[发明专利]一种ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料及其制备方法，方法包括：将壳聚糖加入到水中，磁力搅拌，得到壳聚糖水溶液；将去离子水与ANF/DMSO溶液混合，进行置换，得到ANFs水分散液；将所述壳聚糖水溶液与ANFs水分散液混合，超声分散，得到ANF/壳聚糖混合液；取所述ANF/壳聚糖混合溶液，利用真空辅助抽滤方法进行层层组装，热压处理后，得到所述的ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料；本发明采用价格低廉的壳聚糖作为增强剂，有效提高ANF基复合薄膜材料的机械性能和绝缘性能；所述的ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料，具有高强度及高绝缘性能。

技术领域

本发明属于薄膜材料技术领域，特别涉及一种ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料及其制备方法。

背景技术

随着经济的迅速发展和科技的日益进步，高铁、地铁、轻轨等高速列车的发展及智能电网的改造，牵引电机、大功率牵引变压器和新型输电设备等对绝缘材料的耐击穿性能提出了更高的要求；由于芳纶纳米纤维ANF具有优异的机械性能和高绝缘性能，其常被作为基体材料应用于绝缘领域。

目前，为了增强芳纶纳米纤维ANF的机械性能，大多采用加入碳纳米管CNT或MXene等无机材料对芳纶纳米纤维ANF进行增强，而碳纳米管CNT或MXene通常作为导电材料，往往降低了ANF基复合材料的绝缘性；常用的蒙脱土纳米片和羟基磷灰石纳米线等机械性能增强材料，虽然能够提高ANF基复合材料的绝缘性，但上述纳米材料的成本较高，大大限制了ANF基复合材料的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料及其制备方法，以解决现有的ANF基复合材料的绝缘性较低，制备成本较高的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将壳聚糖加入到水中，磁力搅拌，得到壳聚糖水溶液；

步骤2、将去离子水与ANF/DMSO溶液混合，进行置换，得到ANFs水分散液；

步骤3、将所述壳聚糖水溶液与ANFs水分散液混合，超声分散，得到ANF/壳聚糖混合液；

步骤4、取所述ANF/壳聚糖混合溶液，利用真空辅助抽滤方法进行层层组装，热压处理后，得到所述的ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料。

进一步的，步骤1中，磁力搅拌时间为0.5-1h。

进一步的，步骤2中，所述去离子水与ANF/DMSO溶液按质量比为(2-3)：1的比例混合，置换次数为3-5次。

进一步的，步骤2中，所述ANF/DMSO溶液采用清洗后的芳纶纳米纤维ANF、氢氧化钾KOH和二甲基亚砜DMSO混合，密封置于室温下连续搅拌制得。

进一步的，步骤3中，所述壳聚糖水溶液与ANFs水分散液按照质量比为(1-5)：(100-150)的比例混合，超声分散时间为0.5-2h；所述壳聚糖水溶液的质量百分数为0.5％-1％，所述ANFs水分散液的质量百分数为0.3％-0.9％。

进一步的，步骤4中，利用真空辅助抽滤方法进行层层组装的过程中，真空度为-0.1MPa～-0.05MPa。

进一步的，步骤4中，热压处理的过程中，热压处理温度为150-250℃，热压处理时间为0.1-1h。

本发明还提供了一种ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料，所述ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料根据所述的ANF/壳聚糖绝缘复合薄膜材料的制备方法制得。