引言:
层压母线广泛应用于电力及混合牵引、蜂窝通讯、变频电源、大型网络设备、电动设备的功 率转换模块等领域,其通过绝缘衬垫材料热压成一体。随着层压母线大功率化的不断发展,其散热问题日趋凸显。这对其中重要组件绝缘衬垫材料的导热性能提出了更高的要求,因此开发高导热的绝缘材料成为大功率层压母线的主要研究方向之一。
绝缘衬垫材料主要由两部分组成,一部分衬垫基材,其主要表现为绝缘、支撑补强作用;另一部分为胶粘剂,主要作用为粘接母排,使其成为一个整体。要提高衬垫材料的导热性主要从 基材与胶粘剂两个方面出发分别进行导热改善。 本文选用的衬垫基材分别为聚酰亚胺[5]、聚酯与间位芳香族聚酰胺纤维叁种,通过导热系数与热重分析筛选出导热性的基材。胶粘剂为自制胶粘剂,根据聚合物导热机理所有物质的 热传导都是物质内部微观粒子相互碰撞和传递的结果,一般高分子材料本身的导热性能很差,是热的不良导体,所以只有通过填充高导热性的填 料增加材料的热导率。因此本文选择一种高导热无机填料来提高胶粘剂的导热性能。通过基材与胶粘剂的选择,采用双面涂布的方式进行材料的复合,制备了高导热的绝缘衬垫材料。
1 实验&苍产蝉辫;
1.1 主要原料 聚酰亚胺基材(PI):
A 厂家;聚酯(PET):&苍产蝉辫;
B 厂家;间位芳香族聚酰胺纤维(NOMEX 纸):&苍产蝉辫;
C 厂家;胶粘剂:自制;导热填料(SiO2):0.1μ尘~ 1μ尘。
1.2 试验仪器及设备&苍产蝉辫;
击穿电压测试仪 ZJC-50kV 型&苍产蝉辫;
1.3 实验过程&苍产蝉辫;
1.3.1 高导热胶粘剂的制备&苍产蝉辫;
首先将改性环氧树脂、增韧剂、混合稀释剂 按一定比例分批次混合搅拌均匀。待温度降至常 温后,加入一定比例的潜伏性固化剂至其溶解待 用。然后将一定量的表面改性 SiO2 超声分散于配 制待用的胶粘剂中,制备成高导热胶粘剂待用。&苍产蝉辫;
1.3.2 高导热绝缘衬垫材料的制备&苍产蝉辫;
将自制的高导热胶粘剂通过涂布机均匀地 涂布在各种基材(包括 PI、PET、NOMEX 纸) 上,涂布前增加搅拌工序,防止无机填料沉降。 控制上胶厚度在 0.020 μm±0.005 μm,后在 60℃~ 100℃的烘箱中表干 30 min,悬挂待用。
2 性能测试
2.1 绝缘衬垫材料击穿电压试验
分别取三点测量击穿电压数据,测量被测材料的厚度,叁点测量值的平均数据为材料的击穿 电压,记录以供计算。
2.2 绝缘衬垫材料击穿电压试验及粘接强度测试&苍产蝉辫;
我们对三种基材制备的双面涂胶绝缘衬垫材 料固化物进行了击穿强度测试,并对弯折后的电 气强度也进行了测试,测试结果见表 1。 从表 1 的结果可以看出,双面涂胶绝缘衬垫 材料的击穿强度 PET>PI 基材>NOMEX 纸基 材,击穿强度保持率 PI 基材>PET 基材> NOMEX 纸基材。无论从折弯前后击穿强度的实测值还是击穿强度的保持率均较大,均可以满足层压母线耐电性能和迭压完成后的局部弯折要求。
3 结论&苍产蝉辫;
电性能试验表明 PI 基材的衬垫材料在弯折前后击穿强度保持率最高为 97.7%可满足产物弯折方面的需求且依然保持较优的拉伸剪切强度。
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