專利名稱：復合片材及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種導熱性、耐熱性、電氣性能、耐藥品性以及機械性能等都非常優(yōu)越的復合片材及其制造方法。更具體而言，本發(fā)明涉及適于用作旋轉電機、變壓器領域電絕緣材料的復合片材。進一步來說，本發(fā)明涉及配有這種復合片材的電氣設備。
背景技術：
迄今，要求耐熱性的電絕緣領域正使用著以耐熱高分子為原料的模塑件。特別是含芳族聚酰胺(以下叫做Aramid)的模塑件是一種優(yōu)越的工業(yè)材料，該材料具備由其分子結構而來的耐熱性、耐藥品性、阻燃性。其中，由聚間亞苯基間苯二甲酰胺的纖條體(fibrid)及纖維制成的薄紙(商品名Nomex(注冊商標))正被廣泛地用作耐熱性優(yōu)良的電絕緣紙。
近幾年來，旋轉電機、變壓器領域的機器日趨小型化，目的在于削減構件和節(jié)省空間。為實現(xiàn)這一目的，人們非常希望有導熱性優(yōu)良的電絕緣材料，能使旋轉部分或線圈產生的熱量迅速消散。迄今所用的Aramid薄紙因其內部含有空氣而導熱不良，因而目前還沒有完全符合上述要求的材料。
迄今，作為功率晶體管、閘流晶體管等發(fā)熱電子部件的主要散熱片材，正在研究的有良導熱填料加到高耐熱硅酮樹脂中的聚有機硅氧烷(即硅酮樹脂)組合物及模塑件。這種單用硅酮樹脂不能實現(xiàn)的導熱性，借助加入填料而得到改善。
(1)特開昭52-14654號公報中公開了一種聚有機硅氧烷組合物，該組合物包含聚有機硅氧烷、聚有機氫硅氧烷與硅土系填料、碳酸鋅粉以及鉑催化劑。
(2)特開昭53-155506號公報中公開了一種導熱性硅酮橡膠組合物，它是向聚有機硅氧烷中加入氮化硼、低分子量聚有機硅氧烷以及硬化劑形成的。
(3)特開昭56-2349號公報中公開了一種良導熱的散熱用橡膠狀模塑件，它是把填料、有機過氧化物催化劑及硅酮油配混到聚二有機硅氧烷中，然后硫化成型。
象這些具有電絕緣性和導熱性的硅酮樹脂組合物及模塑件是公知的。但(1)～(3)的硅酮樹脂組合物及模塑件的不足之處是硅酮樹脂原有的易撕裂性不僅沒克服，反而因填料量多，使其機械強度受損。
為了解決這一問題，提出象下面那樣用其他材料來增強硅酮樹脂。
(4)特開昭58-21446號公報中公開了一種導熱性絕緣片材的制造方法，其特征在于，把提高導熱性的填料配混到一種加成聚合型液態(tài)硅酮橡膠中，將制成的混合物涂布到增強的織物或非織造織物上進行片材成型，而后進行交聯(lián)。這里所說的織物或非織造織物是指由玻璃纖維、石英纖維、氧化鋁纖維、氮化硼纖維等無機纖維，或聚酯、氟樹脂等有機纖維中的任一種制成的織物。
(5)特開昭58-219034號公報中公開了一種電絕緣性散熱橡膠片材的制造方法，該方法包括把含有氧化鋁粉末的流動性硅酮橡膠組合物涂布到網狀絕緣物上，隨后使之固化。此處所謂的網狀絕緣物是指織物、編織物、非織造織物和它們的層合物，在具有與硅酮樹脂耐熱性匹敵的耐熱性玻璃纖維中可以舉出石棉、碳化硅纖維等實例。
該(4)、(5)兩項都采用流動性好、低粘度的硅酮樹脂，以便促使與增強材料形成整體。在這種導熱性優(yōu)良的硅酮樹脂片材制造時，用纖維制成的織物、非織造織物增強，以使撕裂強度改善的方法是眾所周知的。
但是，這些制造方法只是希望用于促進功率晶體管、閘流晶體管等的發(fā)熱性電氣電子部件的散熱，對于旋轉電機、變壓器之類電氣設備所用的電絕緣材料來說，未必總能適用。在旋轉電機、變壓器的電絕緣材料的情況下，除電絕緣性以外，還有下列特性是特別重要的。
(A)長期可靠性在大型旋轉電機、變壓器領域中，所要求的耐熱溫度往往達到155℃～180℃。特別是在近幾年來設備的小型化和高度集成化過程中，為了確保在更嚴酷環(huán)境下的長期可靠性，能夠自然地使用的材料受到限制。為此，作為增強材料，具有耐熱性等于或高于硅酮樹脂的材料是優(yōu)選的。
(B)耐熱驟變性電機絕緣材料用于那些頻繁地反復加熱-冷卻的部位。因此，為了防止熱驟變帶來的剝離和微小破壞，關鍵在于選擇那些線膨脹系數(shù)與硅酮樹脂相同(2～5×10-5/度)的具有相同耐熱性的材料。
(C)低介電常數(shù)作為主絕緣材料使用的場合下，當外加交流電場時，絕緣材料因內部的電損失而發(fā)熱。其發(fā)熱程度與絕緣材料的介電常數(shù)和介電損失的乘積成正比。因此，這兩個數(shù)值越小越好。
(D)撓性用作旋轉電機、變壓器中導體的絕緣膠帶時，為了實現(xiàn)與導體充分配合，形成無皺褶的“膜卷”狀態(tài)，對膠帶進行適度的拉伸是必要的。
(E)輕量性作為設備小型化的重要因素，絕緣材料的輕量性是一個不可忽視的方面。
(F)無空隙空隙即有獨立的氣泡，與電暈發(fā)生原因有關，同時又是妨礙導熱的主要原因，這不是人們所希望的。
從上述觀點可以指出，采用過去所建議的制造方法制成的、用織物和非織造織物增強的導熱性硅酮樹脂片材存在著如下問題。
即，在長期可靠性方面，上述無機纖維及高耐熱性有機纖維是可取的。但無機纖維存在的問題是(a)線膨脹系數(shù)小(如E玻璃纖維5×10-6/度)、(b)介電常數(shù)大(如E玻璃介電常數(shù)6.7-(1Mz))、(c)由于拉伸度小(通常小于2％)，因此用無機纖維織物、非織造織物增強的硅酮樹脂片材的撓性差。而且一般由于無機纖維比重大于有機化合物，不利于輕量化。
另一方面，有機纖維中，耐熱性等于或高于硅酮樹脂的，限于芳族聚酰胺纖維、聚醚醚酮纖維、聚四氟乙烯纖維等。而當有機纖維織物用作增強材料時，實用上還存在著如下問題(d)其縱橫向的各向異性大、(e)由于是受約束的結構物，在片材使用過程中，相互粘合的纖維與硅酮樹脂之間產生的“移動差”會使粘合性緩慢減弱、(f)不易縱裂成帶材、(g)織物一般較貴。
況且，用上述耐熱性非織造織物與加成聚合型液態(tài)硅酮橡膠進行片材成型時，前者的保液性不足，可能影響產量。
另外，上述(4)和(5)兩種制造方法中，還沒有完全顧及到特別是變壓器要注意的空隙的消除。

發(fā)明內容
象這樣，目前的狀況可以說的確沒有一種兼有電絕緣性和導熱性的、既耐熱又柔軟的片材，以充分滿足變壓器、旋轉電機應用的要求。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種電絕緣性和導熱性兼?zhèn)?，耐熱性和撓性?yōu)越的復合片材及其制造方法。
本發(fā)明的目的還提供一種配有這種復合片材、使散熱性能得到改善的電氣設備。
本發(fā)明人鑒于上述狀況，為解決上述課題，進行大力研究的結果，以具有橡膠彈性的樹脂為母體，用纖維狀有機化合物構成的模塑件和無機填料予以增強，使其內部空隙率不大于10％，比重在1～2之間，使該復合片材具有優(yōu)越的性能，從而找到上述問題的解決辦法，達到了本發(fā)明的目的。
這就是說，1)按照本發(fā)明的第1實施方案所提供的復合片材，其特征在于，它包含纖維狀有機化合物構成的模塑件、無機填料，及用上述的模塑件和上述無機填料予以增強的、由有橡膠彈性的樹脂構成的基體樹脂，復合片材內部空隙率在10％以下，比重在1～2之間，厚度方向的導熱率在0.4W/mK以上。
2)上述1)中所述的復合片材中，由該纖維狀有機化合物構成的模塑件可以是一種用Aramid纖條體和Aramid纖維制成的Aramid紙；上述無機填料的導熱率不小于1W/mK(20℃)。
3)上述2)中所述的復合片材中，上述Aramid紙的坪重為10g/m2～200g/m2，可以至少含該Aramid紙5％(重量)。
4)上述2)或3)中所述的復合片材中，構成上述Aramid紙的芳族聚酰胺優(yōu)選是聚間亞苯基間苯二甲酰胺。
5)上述1)～4)任一項中所述的復合片材中，該無機填料的導熱率優(yōu)選是在20℃不小于5W/mK。
6)上述1)～5)任一項中所述的復合片材中，該無機填料優(yōu)先選自下列材料中的至少一種氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氧化鎂以及氧化鈹。
7)上述1)～6)任一項中所述的復合片材中，該基體樹脂優(yōu)選硅酮橡膠。
8)按照本發(fā)明第二實施方案復合片材的制造方法，其特征在于，是制造上述1)～7)任一項中所述的復合片材的制造方法，使無機填料與用Aramid纖條體和Aramid纖維構成的模塑件或者有橡膠彈性的基體樹脂之一共存，使該模塑件與該基體樹脂接觸，進行復合。
9)按照本發(fā)明第3實施方案復合片材的制造方法，其特征在于，是上述1)～7)任一項中所述的復合片材的制造方法，用含有無機填料的有橡膠彈性樹脂浸漬或涂布在用Aramid纖條體及Aramid纖維構成的模塑件上，進行復合。
10)按照本發(fā)明的第4實施方案的散熱特性得到改善的電氣設備，其特征在于，已配有上述1)～7)任一項中所述的復合片材。
發(fā)明的優(yōu)選實施方案下面對本發(fā)明作詳細說明。
本發(fā)明中，纖維狀有機化合物構成的模塑件優(yōu)選的是Aramid纖條體和Aramid纖維制成的Aramid紙。這里所謂的芳族聚酰胺，意指大于60％的酰胺鍵直接鍵合在芳環(huán)上的線型高分子化合物。作為此種芳族聚酰胺，可以例舉出聚間亞苯基間苯二甲酰胺及其共聚物、聚對亞苯基對苯二甲酰胺及其共聚物、聚(對亞苯基)-共聚(3，4二苯基醚)對苯二甲酰胺等。其中可優(yōu)先選用的是成型加工性和熱熔粘合性都具備的是聚間亞苯基間苯二甲酰胺。聚間亞苯基間苯二甲酰胺的工業(yè)制法可將間苯二甲酰氯和間亞苯基二胺按迄今眾所周知的界面聚合法和溶液聚合法等進行制造。
所謂Aramid纖條體是一種有造紙性的薄膜狀芳族聚酰胺顆粒，也叫做Aramid紙漿(參照特公昭35-11851號公報、特公昭37-5752號公報等)。Aramid纖條體，與通常的木紙漿那樣經浸漬軟化、打漿處理，能夠用作造紙原料。在此情況下，為了有效地保持Aramid紙的特性，優(yōu)選的是控制Aramid纖條體的打漿度，通常選用加拿大標準打漿度為50ml～500ml。
所謂Aramid纖維是以Aramid作原料的纖維。作為這種纖維，可以舉出但不限于下列實例帝人公司的“KONEX”(注冊商標)、“TECHNOLA”(注冊商標)、Unitika公司的“APIAIRE”(注冊商標)、DuPont公司的“NOMEX”(注冊商標)、“KEVLAR”(注冊商標)、Akzo公司的“TOWALON”(注冊商標)等。
本發(fā)明中纖維的優(yōu)先選用細度為0.5旦～20旦，長度為1mm～50mm。長度不足1mm時，復合材料的力學性能降低。
另一方面，長度超出50mm的纖維，用濕法制成非織造織物時，容易發(fā)生“纏結”和“集束”等缺陷，不合乎需要。同樣，細度小于0.5旦的纖維，濕法制造時，易招致凝集，不合乎需要。而大于20旦的纖維，因其直徑過大(如正圓形的直徑大于45μm)，產生長寬比變小、力學性能的增強效力降低、非織造織物的均勻性不良等不利影響。
本發(fā)明中，所謂Aramid紙，意指用干法或濕法加工上述Aramid纖條體和/或Aramid纖維制得的片狀模塑件。
Aramid紙的Aramid纖條體/Aramid纖維的組成比例，可選取5/95～100/0(重量％)范圍內的任意值。
本發(fā)明中，在不影響紙的特性的限度內，不妨向Aramid纖條體和/或Aramid纖維構成的Aramid紙中添加其他耐熱性纖維。用作這種耐熱性纖維，可以舉出但不限于下列實例聚苯硫醚纖維、聚醚醚酮纖維、聚酯纖維、芳化纖維、液晶聚酯纖維、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)纖維等有機纖維；玻璃纖維、石毛、石棉、硼纖維、氧化鋁纖維等無機纖維。
Aramid紙的坪重(每1m2的重量，單位g/m2)優(yōu)選是10～200g/m2范圍。坪重小于10g/m2的紙往往其厚度和坪重均勻性不能滿足需要，難以得到性能穩(wěn)定的復合片材。另一方面，坪重大于200g/m2的紙與下述樹脂復合后難以獲得所希望的導熱性。
迄今已知的射流噴網法、濕法造紙法等能夠用來制造這種Aramid紙。另外，制成的片材經熱壓加工能夠使紙的表面平滑性、機械特性等的紙?zhí)匦缘玫礁纳啤?br> 本發(fā)明中，優(yōu)選用Aramid紙作基材的理由有(1)具有耐熱、阻燃等優(yōu)越的特性，(2)有效改善了過去玻璃布-硅酮橡膠復合材料撓性不足的缺點，(3)因含覆蓋性強的Aramid纖條體，復合片材的絕緣破壞性不致受損，(4)因保液性強，有利于借助浸漬、涂布等現(xiàn)有技術制造復合片材，(5)Aramid比重為1.4左右，很小，有助于輕量復合片材的制造，(6)Aramid材料的熱膨脹系數(shù)與硅酮樹脂相同，可望減小由熱驟變產生的缺陷。
本發(fā)明中，所謂無機填料是指無機化合物的粒狀、纖維狀、板狀或無定形顆粒。無機填料的導熱率優(yōu)選是大于1W/mK(20℃)。作為這種無機填料，可以舉出，但不限于下列實例硅酸鈣、重質硅酸鈣、硅酸鎂、氧化鋁、碳化硅、氮化硅、鈦酸鉀、氧化鎂、氮化硼、氧化鈦、氧化硅、氮化鋁、硼酸鋁、氧化硼、氧化鈹、碳酸鈣、玻璃、云母、滑石等無機化合物。其中優(yōu)先選擇導熱性較優(yōu)良的氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氧化鎂、氧化鈹?shù)葻o機化合物。另外，無機填料的導熱率更優(yōu)選是不小于5W/mK。此外，這類無機化合物呈結晶態(tài)時，其導熱率一般呈現(xiàn)各向異性。因此，在本發(fā)明中用粉末燒結成型物的體積導熱率來定義無機化合物的導熱率。作為選擇這類無機化合物的大致標準，可以舉出例如粉末燒結所得成型物的絕緣破壞電壓不小于10kv/mm，體積固有電阻率不小于1013Ωcm。因而從本發(fā)明的目的看，金屬單質這種導熱體，即使導熱率很大，也不得使用。
所用的無機填料的尺寸是多種多樣的，很難作統(tǒng)一規(guī)定。通常使用的粒狀填料的粒徑為約0.1μm～1mm范圍，纖維狀填料的長度為10μm～10mm。
本發(fā)明中，所謂有橡膠彈性的基體樹脂，是一種在構成樹脂的每條高分子鏈上至少有一個交聯(lián)點的樹脂。此處，所謂的交聯(lián)點，是指一高分子鏈與其他高分子鏈化學地或者物理地連結著的部位。前者為化學鍵，后者是在結晶區(qū)或凝聚處所形成的交聯(lián)點。呈現(xiàn)橡膠彈性的必要條件是交聯(lián)點間的高分子鏈必須處在高于其玻轉化點的溫度環(huán)境下。因此，在室溫下能呈現(xiàn)橡膠彈性的樹脂，其交聯(lián)點間的高分子鏈的玻璃轉化點低于室溫。
本發(fā)明中，所謂橡膠彈性是指大形變后除去應力，該形變幾乎完全恢復，從流變學上說，是指在室溫或低于室溫的溫度下，處于玻璃態(tài)與流動態(tài)之間的溫度區(qū)域內出現(xiàn)粘彈性行為。
作為此種具有橡膠彈性的樹脂，可以舉出下列高分子化合物的實例丁苯橡膠、高苯乙烯橡膠、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、硅酮橡膠、室溫硫化型硅酮橡膠、氫化腈橡膠、聚醚型特種橡膠、氟橡膠、四氟乙丙橡膠、丙烯酸橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、環(huán)氧氯丙烷橡膠、氧化丙烯橡膠、乙烯丙烯酸橡膠、降冰片烯橡膠、苯乙烯系熱塑性彈性體、烯烴系熱塑性彈性體、聚氨酯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚酰胺系熱塑性彈性體、聚丁二烯系熱塑性彈性體、聚氯乙烯系熱塑性彈性體、氟系熱塑性彈性體等。其中優(yōu)選耐熱性、耐藥品性、阻燃性優(yōu)越的硅酮橡膠系、氟橡膠系，特別是硅酮橡膠。
硅酮橡膠中可以采用經氧化物交聯(lián)劑交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷類、經鉑催化劑交聯(lián)的加成聚合型液態(tài)硅酮等。
本發(fā)明中，為改善復合片材的導熱性，并非只能用那種有橡膠彈性的樹脂。但考慮到常規(guī)電絕緣用Aramid紙的易加工性、撓性和可操作性等不致大幅度受損，還是優(yōu)先選用橡膠彈性樹脂。
復合片材的內部空隙率優(yōu)選是不大于10％。這里所謂的內部空隙是指基體樹脂浸漬不足所生的獨立氣泡(void)。在外加高電壓的情況下，內部空隙的存在，有發(fā)生電暈的危險，因空隙妨礙導熱而不合乎需要。當復合片材中纖維狀有機化合物構成的模塑件重量比小時，內部空隙率可按下式算出內部空隙率(％)＝(1-(復合片材的比重)/(填料+基體樹脂混合物的比重))×100根據本發(fā)明人的研究，觀察到導熱率隨著內部空隙率的加大按指數(shù)函數(shù)降低。
本發(fā)明復合片材的比重優(yōu)選是在1～2之間。比重小于1時，暗示內部有較多空隙，而比重大于2的片材有損于輕量性，并導致介電常數(shù)變大等不利影響。
下面就本發(fā)明復合片材的結構進行說明。本發(fā)明的復合片材由上述Aramid紙、無機填料、與有橡膠彈性的基體樹脂構成。使這三種材料復合的方法能夠想到的有多種多樣，可以例舉的有(a)用預先混有無機填料的樹脂浸漬或者涂布Aramid紙的方法，(b)當制造Aramid紙時加進無機填料，然后再用樹脂浸漬或者涂布的方法，(c)用無機填料的分散液展涂或者浸漬Aramid紙，然后再用樹脂浸漬或者涂布的方法。不管用哪種方法，纖維狀有機化合物構成的模塑件、無機填料、有橡膠彈性的樹脂(基體樹脂)都能相互緊密接觸形成空隙率低的結構物。
我們認為其中的(a)法最為實用，下面就其實施方法進行詳述。
無機填料與母體樹脂的混合方法雖無特殊限制，按照所用樹脂的性能主要可分為兩種。低粘性液態(tài)樹脂的混合方法簡便，直接加入無機填料后，在有攪拌槳葉的容器內攪拌混合即可。另一方面高粘性或固態(tài)樹脂的混合方法可以推薦的是先借助加熱或者用溶劑稀釋來改善可塑性，然后加入無機填料，在混煉擠塑機、捏合機等設備內混合的方法。當然，混合的方法不限于此。
該方法中，樹脂中添加的無機填料的用量優(yōu)選的是對每100重量份樹脂加5～200重量份，更優(yōu)選的是10～150重量份。這個用量范圍的上限由填料混合物的粘度、流動性規(guī)定，而其下限則受復合片材的導熱特性制約。
與Aramid紙復合的有橡膠彈性的樹脂的用量隨Aramid紙的空隙率、樹脂浸入紙的狀態(tài)而改變。在充分浸漬的情況下須達到紙重的0.25倍以上。當浸漬不充分時，則希望進入該內部空隙率和比重的范圍以內。
作為用樹脂浸漬Aramid紙的方法，有借助加熱或者溶劑稀釋使可塑性得到改善的樹脂噴涂在Aramid紙上的方法、用Aramid紙蘸浸樹脂液或增塑樹脂的方法等任何方法都可使用。不管哪種情況不妨用壓輥或壓機加壓以促進浸漬。如果樹脂是熱固化性的，則可把浸過樹脂的Aramid紙在適當條件下加熱和/或熱壓處理。
已知的涂布機械都可用于把樹脂涂布在Aramid紙上。這類涂布機的例子有氣刀涂布機、刮板式涂布機、棒式涂布機、刮刀涂布機、輥式擠涂機、逆輥涂布機、傳料輥式涂布機、凹槽輥涂布機、輥式吻涂機、流延涂布機(a cast coater)、噴涂機、簾流涂布機等。當然，涂布機不限于此。
當Aramid紙與樹脂復合時，為使該紙與樹脂粘合更牢固，可對Aramid紙施加表面處理。這種處理法可以舉出等離子體處理、電暈放電處理、底涂處理等實例，但不限于此。
在復合過程中，使片材的厚度控制在0.01mm～10mm范圍內。
這個厚度下限取決于Aramid紙的坪重，而當復合片材的厚度超過10mm時，紙所占的相對份額過小，影響片材的機械性能。
在本發(fā)明中，能夠把不同結構的Aramid紙層壓后浸以樹脂進行復合。作為一個例子，為了改善片材的剛性，含有p-Aramid纖維的紙與其他Aramid紙層合所得的多層結構復合片材也包括在本發(fā)明的范圍內。再者，為了改善樹脂的彈性和力學特性，也可把多種樹脂共混后再使用。另外也不妨進行多種樹脂逐次浸漬加工。
本發(fā)明復合片材厚度方向的導熱率優(yōu)選的是不小于0.4W/mK(20℃)。用作基材的Aramid紙的導熱率只有0.2W/mK左右，應該提高。更優(yōu)選的是不小于0.5W/mK(20℃)。
實施例下面舉出實施例來說明本發(fā)明。應予說明，這些實施例并不是用來對本發(fā)明的內容作任何限制的。再者，除非另有說明，“份”是指“重量份”。測定方法(1)片材的坪重、厚度的測定按照JIS C2111實施。
(2)撕裂強度遵照JIS P8116測定。
(3)導熱測定測定裝置為京都電子工業(yè)公司制的“迅速熱傳導率計QTM-D2”。片材預先在23℃、55％濕度的室中放置24小時以供測定。
(4)絕緣破壞電壓按照JIS C2111實施。
(5)介電常數(shù)用JIS C2318中描述的方法測定。
(6)透氣度用Garley式透氣度計，測定100cc空氣通過片材所需的時間(透氣度)。一系列片材中，所需時間越短，就可以說該片材的多孔度越高。參考例(1)原料制備特公昭52-151624號公報中公開了一種采用定子與轉子組合構成的濕式沉淀機制造聚間亞苯基間苯二甲酰胺纖條體。該纖條體用浸漬器、打漿機處理，調節(jié)到加拿大標準打漿度(CSF)105ml。另一方面，帝人公司制的m-Aramid纖維(帝人KONEX(注冊商標))切成長度6mm作為造紙原料。此纖維的細度為2旦。
(2)Aramid紙的制造把制得的Aramid纖條體和纖維分別分散于水制成料漿。把兩種料漿按Aramid纖條體/Aramid纖維＝20/80的比例混合后，向長網型造紙機喂進料液，脫水、擠水、干燥卷取而制得Aramid紙。此紙的主要特性示于表1。
表1

實施例1將加成聚合型液態(tài)硅酮樹脂(Dow Corning公司SILASCON(注冊商標)RTV DKQ4-317，含高導熱陶瓷，導熱率0.80W/mK，比重1.75)100份用80份甲苯稀釋，用所得稀釋液在大氣壓下浸漬該參考例制造的Aramid紙。此外，硅酮樹脂100份，用甲苯50份稀釋，用此稀釋液再次浸漬。然后用未稀釋樹脂涂布此紙的單面，在120℃下熱壓5分鐘。所得的片材易彎曲且富撓性。實施例2與該實施例(1)中，除了省略甲苯50份稀釋樹脂的浸漬外，給與同樣的處理制得片材。所得的片材易彎曲且富撓性。
實施例1～2中制得的復合片材的特性列于表2。
表2

比較例1、2和3用與實施例1相同的Aramid紙，改變浸漬方法制得片材。浸漬的內容示于表3及表4。浸漬片材的特性并列于表4。
表3

表4

內部空隙率超過10％時，導熱率顯然變得小于0.40W/mK。
產業(yè)上的可利用性按照本發(fā)明，能夠提供高導熱性與電絕緣特性兼?zhèn)?、富有撓性的耐熱Aramid復合片材。這種復合片材能廣泛用作旋轉電機、變壓器等電氣設備的絕緣材料。特別適于用作那些要求迅速散熱的小型、高集成型設備的電絕緣材料。
作為電氣設備的散熱性得到改善、小型化得以實現(xiàn)的結果，有望達到削減所用構件及代之以廉價構件，從而節(jié)減費用、節(jié)省空間、輕量化、節(jié)約能源等效果。
權利要求
1.一種復合片材，其特征在于，該片材包含由纖維狀有機化合物構成的模塑件、無機填料、用該模塑件和該無機填料增強的、有橡膠彈性基體樹脂，該片材的內部空隙率不大于10％，比重在1～2之間，厚度方向的導熱率不小于0.4W/mK。
2.按照權利要求1的復合片材，其特征在于，其中，該由纖維狀有機化合物構成的模塑件是一種用芳族聚酰胺(Aramid)纖條體和芳族聚酰胺纖維制成的芳族聚酰胺紙，該無機填料在20℃下的導熱率不小于1W/mK。
3.按照權利要求2的復合片材，其特征在于，其中，該芳族聚酰胺紙的坪重在10g/m2～200g/m2之間，含至少5重量％的該芳族聚酰胺紙。
4.按照權利要求2或3的復合片材，其特征在于，其中，構成該芳族聚酰胺紙的芳族聚酰胺是聚間亞苯基間苯二甲酰胺。
5.按照權利要求1～4任一項的復合片材，其特征在于，其中，該無機填料在20℃下的導熱率不小于5W/mK。
6.按照權利要求1～5任一項的復合片材，其特征在于，其中，該無機填料可選自下列材料中的至少一種氧化鋁、氮化硼、氮化硅、氧化鎂以及氧化鈹。
7.按照權利要求1～6任一項的復合片材，其特征在于，其中，該基體樹脂是硅酮橡膠。
8.按照權利要求1～7任一項的復合片材的制造方法，其特征在于，使無機填料只在片材的用芳族聚酰胺纖條體和芳族聚酰胺纖維構成的模塑件或者有橡膠彈性的基體樹脂之一共存，使該模塑件與該基體樹脂接觸，進行復合。
9.按照權利要求1～7任一項的復合片材的制造方法，其特征在于，用含有無機填料的有橡膠彈性的樹脂浸漬或涂布由芳族聚酰胺纖條體及芳族聚酰胺纖維構成的模塑件，進行復合。
10.一種散熱性能得到改善的電氣設備，其特征在于，該電氣設備配有按照權利要求1～7任一項所述的復合片材。
全文摘要
一種復合片材,它由一種用纖維狀有機化合物構成的模塑件、用無機填料增強的有橡膠彈性的基體樹脂復合而成。該復合片材的內部空隙率不大于10%,比重在1～2之間,厚度方向的導熱率不小于0.4W/mK。該復合片材,電絕緣性和導熱性兼?zhèn)?耐熱性和撓性優(yōu)越,可以適用于散熱性能得到改善的電氣設備。
文檔編號H05K7/20GK1209093SQ96180059
公開日1999年2月24日 申請日期1996年12月27日 優(yōu)先權日1995年12月28日
發(fā)明者中石昭夫 申請人:杜邦帝人先進紙有限公司