一种陶瓷复合绝缘材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种陶瓷复合绝缘材料及其制备方法，由以下成分制备而成：废旧陶瓷、改性苘麻纤维、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、改性高岭土、改性脲醛树脂、无水乙醇、分散剂、稳定剂和偶联剂。本发明专利技术制备而成的陶瓷复合绝缘材料，其性能稳定、介电常数低、绝缘性能好，抗压力强，并且原材料绿色环保，对环境无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷复合绝缘材料及其制备方法
本专利技术属于绝缘材料
，具体涉及一种陶瓷复合绝缘材料及其制备方法。
技术介绍
结构陶瓷作为结构材料用来制造结构零部件，主要使用其力学性能，如加强度、韧性、硬度、模量、耐磨性、耐高温性能(高温强度、抗热震性、耐烧蚀性)等。功能陶瓷作为功能材料用来制造功能器件，主要使用其物理性队如电磁性能、热性能、光性能、生物性能等。例如铁氧体、铁电陶瓷主要使用其电磁性能用来制造电磁元件。介电陶瓷用来制造电容器，压电陶瓷用来制作位移或压力传感器。固体电解质陶瓷利用其离子传身特性可以制作氧探测器。生物陶瓷用来制造人工骨骼和人工牙齿等。超导材料和光导纤维也属于功能陶瓷的范畴。碳化硅等新型陶瓷还可用来制造发动机的叶片、切削刀具、机械密封件、轴承、火箭喷嘴、炉子管道等，具有非常广泛的用途。本专利技术提供的一种陶瓷绝缘复合材料，在保留陶瓷材料坚硬牢固的性质时，降低材料的介电常数，增加其绝缘性能，使其具有优越的电学性质，拓宽其应用的范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种陶瓷复合绝缘材料及其制备方法，本专利技术制备而成的陶瓷复合绝缘材料，其性能稳定、介电常数低、绝缘性能好，抗压力强，并且原材料绿色环保，对环境无污染。本专利技术提供了如下的技术方案：一种陶瓷复合绝缘材料，包括以下重量份的原料：废旧陶瓷24-33份、改性苘麻纤维18-23份、氧化铝12-17份、氧化镁11-16份、碳酸钙13-18份、改性高岭土20-26份、改性脲醛树脂14-19份、无水乙醇6-12份、分散剂4-11份、稳定剂6-11份和偶联剂5-12份。优选的，所述绝缘材料包括以下重量份的原料：废旧陶瓷28-33份、改性苘麻纤维19-21份、氧化铝14-17份、氧化镁12-14份、碳酸钙13-16份、改性高岭土23-26份、改性脲醛树脂14-17份、无水乙醇6-10份、分散剂4-9份、稳定剂6-8份和偶联剂6-9份。优选的，所述绝缘材料包括以下重量份的原料：废旧陶瓷31份、改性苘麻纤维21份、氧化铝15份、氧化镁12份、碳酸钙16份、改性高岭土23份、改性脲醛树脂17份、无水乙醇6份、分散剂7份、稳定剂6份和偶联剂9份。一种陶瓷复合绝缘材料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将废旧陶瓷、氧化铝、氧化镁和碳酸钙混合，导入球磨机中，球料比为10:1，球磨时间在2-3h，球磨机转速为200-300r/min，得到材料一；b、将改性高岭土、分散剂和无水乙醇混合，搅拌制成浆料；c、向浆料中加入改性苘麻纤维、偶联剂，在60-80℃的水浴加热下，以300-500r/min的转速搅拌反应1-2h，得到材料二；d、将材料一与材料二混合，导入反应釜中，在80-90℃下蒸干溶液，得到固体物，将固体物导入高温煅烧炉中，在550-620℃下煅烧2-3h，得到材料三；e、将材料三与改性脲醛树脂、稳定剂混合均匀，导入开炼机中，在200-220℃下开练40-60min，再导入热压模具中，进行热压处理30-40min，冷却至常温后，置于惰性气体保温箱中养护2-3天，即可得到成品。优选的，所述步骤b的改性高岭土的制备方法为：将高岭土、沸石粉末混合均匀，置于180-240℃下干燥处理10-15min，再分散到的乙醇溶液中，在60-80℃下加热反应30-40min，然后加入改性剂，继续搅拌反应1-2h，过滤，将过滤产物用乙醇洗涤3-5次，即可得到改性高岭土。优选的，所述步骤b的分散剂为焦磷酸钠、正磷酸钠、酒石酸钠和硅酸钠中的任一种或几种的混合。优选的，所述步骤c的改性苘麻纤维的制备方法为：将苘麻纤维置于纤维切割机中剪切成2-4mm的短纤维，再置于60-70℃的真空干燥箱中干燥1-2h，与质量浓度为15-25%的氢氧化钠溶液混合，搅拌40-50min，再过滤掉氢氧化钠溶液，用去离子洗涤3-5次，静置晾干，即可得到改性苘麻纤维。优选的，所述步骤e的改性脲醛树脂的制备方法为：将尿素、甲醛和去离子水混合置于反应釜中搅拌均匀，再加入碳酸钠调节pH值至8-9，升温至60-75℃续搅拌反应20-30min，再加入聚苯乙烯、氯甲基聚苯乙烯与N，N-二甲基甲酰胺混合制成的溶液，搅拌10-15min，加入十二烷基苯磺酸钠，在80-90℃搅拌反应1-2h，经过滤、洗涤、干燥，即可得到改性脲醛树脂。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备而成的陶瓷复合绝缘材料，其性能稳定、介电常数低、绝缘性能好，抗压力强，并且原材料绿色环保，对环境无污染。本专利技术中添加的氧化铝、氧化镁和碳酸钙形成的固体粉末，可保证制成的绝缘材料具有较高的导热性和散热性，并且与改性高岭土的特殊孔隙结构相配合，可整体形成较好的散热网络，加上添加的改性脲醛树脂，改性脲醛树脂经过处理后可有效包裹、附着在各成分的表面，使得制备的成品在具有优异导热性的同时，绝缘性能也在原有材料特性的基础上得到提升。具体实施方式实施例1一种陶瓷复合绝缘材料，包括以下重量份的原料：废旧陶瓷24份、改性苘麻纤维18份、氧化铝17份、氧化镁11份、碳酸钙13份、改性高岭土26份、改性脲醛树脂14份、无水乙醇12份、分散剂11份、稳定剂11份和偶联剂12份。一种陶瓷复合绝缘材料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将废旧陶瓷、氧化铝、氧化镁和碳酸钙混合，导入球磨机中，球料比为10:1，球磨时间在2h，球磨机转速为200r/min，得到材料一；b、将改性高岭土、分散剂和无水乙醇混合，搅拌制成浆料；c、向浆料中加入改性苘麻纤维、偶联剂，在60℃的水浴加热下，以500r/min的转速搅拌反应2h，得到材料二；d、将材料一与材料二混合，导入反应釜中，在90℃下蒸干溶液，得到固体物，将固体物导入高温煅烧炉中，在550℃下煅烧2h，得到材料三；e、将材料三与改性脲醛树脂、稳定剂混合均匀，导入开炼机中，在220℃下开练60min，再导入热压模具中，进行热压处理30min，冷却至常温后，置于惰性气体保温箱中养护2天，即可得到成品。步骤b的改性高岭土的制备方法为：将高岭土、沸石粉末混合均匀，置于180℃下干燥处理15min，再分散到的乙醇溶液中，在60℃下加热反应40min，然后加入改性剂，继续搅拌反应1h，过滤，将过滤产物用乙醇洗涤3次，即可得到改性高岭土。步骤b的分散剂为焦磷酸钠、正磷酸钠、酒石酸钠和硅酸钠的混合。步骤c的改性苘麻纤维的制备方法为：将苘麻纤维置于纤维切割机中剪切成2mm的短纤维，再置于70℃的真空干燥箱中干燥1h，与质量浓度为15%的氢氧化钠溶液混合，搅拌40min，再过滤掉氢氧化钠溶液，用去离子洗涤5次，静置晾干，即可得到改性苘麻纤维。步骤e的改性脲醛树脂的制备方法为：将尿素、甲醛和去离子水混合置于反应釜中搅拌均匀，再加入碳酸钠调节pH值至9，升温至75℃续搅拌反应20min，再加入聚苯乙烯、氯甲基聚苯乙烯与N，N-二甲基甲酰胺混合制成的溶液，搅拌15min，加入十二烷基苯磺酸钠，在90℃搅拌反应1h，经过滤、洗涤、干燥，即可得到改性脲醛树脂。实施例2一种陶瓷复合绝缘材料，包括以下重量份的原料：废旧陶瓷28份、改性苘麻纤维19份、氧化铝14份、氧化镁12份、碳酸钙16份、改性高岭土23份、改性脲醛树脂14份、无水乙醇6份、分散剂4份、稳定剂8份和偶联剂6份。一种陶瓷复合绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷复合绝缘材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：废旧陶瓷24‑33份、改性苘麻纤维18‑23份、氧化铝12‑17份、氧化镁11‑16份、碳酸钙13‑18份、改性高岭土20‑26份、改性脲醛树脂14‑19份、无水乙醇6‑12份、分散剂4‑11份、稳定剂6‑11份和偶联剂5‑12份。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷复合绝缘材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：废旧陶瓷24-33份、改性苘麻纤维18-23份、氧化铝12-17份、氧化镁11-16份、碳酸钙13-18份、改性高岭土20-26份、改性脲醛树脂14-19份、无水乙醇6-12份、分散剂4-11份、稳定剂6-11份和偶联剂5-12份。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷复合绝缘材料，其特征在于，所述绝缘材料包括以下重量份的原料：废旧陶瓷28-33份、改性苘麻纤维19-21份、氧化铝14-17份、氧化镁12-14份、碳酸钙13-16份、改性高岭土23-26份、改性脲醛树脂14-17份、无水乙醇6-10份、分散剂4-9份、稳定剂6-8份和偶联剂6-9份。3.根据权利要求1所述的一种陶瓷复合绝缘材料，其特征在于，所述绝缘材料包括以下重量份的原料：废旧陶瓷31份、改性苘麻纤维21份、氧化铝15份、氧化镁12份、碳酸钙16份、改性高岭土23份、改性脲醛树脂17份、无水乙醇6份、分散剂7份、稳定剂6份和偶联剂9份。4.权利要求1-3任一项所述的一种陶瓷复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：a、将废旧陶瓷、氧化铝、氧化镁和碳酸钙混合，导入球磨机中，球料比为10:1，球磨时间在2-3h，球磨机转速为200-300r/min，得到材料一；b、将改性高岭土、分散剂和无水乙醇混合，搅拌制成浆料；c、向浆料中加入改性苘麻纤维、偶联剂，在60-80℃的水浴加热下，以300-500r/min的转速搅拌反应1-2h，得到材料二；d、将材料一与材料二混合，导入反应釜中，在80-90℃下蒸干溶液，得到固体物，将固体物导入高温煅烧炉中，在550-620℃下煅烧2-3h，得到材料三；e、将材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：武行峰，
申请(专利权)人：合肥羿振电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34