一种用于密封插针的绝缘体材料及其制备方法技术

技术编号：44499010 阅读：0 留言：0更新日期：2025-03-04 18:07

本发明专利技术涉及绝缘材料技术领域，具体为一种用于密封插针的绝缘体材料及其制备方法。具体包括以下步骤：步骤一：将马来酸酐、异构十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚混合，引发共聚，得到相容剂；步骤二：（1）用过氧化氢对二硫化钼进行预处理，然后与3‑巯基丙酸接枝，得到改性二硫化钼；（2）用酸溶液对碳纤维进行预处理，然后与硅烷偶联剂接枝，得到改性碳纤维；（3）改性二硫化钼和改性碳纤维反应，得到改性纳米材料；步骤三：将聚四氟乙烯、聚酰亚胺、相容剂、改性纳米材料、氟硅树脂、增塑剂、抗氧剂球磨处理后，再依次经混炼、挤出造粒，得到绝缘体材料。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及绝缘材料，具体为一种用于密封插针的绝缘体材料及其制备方法。

技术介绍

1、密封插针是一种用于电气连接的组件，通常用于连接电子设备中的电缆或线路。这种插针在连接时能够提供良好的密封性能，防止灰尘、水分或其他外部物质进入连接部位，从而保护电子设备免受环境因素的影响。

2、为了实现更好的密封效果，通过在密封插针上设置有密封圈，以确保在连接时形成可靠的密封；同时密封圈还需要具有优异的绝缘性、抗静电性等，以避免湿气和静电等对电气连接的稳定性造成不可逆的影响。常见密封圈通常采用硅胶、氟橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等绝缘材料加工制成。尽管各类绝缘材料虽然具有优异的绝缘性能，但或多或少也存在一定的缺陷，如：硅胶的耐溶性较差，易出现膨润现象；氟橡胶长期使用则会出现硬化；聚氨酯的耐热性较差；聚酰亚胺则加工较为困难，成本较高；聚四氟乙烯的可塑性较差，等等。这些无一均在一定程度上影响密封圈的密封效果。

3、同时随着电动汽车的快速普及，安全事故也频频发生，汽车厂商对于整车充满电气件的电动汽车对电器件的密封要求有着更高的要求。基于此原因，本专利技术将提供一种用于密封插针的绝缘体材料，其具有优异的热性能、电绝缘性、抗静电性，将其制备成密封圈，可以更好地满足电动汽车的生产需求。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种用于密封插针的绝缘体材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：

<p>3、一种用于密封插针的绝缘体材料，包括以下组分：按重量份数计，聚四氟乙烯60~80份、聚酰亚胺20~30份、相容剂1~10份、改性纳米材料1~15份、氟硅树脂10~20份、增塑剂3~5份、抗氧剂0.2~1份。

4、进一步的，所述绝缘体材料的制备方法，包括以下步骤：

5、步骤一：将马来酸酐、异构十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚混合，引发共聚，得到相容剂；

6、步骤二：（1）用过氧化氢对二硫化钼进行预处理，然后与3-巯基丙酸接枝，得到改性二硫化钼；（2）用酸溶液对碳纤维进行预处理，然后与硅烷偶联剂接枝，得到改性碳纤维；（3）改性二硫化钼和改性碳纤维反应，得到改性纳米材料；

7、步骤三：将聚四氟乙烯、聚酰亚胺、相容剂、改性纳米材料、氟硅树脂、增塑剂、抗氧剂球磨处理后，再依次经混炼、挤出造粒，得到绝缘体材料。

8、进一步的，所述相容剂的制备方法为：将马来酸酐、异构十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚加入到去离子水中，搅拌混合均匀后，升温至50~60℃，然后加入过氧化二苯甲酰引发共聚，搅拌反应1~5h，结束反应，经分离、干燥，得到相容剂。

9、进一步的，所述马来酸酐、异构十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚三者质量比为2:(1~2):(0.5~2)。

10、进一步的，所述过氧化二苯甲酰加入量为反应物总质量的0.5~1%。

11、聚酰亚胺、聚四氟乙烯都具有优异的热性能和电绝缘性，常被加工制成绝缘材料；两者相比，聚四氟乙烯的热稳定性则较差，但电绝缘性会更好，同时聚四氟乙烯的抗蠕变性能也较差。因此，本专利技术设计用聚酰亚胺对聚四氟乙烯进行共混改性，以达到对聚四氟乙烯的热性能增强的目的。目前的研究资料中通常是直接将聚四氟乙烯、聚酰亚胺共混制备得到复合材料，在某一组分添加量较少的时候（质量占比1~15%），可以起到一定的增强作用，随着用量增加，两者相容性差的弊端就显露出来，复合材料的性能就会开始急剧下降。本专利技术中为了尽可能获得性能最佳的绝缘体材料，则需要提高聚四氟乙烯和聚酰亚胺的相容剂，因此本专利技术中，采用马来酸酐、异构十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚引发共聚，制备得到了相容剂，该相容剂可以含有含有羟基、氟，可与聚酰亚胺的亚氨和聚四氟乙烯的氟可形成作用力，进而促进聚四氟乙烯和聚酰亚胺相容。即加入相容剂后，得到的绝缘体材料不仅具有优异的热性能、电绝缘性，还具有较好的抗蠕变性能，能够长时间保持较好的密封效果，更能够满足实际应用需求。

12、进一步的，所述改性纳米材料的制备方法为：（1）室温下，将二硫化钼加入到2~5mol/l的过氧化氢溶液中，超声处理5~20min后，静置2~12h，最后过滤收集沉淀，对其洗涤、干燥，得到预处理二硫化钼；（2）室温下，将预处理二硫化钼、3-巯基丙酸加入到去离子水中，于超声下反应2~24h，结束反应，经冷冻干燥，得到改性二硫化钼；（3）将碳纤维浸入酸溶液中，于70~85℃浸泡1~5h后，经过滤、洗涤、干燥，得到预处理碳纤维；（4）将预处理碳纤维加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，于40~60℃搅拌1~10h后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性碳纤维；（5）将改性二硫化钼、改性碳纤维加入到无水乙醇中，经超声处理5~20min后，加入4-二甲氨基吡啶、n,n’-二环己基碳酰亚胺，于5~20℃下搅拌反应2~48h，结束反应，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米材料。

13、进一步的，所述二硫化钼和过氧化氢溶液两者比例为1g:50ml。

14、进一步的，所述预处理二硫化钼和3-巯基丙酸两者质量比(1~2):1。

15、进一步的，所述碳纤维和酸溶液两者比例为1g:10ml。

16、进一步的，所述酸溶液为浓硝酸和浓硫酸以体积比1:3混合得到。

17、进一步的，所述预处理碳纤维和硅烷偶联剂两者质量比为20:(1~2)。

18、进一步的，所述硅烷偶联剂包括但不限于kh-550、wd-56、kh-791中的任一种。

19、进一步的，所述改性二硫化钼、改性碳纤维、4-二甲氨基吡啶和n,n’-二环己基碳酰亚胺四者的质量比为(5~10):10:(1~3):(1~3)。

20、二硫化钼具有优异的自润滑性，因而可以降低不同高分子材料间的摩擦系数，有效避免绝缘体材料内部静电的产生，使绝缘体表现出较好的抗静电效果。因此，本专利技术中设计在原料组分中引入二硫化钼，但传统的二硫化钼在高分子材料中的分散性较差，需要对其进行改性处理，增强其在高分子材料中的分散性，以达到更好的改性效果。方案中，先对二硫化钼采用过氧化氢进行蚀刻预处理，使二硫化钼的硫原子出现空位缺陷，进而再通过超声波辅助使3-巯基丙酸插入到该空位上，得到具有羧基的改性二硫化钼；且为了进一步提高绝缘体的抗静电性能和热性能，方案中设计再引入碳纤维对绝缘体材料进行改性，所以接着采用酸溶液对碳纤维进行氧化预处理，增加其表面的活性基团（羟基、羧基等活性氧化基团），再与硅烷偶联剂接枝，得到具有氨基的改性碳纤维；最后使改性二硫化钼与改性碳纤维发生酰胺化反应，制备得到改性纳米材料。所述改性纳米材料由于碳纤维经氧化预处理，活性基团较多，未被反应完全的活性基团后续与聚四氟乙烯上的氟和聚酰亚胺上的亚氨可形成氢键，因此，该改性纳米材料既能促进聚四氟乙烯和聚酰亚胺的相容，且自身在高分子材料中也同样具有较好的相容性，可均匀分散在高分子材料中，使制备得到的绝缘体材料性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：所述相容剂的制备方法为：将马来酸酐、异构十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚加入到去离子水中，搅拌混合均匀后，升温至50~60℃，然后加入过氧化二苯甲酰引发共聚，搅拌反应1~5h，结束反应，经分离、干燥，得到相容剂。

3.根据权利要求2所述的一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：所述马来酸酐、异构十醇聚氧乙烯醚、全氟正丙基乙烯基醚三者质量比为2:(1~2):(0.5~2)；所述过氧化二苯甲酰加入量为反应物总质量的0.5~1%。

4.根据权利要求1所述的一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：所述改性纳米材料的制备方法为：（1）室温下，将二硫化钼加入到2~5mol/L的过氧化氢溶液中，超声处理5~20min后，静置2~12h，最后过滤收集沉淀，对其洗涤、干燥，得到预处理二硫化钼；（2）室温下，将预处理二硫化钼、3-巯基丙酸加入到去离子水中，于超声下反应2~24h，结束反应，经冷

5.根据权利要求4所述的一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：所述二硫化钼和过氧化氢溶液两者比例为1g:50mL；所述预处理二硫化钼和3-巯基丙酸两者质量比(1~2):1；所述碳纤维和酸溶液两者比例为1g:10mL；所述酸溶液为浓硝酸和浓硫酸以体积比1:3混合得到；所述预处理碳纤维和硅烷偶联剂两者质量比为20:(1~2)；所述硅烷偶联剂包括KH-550、WD-56、KH-791中的任一种；所述改性二硫化钼、改性碳纤维、4-二甲氨基吡啶和N,N’-二环己基碳酰亚胺四者的质量比为(5~10):10:(1~3):(1~3)。

6.根据权利要求1所述的一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂包括乙酰柠檬酸三乙酯、氯化石蜡、樟脑中的任一种；所述氟硅树脂包括RF-901型氟硅树脂、RF-902型氟硅树脂、KX-501型氟硅树脂中的任一种。

7.根据权利要求1所述的一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：所述球磨处理的参数：转速：100~200r/min，球磨时长：12~24h；所述混炼的参数：温度：180~200℃，混炼时长：0.5~1h；所述挤出造粒的参数：温度：280~320℃。

8.根据权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到的绝缘体材料，其特征在于：包括以下组分：按重量份数计，聚四氟乙烯60~80份、聚酰亚胺20~30份、相容剂1~10份、改性纳米材料1~15份、氟硅树脂10~20份、增塑剂3~5份、抗氧剂0.2~1份。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种用于密封插针的绝缘体材料的制备方法，其特征在于：所述改性纳米材料的制备方法为：（1）室温下，将二硫化钼加入到2~5mol/l的过氧化氢溶液中，超声处理5~20min后，静置2~12h，最后过滤收集沉淀，对其洗涤、干燥，得到预处理二硫化钼；（2）室温下，将预处理二硫化钼、3-巯基丙酸加入到去离子水中，于超声下反应2~24h，结束反应，经冷冻干燥，得到改性二硫化钼；（3）将碳纤维浸入酸溶液中，于70~85℃浸泡1~5h后，经过滤、洗涤、干燥，得到预处理碳纤维；（4）将预处理碳纤维加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，于40~60℃搅拌1~10h后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性碳纤维；（5）将改性二硫化钼、改性碳纤维加入到无水乙醇中，经超声处理5~20min后，加入4-二甲氨基吡啶、n,n’-二环己基碳酰亚胺，于5~20℃搅拌反应2~48...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉全波，
申请(专利权)人：常州市永邦塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人