一种PEEK复合绝缘电磁线的制备工艺的制作方法

本发明涉及电磁线，具体为一种peek复合绝缘电磁线的制备工艺。

背景技术：

1、聚醚醚酮(peek)是一种性能优异的热塑性工程塑料,具有高耐热性、优良的机械性能和易加工特性,在电磁线绝缘领域具有广阔的应用前景。然而,单一的peek绝缘层在高电压、高温等苛刻环境下的绝缘性能和可靠性仍有待提高。

2、目前,复合绝缘结构通常包括中间层和外绝缘层,但简单地将不同材料组合而成的绝缘层容易在层间形成界面,导致绝缘效果下降。此外,现有的绝缘材料在耐高温性能上也存在不足,在长期高温环境下易发生热分解和绝缘失效。

3、因此,亟需开发一种新型复合绝缘材料体系,通过合理的材料选择和结构设计,在保证优异绝缘性能的同时,兼顾高耐热性和良好的界面相容性,以满足日益苛刻的电磁线绝缘要求。本发明针对上述技术问题,提出了一种纳米二氧化硅超支化聚酯/peek复合多层绝缘结构,旨在从材料和工艺的角度,全面提升电磁线的绝缘性能和使用可靠性。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种peek复合绝缘电磁线的制备工艺，具有优异的绝缘、耐高温性能。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种peek复合绝缘电磁线的制备工艺，所述包括以下步骤：

5、（1）向四氢呋喃溶剂中加入聚乳酸进行溶解，溶解后加入丁二酸酐，搅拌并缓慢滴加辛酸亚锡催化剂，在70-110℃下水浴反应3-6h，反应后减压蒸馏除去溶剂，洗涤产物，过滤并干燥，得到羧基聚乳酸；

6、（2）将80-100重量份的丙烯酸、10-15重量份的乙烯基三乙氧基硅烷、70-90重量份的去离子水和2-4重量份的丙二醇混合配置成溶液a，将3-6重量份的巯基丙酸、0.1-0.2重量份的维生素c、40-60重量份的去离子水和2-5重量份的丙二醇混合配置成溶液b，向持续搅拌的溶液a中滴加溶液b，并在60-90℃下继续搅拌反应4-8h，得到丙烯酸改性硅烷偶联剂；

7、（3）向n，n-二甲基甲酰胺溶剂中加入cbz基2-氨基-1，3-丙二醇进行溶解，然后再加入羧基聚乳酸、丙烯酸改性硅烷偶联剂和二丁基二月桂酸锡，进行酯化反应，在80-120℃下反应20-24h，反应后丙酮洗涤3-6h，过滤并干燥，得到超支化聚酯；

8、（4）将超支化聚酯加入到二氯甲烷溶剂中，然后加入纳米二氧化硅，在40-70℃下搅拌反应4-6h，得到纳米二氧化硅超支化聚酯；

9、（5）将导体进行拉丝成型处理，然后对其表面涂覆纳米二氧化硅超支化聚酯和聚醚醚酮漆的混合液，进行烘烤、冷却，得到第一绝缘层；然后在第一绝缘层表面再进行纳米二氧化硅超支化聚酯的涂覆，进行烘干，得到第二绝缘层；最后在第二绝缘层表面进行纳米二氧化硅超支化聚酯和聚醚醚酮漆的混合液的涂覆，烘干，得到第三绝缘层；然后对导体进行收卷打包处理，得到peek复合绝缘电磁线。

10、优选的，所述（1）中聚乳酸、丁二酸酐、辛酸亚锡催化剂的质量比为1.2-1.5：1：0.01-0.03。

11、优选的，所述（2）中溶液a和溶液b的质量比为40-50：22-34。

12、优选的，所述（3）中cbz基2-氨基-1，3-丙二醇、羧基聚乳酸、丙烯酸改性硅烷偶联剂、二丁基二月桂酸锡的质量比为2.1-3.4：1：1.5-1.8：0.03-0.05。

13、优选的，所述（4）中超支化聚酯、纳米二氧化硅的质量比为1.1-1.6：1。

14、优选的，所述（5）中第一绝缘层的厚度为10-20μm；第二绝缘层的厚度为15-30μm；第三绝缘层的厚度为50-80μm。

15、优选的，所述（5）中纳米二氧化硅超支化聚酯和聚醚醚酮漆的混合液的质量比为2.1-2.6：1。

16、本发明具有如下有益的技术效果:

17、显著提升电磁线的电气绝缘性能:本发明通过将纳米二氧化硅超支化聚酯与peek进行混合复合,并设计三层绝缘结构,充分发挥了两种材料的协同增效作用。纳米二氧化硅超支化聚酯中的无机纳米粒子具有优异的电气绝缘性,而超支化聚酯和peek则提供了良好的柔韧性和机械强度。三者的复合使电磁线的绝缘性能得到显著提升,可满足高压、高频等苛刻工况下的使用要求。

18、大幅改善电磁线的耐高温性能:超支化聚酯和peek均为耐高温聚合物材料,其复合后制备的绝缘层在高温下能够维持优异的热稳定性和机械性能。同时,纳米二氧化硅粒子的加入进一步提高了材料的耐热性能。与单一绝缘材料相比,本发明复合绝缘电磁线的耐受温度显著提高,可满足高温环境下的应用需求。

19、实现绝缘层间的高界面相容性:本发明采用了内外层为纳米二氧化硅超支化聚酯/peek混合层,中间层为纳米二氧化硅超支化聚酯层的三层绝缘结构。这种梯度设计有助于缓和内外层之间的材料差异,提高界面相容性。超支化聚酯独特的三维球状结构和大量的末端基团,能够与peek形成更多的分子间作用力和链缠结,增强界面粘接。纳米二氧化硅的引入也改善了界面相容性。三个绝缘层之间形成紧密的分子联络网络,有效消除了常规复合绝缘层的界面问题。

20、优化电磁线的综合性能:本发明的复合绝缘材料体系不仅具备优异的电气绝缘性和耐热性,而且具有良好的机械性能和化学稳定性。纳米二氧化硅超支化聚酯兼具无机纳米粒子的高强度和超支化聚合物的韧性,与peek形成互补,使电磁线的机械强度、抗冲击性和耐磨性得到提升。同时,超支化聚酯和peek都具有优异的耐化学品性能,可以防止电磁线在恶劣环境中受到腐蚀和降解。

21、工艺简单,易于产业化推广应用:本发明采用涂覆-烘烤-冷却的多层复合绝缘制备工艺,操作简单,适合大规模工业化生产。原材料均为市售产品或通过简单合成获得,成本较低。通过调控绝缘层厚度、涂覆次数等工艺参数,可以灵活地制备出满足不同应用需求的复合绝缘电磁线产品,具有广阔的市场应用前景。

技术特征：

1.一种peek复合绝缘电磁线的制备工艺，其特征在于，所述包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的peek复合绝缘电磁线的制备工艺，其特征在于，所述（1）中聚乳酸、丁二酸酐、辛酸亚锡催化剂的质量比为1.2-1.5：1：0.01-0.03。

3.根据权利要求1所述的peek复合绝缘电磁线的制备工艺，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的peek复合绝缘电磁线的制备工艺，其特征在于，所述（3）中cbz基2-氨基-1，3-丙二醇、羧基聚乳酸、丙烯酸改性硅烷偶联剂、二丁基二月桂酸锡的质量比为2.1-3.4：1：1.5-1.8：0.03-0.05。

5.根据权利要求1所述的peek复合绝缘电磁线的制备工艺，其特征在于，所述（4）中超支化聚酯、纳米二氧化硅的质量比为1.1-1.6：1。

6.根据权利要求1所述的peek复合绝缘电磁线的制备工艺，其特征在于，所述（5）中第一绝缘层的厚度为10-20μm；第二绝缘层的厚度为15-30μm；第三绝缘层的厚度为50-80μm。

7.根据权利要求1所述的peek复合绝缘电磁线的制备工艺，其特征在于，所述（5）中第一绝缘层和第三绝缘层纳米二氧化硅超支化聚酯和聚醚醚酮漆的混合液的质量比为2.1-2.6：1。

技术总结本发明涉及电磁线技术领域，且公开了一种PEEK复合绝缘电磁线的制备工艺，该电磁线采用纳米二氧化硅超支化聚酯与聚醚醚酮(PEEK)混合复合作为绝缘材料,通过三层绝缘结构的设计,发挥两种材料的协同增效作用。制备过程依次涂覆三层绝缘:第一层和第三层为纳米二氧化硅超支化聚酯/PEEK混合层,第二层为纳米二氧化硅超支化聚酯层。实验表明,该复合绝缘电磁线具有优异的电绝缘性能和耐高温特性,击穿电压可达13kV以上,直流绝缘电阻高达210^16Ω,800摄氏度下质量剩余率在88.7‑91.7%,性能远超单一材料或简单组合绝缘。三个绝缘层形成紧密的分子联络网络,强化了绝缘效果和结构完整性。本发明开发的PEEK复合绝缘电磁线在高电压、高温等苛刻环境下具有卓越的绝缘可靠性和使用寿命,可广泛应用于航空航天、电力电子、新能源等高端领域。技术研发人员：陈红星,鲁德仓,孙耀猛,周朝洪,宋静受保护的技术使用者：苏州宇盛电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10