[发明专利]一种包覆型绝缘复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种具有高绝缘性能和耐热性能的包覆型绝缘复合材料及其制备方法。

背景技术

绝缘材料，属于电工材料领域，一般是指能够阻止电流通过的材料。绝缘材料的电阻率很高，能够有效阻止电流通过。在电缆线或者其他低压电器设备上使用的绝缘材料，一般对于绝缘材料的耐热等级要求不高，但是对于电机使用的绝缘材料或者高压高温状态下使用的绝缘材料，不仅需要绝缘材料的电阻较高，也需要绝缘材料具有一定的硬度、强度和耐高温性能。

Nb₂O₅为白色粉末，化学性能稳定、电阻率高、漏电流小、介电常数大，是一种非常理想的绝缘材料。

氮化硼是一种非常硬的物质，熔点较高，耐腐蚀，是一种非常理想的耐高温材料，同时也具有良好的绝缘性能。但是，在1200℃以上时，氮化硼开始在空气中氧化，其性能受到影响。

申请号为201310447870.9的专利文献“一种耐压绝缘材料”，公开了一种绝缘材料及其制备方法，包括耐压玻璃绝缘基体及纳米绝缘涂层，所述耐压玻璃绝缘基体主要成分为石英砂、纯碱、石灰石和长石，所述纳米绝缘涂层包括纳米改性环氧树脂、纳米硅胶和纳米陶瓷纤维，所述耐压玻璃绝缘基体成分中所含二氧化硅不低于85％。由此技术方案可知，该绝缘材料是无机绝缘材料为基体，以有机绝绝缘材料为涂层，构成的一种绝缘复合材料，该复合材料具有一定的绝缘性能，且具有抗老化性能，但是仍具有两方面的问题：一是材料的硬度不够，韧性不强，耐压性能表现一般；二是，涂层与基体之间的缺乏牢固的连接方式，涂层易脱落，影响其绝缘性能。

申请号为201310485195.9的专利文献“一种防火绝缘材料”，公开了一种绝缘材料，由下述重量配比的原料按常规方法搅拌混合制成：弹性体20％～25％，阻燃油8％～10％，云母15％～20％，氢氧化镁8％～12％，二氧化硅8％～12％，氢氧化铝3％～5％，陶土3％～8％，高岭土1％～3％，化石粉1％～2％，纳米硅造土8％～10％，分散剂1％～2％，润滑剂1％～2％，抗氧剂1％～2％。该绝缘材料组合物，加入较多的无机绝缘材料，绝缘性能一般，具有一定的耐高温性能，但是组分较多，强度和硬度较差，不能适合在高压情况下使用，而且经过搅拌混合，组合物的质地不均，性能难以发挥，也是造成其绝缘性能不佳的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对现有技术的不足，克服现有技术的不足，本发明提供一种包覆型绝缘复合材料及其制备方法。

本发明的技术方案：一种包覆型绝缘复合材料，

复合材料的主要成分为Nb₂O₅和BN；

其中在Nb₂O₅和BN的表面均包覆有SiO₂纳米层；

其中在Nb₂O₅的表面包覆的SiO₂纳米层的厚度为50-100nm，在BN表面包覆的SiO₂纳米层的厚度为60-120nm；

其中包覆有SiO₂纳米层的Nb₂O₅在复合材料中的体积百分比为45-85％。

作为优选，BN为立方氮化硼或六方氮化硼。

作为优选，Nb₂O₅的表面包覆的SiO₂纳米层的厚度为70-100nm。

作为优选，BN表面包覆的SiO₂纳米层的厚度为60-100nm。

一种包覆型绝缘复合材料的制备方法，制备步骤如下：

(1)对Nb₂O₅粉体和BN粉体分别进行化学气相沉积反应，将Nb₂O₅粉体或BN粉体放入化学气相沉积反应，预热至500-700℃，控制原料蒸发温度为85-115℃，通入氩气，然后进行化学气相沉积，反应室旋转速率20-60r/min，时间10-45min，结束之后待冷却至室温，取出；

(2)将包覆后的Nb₂O₅和BN粉体混合研磨，其中包覆后Nb₂O₅在混合粉体中的重量含量为45-80％；

(3)将混合物放入球磨机混合至均匀；