[发明专利]一种电气绝缘热塑性树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气绝缘材料，具体讲涉及一种电气绝缘热塑性树脂组合物及其制备方法。

背景技术

目前电气封装普遍采用固体绝缘封装。中压开关一次设备进行固体绝缘封装主要选用热固性环氧树脂或硅微粉，例如真空断路器、固态绝缘环网柜、开关柜选用热固性环氧树脂。例如传统固封式真空断路器采用热固性环氧树脂为封装材料，将真空灭弧室和导电端子等导电件通过自动压力凝胶工艺(APG)包封成固封极柱，然后组装成断路器。固封极柱内的真空灭弧室和导电端子等导电件与外界环境隔离，避免外力和外界环境对其影响，增强了外绝缘强度，减少了装配工作量。

热固性环氧树脂和硅微粉的拉伸强度≤80MPa，击穿强度≤22kV/mm，能够满足中压一次产品的技术标准。热固性环氧树脂和硅微粉加入大量填料，密度较大，使得中压开关一次设备绝缘部分相对笨重，产品加工制造成本、运输成本较高。热固性环氧树脂在加工成型过程中为化学变化，加工成型工艺较复杂，产品的成型周期较长，成为不溶不熔的高度交联材料，该材料无法回收利用，造成大量固体废弃物，而且该材料固化后产品中的金属材料也很难回收利用，造成很大的浪费。

现今选用轻质高强、易加工成型且具有优良电气绝缘性能热塑性树脂进行中压开关一次设备的固体绝缘封装，例如公告号为CN201310295685.2的发明专利公开了一种抗老化PA-PPS塑料合金，该塑料合金，克服了冲击强度低，耐弯折性差的缺点，提高材料的冲击韧性，且具有优秀的热老化性能，适合在极端高温环境下使用，但电气绝缘性能不够高。

发明内容

为克服现有热塑性树脂存在的上述缺陷，本发明提供了一种电气绝缘热塑性树脂组合物，该电气绝缘热塑性树脂组合物具有优异的电气绝缘性能，更高的耐压强度，击穿强度可以达到30kV/mm,介电损耗在10^-3数量级，体积电阻率在10¹⁶数量级。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种电气绝缘热塑性树脂组合物，电气绝缘热塑性树脂组合物由如下质量份计原料制成：

进一步的，电气绝缘热塑性树脂组合物由如下质量份计原料制成：

进一步的，热塑性树脂为从聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚碳酸酯(PC)中选出的一种或多种。

进一步的，热塑性树脂由25％～60％的聚酰胺(PA)和40％～75％聚苯硫醚(PPS)组成。

进一步的，增强填料为纤维和/或纳米颗粒。

进一步的，相容剂为从苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-MA-GMA)或马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)中选出的一种或多种。

进一步的，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和/或邻苯二甲酸二丁酯。

进一步的，偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。

进一步的，纤维为从玻璃纤维、聚酰亚胺纤维或晶须中选出的一种或多种。

进一步的，玻璃纤维和聚酰亚胺纤维的直径为5-15μm，纤维长度在5-50mm。

进一步的，晶须为从纤维素晶须、陶瓷质晶须、无机盐晶须或金属晶须中选出的一种或多种。

进一步的，陶瓷质晶须为从SiC晶须，钛酸钾晶须或硼酸铝晶须中选出的一种或多种；无机盐晶须为硫酸钙晶须和/或碳酸钙晶须；金属晶须为氧化铝晶须和/或氧化锌晶须。

进一步的，纳米颗粒为从二氧化硅、氧化铝、云母或氢氧化铝中选出的一种或多种，粒径为100～500nm。

进一步的，纳米颗粒为二氧化硅、氧化铝和云母组成，粒径为200～350nm。

进一步的，热塑性树脂基体介电强度≥22KV/mm，测得其拉伸强度≥60Mpa，热变形温度＞100℃，熔融温度≥240℃。

本发明的另一目的在于提供了一种的制备方法，包括如下步骤：

(1)将热塑性树脂于干燥箱中110～120℃烘干4h；

(2)设置双螺杆挤出机的加工熔融温度四段分别为265～270℃/280～285℃/290～295℃/285～295℃，机头温度为280～285℃，设置主机转速和切料机转速分别为100rpm/min和300rpm/min，过水冷却；

(3)将烘干后的热塑性树脂和助剂加入经步骤(2)设置的双螺杆挤出机中，得到热塑性树脂组合物粒料；