拉伸:預(yù)熱輥溫度80℃,拉伸輥溫度100℃,拉伸比2.5,退火輥溫度90℃。[0079]橫向拉伸:拉伸溫度120℃,保溫時間180s,拉伸速度150mm/s,拉伸倍數(shù)3.5。[0080]后處理:熱定型溫度270℃,時間5min。測試數(shù)據(jù)表明,薄膜吸水率0.40%,直流擊穿場強(qiáng)565kV/mm,交流擊穿場強(qiáng)238kV/mm,拉伸強(qiáng)度189MPa,斷裂伸長率55%,在200℃下烘烤半小時無明顯變化。[0081]實(shí)施例9基于同一發(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種電工裝備用高性能樹脂薄膜的制備方法,用于制備如實(shí)施例3所述的一種電工裝備用高性能樹脂薄膜,所述方法包括如下步驟:樹脂合成:羧酸類單體中,對苯二甲酸占比75%,衣康酸占比12%,馬來酸酐占比13%;醇類單體中,乙二醇占比65%,芳香醇(萘基二醇)占比22%,環(huán)己醇占比13%。催化劑鈦酸四丁酯占總質(zhì)量0.25%,抗氧劑亞磷酸三苯酯占0.09%。在氮?dú)獗Wo(hù)下,將單體投入反應(yīng)釜,升溫至235℃,常壓反應(yīng)3.2小時,酸值降至70mgKOH/g;縮聚階段升溫至275℃,逐步減壓至200Pa,反應(yīng)2.2小時,重均分子量27000,結(jié)晶度37%,PDI為3.4,降溫后獲得改性聚酯樹脂。[0082]鑄片擠出:在新型聚酯樹脂及其衍生物中添加0.6%的受阻酚類抗氧劑、1%的二苯甲酮類紫外線吸收劑,充分預(yù)混合25min后投入同向雙螺桿擠出機(jī)。喂料段溫度265℃,料筒各溫區(qū)溫度在280-288℃間調(diào)整,模頭溫度281℃。安裝1400目濾網(wǎng),施加12kV靜電吸附[0083]縱向拉伸:預(yù)熱輥溫度65℃,拉伸輥溫度85℃,拉伸比1.9,退火輥溫度72℃。[0084]橫向拉伸:拉伸溫度105℃,保溫時間130s,拉伸速度110mm/s,拉伸倍數(shù)3.1。[0085]后處理:熱定型溫度262℃,時間3.5min。經(jīng)測試,薄膜吸水率0.46%,直流擊穿場強(qiáng)555kV/mm,交流擊穿場強(qiáng)233kV/mm,拉伸強(qiáng)度183MPa,斷裂伸長率45%,在200℃下烘烤半小時無明顯變化。[0086]圖1為本發(fā)明實(shí)施例制備的薄膜與傳統(tǒng)絕緣薄膜相比在200℃下烘烤半小時后外觀對比照片。圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備薄膜的性能和傳統(tǒng)絕緣薄膜性能對比。本發(fā)明五個實(shí)施例所制備的薄膜各項(xiàng)性能優(yōu)越,均顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)制備的薄膜產(chǎn)品。[0087]本發(fā)明實(shí)施例制備薄膜的吸水率最高0.46%,最低0.40%,相較于現(xiàn)有聚酰亞胺薄膜至少降低了(1.14-0.46)/1.14≈59.65%,相較于傳統(tǒng)PET薄膜至少降低了(0.87-0.46)/0.87≈47.13%。吸水率降低59.65%直接減少水分對材料介電性能的影響。水分會電離產(chǎn)生cm)。本發(fā)明的低吸水率(<0.5%)可保持電阻率穩(wěn)定在1×1018Ω·cm以上,尤其適用于高壓設(shè)備(如變壓器、電纜)和高濕度環(huán)境。吸水膨脹系數(shù)降低47%~60%,抑制微電子封裝中的形變問題。例如,傳統(tǒng)PI膜吸水后線性膨脹率可達(dá)0.3%,導(dǎo)致柔性電路板(FPC)分層風(fēng)險增加30%,而改性薄膜的膨脹率<0.1%,適配高密度集成電路封裝。水分會提高介電常數(shù)(c)和損耗角正切(tanδ)。本發(fā)明薄膜在1GHz下介電常數(shù)穩(wěn)定在2.8(傳統(tǒng)PI膜吸水后從3.2升至3.8),信號傳輸損耗降低15%,滿足5G基站和毫米波通信需求。絕緣材料壽命L與濕度應(yīng)力呈指數(shù)關(guān)系(Lαe-k·RH,k為衰減系數(shù))。吸水率降低59.6%可使電機(jī)絕緣系統(tǒng)壽命從10年延長至15年以上,減少更換成本(以風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例,單次維護(hù)費(fèi)用可節(jié)省幾十萬)。低吸水率薄膜可替代進(jìn)口產(chǎn)品(如杜邦KaptonHN,單價200/平米),國產(chǎn)化后成本大幅降低。本發(fā)明通過分子設(shè)計(jì)和工藝創(chuàng)新,解決了薄膜吸濕性瓶頸

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論