[发明专利]一种高导热薄膜补强云母带及其制备方法和应用

说明书

一种高导热薄膜补强云母带及其制备方法和应用，云母带自上而下依次包括相互叠加的云母纸层、胶粘剂层和高导热聚酰亚胺薄膜层；高导热聚酰亚胺薄膜层通过胶粘剂层与云母纸层相粘，云母纸层主要由云母片和增强纤维组成；云母带中还添加有导热填料；导热填料包含微米级导热填料、纳米级导热填料中的至少一种；本发明的制备方法包括导热填料的分散、高导热聚酰亚胺薄膜表面擦胶、复合高导热云母纸、表面处理、烘焙、收卷和分切等多个步骤。本发明的高导热薄膜补强云母带可在牵引电机中作为电气绝缘材料进行应用，具有经济性、导热性、耐热性、绝缘性和工艺性综合优异的显著优势。

技术领域

本发明属于电气绝缘材料及其制备技术领域，尤其涉及一种高导热云母带及其制备工艺和应用。

背景技术

牵引电机安装尺寸受到严格限制，要求结构紧凑、功率大、体积小、重量轻，而直线电机由于电流密度大，所以发热量很大，局部最高能达到180℃甚至更高。

普通的电气绝缘材料作为热的不良导体，会降低散热效率，导致电机温升较高，引起其绝缘材料老化，导致电机功率降低及寿命减少。新型高导热绝缘材料与普通绝缘材料相比能有效提高散热效率，降低温升。

云母带是主要由云母纸、玻璃纤维布、胶粘剂组成的复合材料，各个组成部分的导热系数均较小(云母的导热系数为0.4～0.6W/m·K，普通聚酰亚胺薄膜的导热系数为0.2W/m·K，环氧胶粘剂的导热系数为0.12～0.2W/m·K)，目前，提高导热系数最直接的方式就是通过添加高导热填料，使高导热填料颗粒与颗粒之间相互接触作用形成类似网状或链状结构形态，即导热网链，从而提高体系的导热系数，借此减小牵引电机的温升，提高绝缘材料的耐热老化性能。

然而，现有的云母带在结构紧凑性、绝缘性、导热性、可加工性及经济性上都存在或多或少的不足，难以实现综合性能的优化，这限制了云母带在电机等领域的广泛应用。例如，现有专利文献中提及的薄膜补强云母带，导热性能不佳，导致电机散热效率低，影响到电机的使用寿命；再有，由于一般的胶粘剂耐温等级不高，电机在长时间高负荷运行后，电机的绝缘结构会出现明显的热老化，降低电机的安全稳定性；另外，现有云母带渗透性差，这也影响到VPI工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种经济性、导热性、耐热性、绝缘性和工艺性综合优异的高导热薄膜补强云母带，还相应提供一种该高导热薄膜补强云母带的制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种高导热薄膜补强云母带，所述云母带自上而下依次包括相互叠加的云母纸层、胶粘剂层和高导热聚酰亚胺薄膜层；所述高导热聚酰亚胺薄膜层通过胶粘剂层与云母纸层相粘，所述云母纸层主要由云母片(所述云母片优选为非煅烧白云母片或混抄白云母片)和增强纤维组成；所述云母带中还添加有导热填料，所述导热填料包含微米级导热填料、纳米级导热填料中的至少一种。

上述的高导热薄膜补强云母带中，优选的，所述导热填料为微米级导热填料，所述云母纸层为高导热云母纸层，所述云母纸层中均匀分散有微米级导热填料。

上述的高导热薄膜补强云母带中，优选的，所述增强纤维的周围均分散有所述的微米级导热填料；所述微米级导热填料为微米级氮化硼和微米级氧化铝，所述微米级导热填料的质量占整个云母纸层总质量的5％～7％。更优选的，所述增强纤维为芳纶纤维，所述增强纤维的质量占云母纸层的总质量的5％～8％。

上述的高导热薄膜补强云母带中，优选的，所述胶粘剂层为耐热胶粘剂层，所述胶粘剂层使用的胶粘剂为BT树脂(BT树脂可以是以双马来酰亚胺与氰酸酯为主组分共聚形成的热固性树脂)、酚醛环氧树脂、聚酯亚胺树脂中至少两种的混合；所述胶粘剂层中均匀填充有所述的纳米级导热填料。更优选的，所述纳米级导热填料为质量比为5∶4～2∶1的纳米级氮化硼和纳米级氧化铝、或纳米级氮化铝和纳米级氧化铝组成的混合粉末，所述纳米级氮化硼为六方晶型，所述纳米级氮化铝为六方晶型，所述纳米级氧化铝为α相晶型。