CN101006524A - 具有最大化云母含量的云母带 - Google Patents
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Abstract
本发明的电绝缘材料由上面放置了云母层的玻璃纤维层构成。所述玻璃纤维层包含无捻玻璃纤维纱。它可以是玻璃纤维织物。所述电绝缘材料特别适合于使电导体绝缘，所述电导体例如是适合用于高温环境的导线以及用于高压电动机和发电机的线圈。
Description
与相关申请的相互参照
[0001]
本发明要求享有2004年6月16日提交的美国临时申请序列号60/580,489的优先权，该美国临时申请的全部内容在此并入本文作参考。
发明背景
[0002]
自从十九世纪的早期机器的开发，电气设备中电导体的绝缘化已经经历了显著的改进。由于要求为工业和商业应用提供更大、更有效的机器，设计者采用的绝缘系统已经发展成提供更大的耐受强度但是仍然在机器中占用更小的空间。应当记住的是，大多数电机是由导电材料、磁性材料和绝缘系统制成的。基本上，所述磁性材料和导电材料是决定机器性能和输出能力的两种活性材料，而所述绝缘体的存在只是确保电流在预定的路径流动。为此，要求的绝缘体应当占据最小的空间，可是提供相邻电导体之间以及导体与不处于接地电位的任何相邻材料之间必要的绝缘。
[0003]
过去，电机传统上已经使用清漆、搪瓷化合物或玻璃包装纸覆盖各个导体而为各个导体提供所需的主股(primary strand)或“匝间”绝缘。特别是在旋转的机器中，上述导体被缠成线圈，而且给每个线圈提供第二绝缘介质，并且这种绝缘呈绝缘带或包装纸的形式，所述绝缘带或包装纸缠绕着那组单独的导体(它们已经成型为预定的形状以形成线圈)。在早期的较低电压的机器中作用令人满意的清漆逐渐被搪瓷超越，更近期被聚合材料(可以提到的例如有聚酯、聚酰胺酯、聚酰胺酰亚胺酯和聚酰亚胺)超越，只有几种可商购的导体覆盖层。
[0004]
线圈绝缘已经从棉布带发展到沥青绝缘，其中所述棉布带以叠绕方式分层缠绕以便提供必要的绝缘，所述沥青绝缘包含带有用石油基化合物涂覆的带的叠绕线圈，而所述石油基化合物随后用一层云母薄片覆盖。所述云母薄片提供对常称为“电晕放电”的现象的绝缘电阻，随着旋转机器的操作电压水平的升高，所述“电晕放电”现象往往更成问题。逐渐地，玻璃纤维带被用作云母薄片的载体，而且人们使用许多聚合材料来提供使所述云母薄片固定在所述带上所必需的附着力。这些通常被称为“云母带”。
[0005]
用来使线圈绝缘的一种方法是用常规的叠绕法缠绕线圈，随后将线圈放在线圈成型设备中。采用一种真空-压力-浸渍(VPI)方法来用合适的绝缘材料例如未固化的聚合材料浸渍所述带绕线圈，以填充绕包绝缘材料中的所有空隙和间隙，而且将所述线圈加热以便通过聚合反应将复合线圈和绝缘材料固化。用来使电机的线圈绝缘的一种替代方法是用分层的带缠绕所述线圈或股，所述分层的带已经以标准的叠绕方式用“B”阶聚合树脂覆盖，直至对所述线圈或股应用了所需叠绕数，然后在约160℃至约180℃的温度下对所述线圈或股使用热和压力以促使所述聚合材料胶凝。在所述加热和压制操作过程中，初始时所述“B”阶聚合材料的粘度下降，而且通过用来使线圈具有最终形状的压力从线圈中挤出过量的树脂。
[0006]
根据使用哪种方法来制造绝缘线圈，所述云母带的组成不同。对于VPI方法，使用具有较低树脂含量的带。所述带是非常柔软、无粘着力且干燥的带，而且特点在于异常的吸收能力。因此它们被用于高压机器(直到1000MVA)。为了制备能被浸渍的带，可以用在溶剂基质中的环氧树脂浸渍云母纸，然后使其与支持物结合。作为一种选择，可以将固体树脂撒在云母片上或者直接撒到所述支持物上，然后在压力和热下将这两个组件层压在一起。树脂含量一般在3％和25％之间，基于所述带的总重量。对于非VPI方法，带一般由用环氧树脂高度浸渍的云母纸制成，树脂含量相对于所述带的总重量通常是25％-50％。在生产过程中，将所述环氧树脂部分固化到B阶。
[0007]
在高压发动机，例如用于发电的，或者高压电动机中，对任何给定的绝缘用材料的耐受电压的日益增长的需求正在导致绝缘厚度的增加和绕层数的增大。然而，随着厚度的增加，绕组和叠片式定子铁心之间的传热同时劣化，而且这导致热损失耗散方面的问题。此外，对于任何给定的定子几何形状，绕组必须设计成有较小的导体截面，从而造成发电的减少。因此，本发明的一个目的是提供一种改进的绝缘材料，它既有改进的介电利用(耐受电压)，又有改进的热利用(耐热性)。
发明概述
[0008]
已经意外地发现，基于由无捻纱构成的玻璃纤维层的云母/玻璃复合材料用在大型电机中或者用来在非常高的温度下使导线绝缘的时候具有改进的绝缘性能。于是，在一个方面，本发明涉及一种电绝缘材料，它包含玻璃纤维层和置于其上的云母层，其中所述玻璃织物包含无捻纱。
发明详述
[0009]
本发明涉及一种电绝缘材料，它包含玻璃纤维层和置于所述玻璃层上的云母层，而且所述玻璃纤维层由无捻纱构成。所述玻璃纤维层可以是玻璃织物，特别是机织物，或者可以是一层平行的玻璃长丝或股。在一个优选的实施方案中，所述电绝缘材料是云母带。
[0010]
用于本发明的电绝缘材料中的玻璃纤维由无捻的、也称为退捻或零捻的玻璃纤维纱组成，所述玻璃纤维纱如授予Burton等人的U.S.专利No.6,581,257所述，该美国专利的全部内容并入本文作参考。该专利公开了一种制造无捻股的经轴的方法。在一种生产加捻纱的常规方法中，将纱线卷装座固定以便纱线围绕所述卷装的外或内周旋转，使线纱加捻。在Burton专利的方法中，纱线卷装在操作的线速下旋转。以一种方式使纱线放松，以致纱束不使纱线旋转和加捻。可以将这种纱线用于织造一种织物，该织物更薄、更坚固，同时获得的产品与由加捻纱构成的常规玻璃织物相比具有改进的电性质和热性质。
[0011]
无捻纱是带状的，而不是象常规加捻纱那样的绳状，而且生产出具有光滑表面的更加扁平、更薄的织物。组成纱线的纤维的直径一般只有大约5微米。由无捻纱制造织物的方法也不同于织造玻璃纤维纱的常规方法，区别在于，当纤维从所述卷装退卷的时候可以使用最终的织物整理。这产生一种更加清洁的织物，该织物具有至少与由常规纱线制造的织物一样的强度。
[0012]
所述玻璃纤维层一般是玻璃纤维织物，但是在织物足够强和薄的情况下可以是非织造织物。由无捻纱组成的长丝或股也可以用于玻璃纤维层；在这种情况下，本发明的电绝缘材料是长丝型云母带。特别适用于本发明的电绝缘材料的一种机织物是可以从DielectricSolutions，East Butler，Pennsylvania以商品名GlasFab Diret得到，作为织物类型1297或1299。
[0013]
由无捻玻璃纤维纱构成的电绝缘材料、特别是云母带提供了不能用传统的加捻纱轻易获得的明显优点，特别是作为高温高压电动机的线圈和用于高温环境的导线的绝缘材料。这些优点保护：对于与常规带相同的厚度，在带中的更高的云母含量，或者对于相同的云母含量，更薄的绝缘材料，高的抗拉强度，更低的树脂含量，和改进的电压耐久性。
[0014]
当织造成织物时，无捻纱比加捻纱更加扁平，而且该织物比由加捻纱组成的织物更薄。这意味着，对于一般的玻璃织物/云母纸复合材料的给定最终厚度，人们可以向该结构物加入更多的云母纸。既然提供该绝缘复合材料的所需性质的正是云母纸，那么可能希望显著提高云母含量。例如，一种典型的结构是2密耳的玻璃织物和3密耳的云母纸。采用由无捻纱组成的织物，就可以将同一个结构重新设计成1.2密耳织物和3.8密耳云母纸。这就是云母含量提高了27％。考虑这一点的另一种方式是评价云母对玻璃的比率。在第一个实施例中，云母对玻璃的比率是1.5，而对于扁平丝实施例，云母对玻璃的比率是3.2。主要绝缘组分的这种增加可以使电动机和发电机生产商能在设计中增加对绝缘体的应力和增加更多铜。对于给定的机器尺寸，这可以允许更大的输出功率。在其它情况下，可能希望减小绝缘材料的厚度。发电机线圈上壁更薄的绝缘材料可以改进热导率并且使装置能更冷地操作，这可以转变成改进的工作寿命。通过用由无捻纱组成的织物替代标准的玻璃织物，可以生产出更薄的绝缘材料，无需牺牲机械性能或电性能，特别是抗拉强度。
[0015]
无捻丝不在织文交叉处(weave crossover)彼此相交(cut)，所以更薄的织物一般具有比相同厚度、由加捻纱组成的织物更高的抗拉强度。在复合形式中，这意味着，改进的云母对玻璃的比率不是以牺牲抗拉强度(对于传统的基于圆纱的玻璃织物就是这种情况)为代价做到的。这是有重要意义的，因为云母纸玻璃复合材料需要用户最终使用时的高抗拉性。
[0016]
与基于加捻纱的织物相比，无捻长丝提供显著更大的表面积，用于将织物粘合到云母纸上。玻璃织物和云母纸之间的界面处的粘合往往是用户使用过程中的破裂点。因此，人们试图使这种界面粘合最大化。织物中无捻纱的天然排列产生了与基于加捻纱的织物相比显著改进了的粘合。
[0017]
本发明电绝缘材料中使用的相对于云母纸的总树脂含量一般低于常规材料中的情况，因为玻璃层的体积较低。这可以导致成本的降低。此外，有机物体积的降低一般转变成绝缘材料的改进的电压耐久性和绝缘材料更好的热导率。
[0018]
对于本发明的电绝缘材料，一般借助于至少一种聚合树脂将云母层层压到玻璃纤维层上，而且通常使用两种或更多种树脂将云母层粘合到玻璃织物上。所述聚合树脂可以是热固性树脂，特别是环氧树脂。在一个优选的实施方案中，将所述云母层和玻璃纤维各自用不同分子量的带溶剂的环氧树脂浸渍，然后结合在一起。
[0019]
本发明电绝缘材料的云母层一般呈云母纸的形式，虽然也可以使用云母薄片、碎纸或剥片。通常可以获得和使用白云母或金云母。所述金云母具有较高的热性能和热膨胀系数。所述云母纸可以是煅烧的云母纸或者水崩解的-结合的(非煅烧的)纸。煅烧的纸的一种典型生产方法如下：首先，将云母矿石在例如700-1000℃下煅烧，以除去异物，并且压碎成预定大小的块。然后，将喷射水用到云母块上，从而产生细标记(fine mark)云母颗粒。将混合物掺和在水中，得到云母分散体。此后，使分散体经历造纸过程以便在布上制备纸，使其干燥而获得云母纸。本发明电绝缘材料中云母层的厚度一般在约2密耳(50μm)-约10密耳(250μm)范围内，对于在包带线圈和半棒(halfbars)中的应用(这些情况下复合材料充当主要接地绝缘材料)来说，优选约2密耳-约6密耳(150μm)。对于包带单独的导体来说，需要薄带，而且在这些应用中，云母层的厚度一般在约0.5密耳(12μm)-约10密耳范围内，优选约1密耳-约4密耳(100μm)，更优选约1密耳-约3密耳。所述玻璃的厚度一般在约0.5密耳-约10密耳，优选约0.8密耳(20μm)-约5密耳(125μm)。用于生产本发明电绝缘材料的树脂是根据最终用途所要求的性能标准来选择的，包括树脂的热性能、机械性能和电性能。例如，IEEE 275提出了一种评估层压制品在热老化和机械应力条件下的机械和电性能的方法；其它方法也是本领域中已知的。可以使用任何树脂体系，只要它是采用合理的工程判断选择的即可。合适的树脂体系包括：热固性环氧树脂，特别是环氧酚醛清漆树脂、基于丁二烯的树脂、聚酯、硅树脂、双马来酰亚胺和氰酸酯。合适的环氧树脂的实例包括：双(3，4-环氧-6-甲基-环己基甲基)己二酸酯，乙烯基环己烷二氧化物，或者多酚环氧树脂的缩水甘油醚例如双酚A二缩水甘油醚环氧树脂，酚醛清漆多缩水甘油醚环氧树脂，环氧甲酚酚醛清漆或其混合物。在用于VPI方法的带中，树脂含量可以在约3重量％-约25重量％范围内，优选约5重量％-约18重量％。对于要求具有更高树脂含量的带的方法，树脂含量一般在约25重量％-约50重量％范围内，优选约27重量％-约45重量％。
[0020]
在一些实施方案中，本发明的电绝缘材料另外含有能够加速环氧-酸酐树脂体系的固化的化合物或组合物。这些材料被用于VPI方法中，在这些VPI法中，用含有酸酐的VPI环氧树脂浸渍含有促进剂的云母带。所述促进剂以基于VPI环氧树脂中的酸酐的化学计量比存在于所述带中。典型的金属促进剂包括环烷酸锌(zinc napthanate)、辛酸锌、辛酸铜、辛酸铬和辛酸亚锡。叔胺例如三(二甲基氨基甲基)苯酚以及咪唑类(imidizoles)例如乙基甲基咪唑(ethylmethylimididole)也是有效的。所述树脂中的酸酐可以包括：甲基环戊二烯的马来酐加合物(桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸甲基酐)、桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐和均苯四酸酐。
[0021]
本发明的电绝缘材料可以通过本领域中已知的任何常规方法生产。这些方法描述于U.S.专利No.4,704,322，U.S.4,286,010和U.S.4,374,892，这些专利的内容合并入本文作参考。生产本发明的云母带的一种基本方法是用树脂浸渍所述云母纸和/或玻璃织物并将两者层压。
[0022]
本发明的电绝缘材料中可以包含聚合膜(例如聚酯或聚酰亚胺)，通常在所述电绝缘材料的一个或两个外表面上。也可使用聚合垫，代替所述聚合膜或作为对所述聚合膜的补充。聚合垫一般由非织造织物、特别是聚酯非织造织物组成，厚度为约0.8-3密耳。所述膜或垫保护所述云母层以防在包带过程中损坏。此外，提供防止各个导体绝缘材料的电晕劣化的防护可能是有利的，因此对于一些应用，可以将抗电晕材料加到绝缘材料中。美国专利No.5,989,702和加拿大专利1,168,857和1,208,325提供了将各种化合物(例如氧化铝或二氧化硅的亚微米尺寸的颗粒)加到用于涂敷各个导体的聚合组合物或者加到聚合膜中的实例。DuPont的KAPTON CR是含有抗电晕材料的适当聚合膜的一个实例。添加氧化铝或二氧化硅的颗粒可能还改善导体绝缘材料的传热特性。
[0023]
一种生产本发明的绝缘的电导体的方法包括：如上所述将电导体缠绕在电绝缘材料、特别是云母带中，和加热缠绕的导体以使树脂固化。特别是，可以用常规的叠绕法缠绕导体例如用于旋转电机的线圈并且置于线圈成型装置中。可以采用VPI方法来用合适的绝缘材料例如未固化的聚合树脂浸渍所述带绕线圈，以填充绕包绝缘材料中的空隙和间隙。然后可以将所述线圈加热以便通过聚合过程将复合线圈和绝缘材料固化。一种替代方法是以叠绕方式用云母带缠绕所述线圈，直至对所述线圈或股应用了所需叠绕数，然后对线圈或股施加热和压力以驱使聚合材料胶凝。在所述加热和压制操作过程中，初始时所述带中“B”阶聚合材料的粘度一般下降，而且通过用来使线圈具有最终形状的压力从线圈中挤出过量的树脂。
[0024]
对于用所述云母纸/玻璃织物复合材料使各导线绝缘来说，人们可以利用薄玻璃生产所需的更薄的绝缘材料。再一次，对于同样许可的空间，较薄的绝缘材料将允许更多的铜，无需减少绝缘材料中云母的量，这转变成更大的功率输出。此外，由于所述玻璃织物的高抗拉强度，复合绝缘材料的抗拉强度与用作电缆绝缘材料的常规云母带相同或者甚至更高。云母复合材料中的基于加捻纱的织物导致被包覆的导体中的重脊(heavy ridges)。无捻纱产生更光滑、更薄的包覆物。在绝缘的圆形导线的情形中，当在导体之上挤出时光滑表面是合乎需要的。导线上的最终挤出层可能更薄且更光滑。用于高温电缆绝缘材料中的树脂是为了在高温使用条件下工作而选择的，而且它们一般是有机硅树脂，虽然可以使用符合应用性能标准的任何树脂。
[0025]
可以通过用本发明的云母带缠绕导体(例如铜线)制备能够在高温下操作的电缆、导线或导体。在一些应用中，可以将缠绕的组件加热以使云母带中的树脂固化。用于高温布线的电绝缘材料一般基于有机硅树脂。美国专利Nos.4,034,153和6,079,077描述了使用常规云母带生产绝缘的电缆的方法，这些专利被并入本文作参考。应该注意的是，在制备本发明的绝缘电缆的方法中，如U.S.4,034,153中描述的塑料膜层和/或云母带附加层是必需的。高温电导体一般符合UL5107、5127或5128，或者IEC 331或332的要求，而且对于设备布线用电线和引线可以在最高450℃、优选最高600℃的温度下操作，而对于电力电缆、命令电缆、信号和控制电缆、高温电缆以及耐火接线和电缆，可以在最高750℃、优选最高1100℃的温度下操作。这些导体被广泛用在船和近海平台上，以及隧道、钢厂和核电站中。
实施例
实施例1：
[0026]
将4,086克重均分子量约为1,800的聚丁二烯树脂(Lithene AH，Lithium Corporation of America)溶于含有大约41克过氧化二枯基固化剂的8,172克甲苯中，得到一种33.4重量％固体的溶液。
[0027]
将大约两密耳厚的白云母片与得自Dielectric Solutions的大约1.2密耳厚的GlasFabDirect玻璃稀松布接触，并且将所述聚丁二烯树脂溶液辊涂到云母片上并且通过所述玻璃稀松布进入云母片中。这之后是将包含异戊二烯-丁二烯A-B-A嵌段共聚物粘合剂溶液的聚合物密封层辊涂到所述玻璃稀松布上。该具体实施例中的密封层是从包含6.7磅甲苯、1.32克抗氧化剂(Irganox 101，Ciba Geigy)、0.66克二烯丙基硫代二丙酸酯、0.66克Weston 618抗氧化剂和0.58磅异戊二烯-丁二烯A-B-A嵌段共聚物(Kraton 1107)的溶液浇注成的。在约375℃-450℃的电热板温度下将这样涂覆的带从下面进行电热板加热。在涂覆涂层之后，将该带(带#1)在约325下在干燥炉中热处理到基本上不粘的状态，但是时间范围是不会引起聚丁二烯的固化。从所述干燥炉退出后，将一层厚度约为0.25密耳的聚对苯二甲酸乙二酯膜涂到所述云母带的与玻璃稀松布相反的一侧，该复合材料在约300下通过受热的紧压罗拉(calender roller)。
[0028]
按照与第一样品相同的方式形成了第二样品(带#2)，但第二样品包括一个在所述第一样品的嵌段共聚物层上的聚对苯二甲酸乙二酯膜附加层。照这样，将该聚酯层涂到与第一样品的第一聚酯层相同的位置。表I中显示了各个带的性能。两种带的残余溶剂(甲苯)含量都是约0.5重量％。
| 表I | ||
| 带#1 | 带#2 | |
| 粘合剂含量，％： | 20-25 | 20-25 |
| 厚度：(ASTM D374，方法C) | 0.0050″ | 0.0053″ |
| 大致重量，1bs/sq.ft. | 0.028 | 0.031 |
| 格利式织物硬挺度(Gurley Stiffness)，Mg.@75. | 500 | 600 |
| 介电强度V./Mil Avg.： | 800 | 1200 |
| Bar Dielectric，KV(半绕包，Half-LapWrap) | ||
| 一层 | 3.1 | 4.5 |
| 两层 | 6.9 | 8.5 |
| 三层 | 8.9 | 10.5 |
| 损耗因数，℃.，1.4％(40 Volts/Mi1，2层层压材料) | 155° | |
[0029]
制备了如表II中所述的基于其它树脂体系的层压材料。测定了选定层压材料的损耗因数，并将其列于该表中。
| 表II | ||
| 树脂体系 | 层压材料 | 损耗因数(155℃，40Volts/Mi1)(ASTM D150) |
| 双酚A酸酐固化 | 2层0.006″云母纸 | 8.8％ |
| 1层聚酰胺纸 | 14.7％ | |
| 2层聚酰胺和云母纸 | 14.5％ | |
| 酚醛环氧树脂*3％BF3 400MEA | 4层0.004″云母纸 | 4.7％ |
| 酚醛环氧树脂3％BF3 400MEA(热熔体) | - | |
| 酚醛环氧树脂*(中等分子量)50phr线型酚醛树脂 | 4层0.004″云母纸 | 2.6％ |
| 酚醛环氧树脂*(低分子量)50phr线型酚醛树脂 | 4层0.004″云母纸 | 8.8％ |
| 双酚A环氧树脂*(低分子量)50phr线型酚醛树脂 | 4层0.004″云母纸 | 11.0％ |
| B-阶烃高弹体(溶剂溶液) | 4层0.004 ″云母纸 | 0.6％ |
| B-阶烃高弹体(热熔体) | - | |
| 商品烃配制物**(无溶剂) | - | |
*这些铸件都是从树脂的丙酮溶液制备的
**等级定为180℃级别。
实施例2：包带试验
[0030]
匝间绝缘：3/4″ x 100yd卷是标准包装。实验带显示优异的铺设(lay-down)，而没有如果采用竞争性带时注意到的弦线(strings)。
[0031]
接地绝缘：在一英寸I.D.芯上的1″ x 30 yd卷是标准的包装。确定了，即使在最高的张力下，所述带包装在整个包带过程中也保持稳定。再一次，所述带平稳地施用，外观非常均匀。
[0032]
用实验材料(线圈#9)和两种对照带(线圈#11和线圈#8)制备的线圈。将侧板拴到线圈槽截面(slot section)上以模拟线圈在定子中的时候遇到的渍浸限制。所有的电试验都是在没有移动所述槽侧板的情况下进行的。这确实往往给出更高的tip-up结果和损耗因数值。然而，由于所有的线圈都是按照相同方式测试的，所以可以将结果视为相对的。
[0033]
给线圈的引线通电，通过将测量引线与侧板连接而在槽截面中测定损耗因数。在所有连接区域除去了树脂积累。在2Kv的压力下，在室温下、然后在升高的温度下测量了损耗因数。测试了线圈的每一个支线，并且报道了两个结果的平均值。通过在测试之前将线圈在测量温度下保持一小时而让线圈达到热平衡。结果如下：
[0034]
一般而言，大多数材料组合在室温下显示低的损耗因数。随着材料温度的升高，损耗因数一般有增大。这随着带中的树脂与VPI槽中的树脂一起固化得有多好而变化。此外，它给出带本身中粘合树脂的一般极性性质的指示。最佳状态是具有零增大，而在实践中，试图使该效应最小化。通常，如果有正在增大的DF，那么人们也会观察到正在增大的介电常数。增大介电常数给空隙区域施加更大的介电应力，这可以变成内部电晕放电的部位，最终导致绝缘故障。对线圈#11和9测量的结果被认为是优异的，并且与酸酐固化的环氧体系相一致。
[0035]
除了在室温下测量损耗因数之外，还在每个线圈的每个支线上测量了在2和8Kv之间的tip-up。在将线圈直线上升至高达180℃之前和之后都进行了这种测量。在温度暴露之前tip-up的强度是为了确定绝缘材料接受VPI树脂有多好。高tip-up值将反映由于高空隙含量导致的差的浸渍。由于绝缘壁的排气和充气(puffing)，暴露于温度之后的tip-up将显示在热稳定性方面的问题。结果如下：
[0036]
这些线圈中没有一个显示在排气或充气方面的问题。它们都显示在暴露于180℃后的损耗因数方面的改进。这与接受附加固化的绝缘材料相一致。考虑到两电极构型，所述tip-ups被认为是正常的。如果有保护电极，这些数值将有望是非常平的。关键点在于，对于实验材料(线圈#9)不存在实际tip-up的增加，并且与对照相一致。
[0037]
在被测试损耗因数的线圈上，槽截面板被移开，对薄0.050″截面进行切割以便目视观察铜排列(copper alignment)、绝缘材料铺设和VPI树脂填充。所有线圈截面表现出某种程度的带变形。这部分是由于铜排列、带本身的铺设特征以及操作过程中带的拉紧。所有截面还显示出囊(pockets)。这些囊不是空隙，而实际上完全充满了环氧树脂。由于树脂是半透明的而且样品是从后面照明的，所以这些看上去似乎很像是空隙间隙。然而，所有线圈都完全充满了VPI树脂。这方面会被认为是优异的。线圈11和8上的铜排列远远优于线圈9。推测起来，由于它们的样品性质，在线圈制备这个方面关注不够。
实施例3：树脂含量—云母/玻璃比
[0038]
采用一种环氧树脂体系，通过实施例1中描述的方法制备了各种带。所述实验带与对照2的不同仅仅在于，使用了由无捻纤维组成的Dielectric Solutions玻璃织物。
| 表III | |||
| 性能 | 对照1 | 对照2 | 实验的 |
| 玻璃厚度(密耳) | 2 | 2 | 1.2 |
| 云母厚度(密耳) | 3 | 6 | 5.6 |
| 玻璃重量(g/m2) | 27.5 | 27.5 | 28.8 |
| 云母重量(g/m2) | 120 | 250 | 252 |
| 树脂含量(重量％) | 42 | 27-33 | 30 |
| 总厚度(密耳) | 7 | 10 | 9.35 |
| 张力(1b/in) | 110 | 110 | 150 |
| 云母/玻璃厚度比 | 1.5 | 3 | 4.7 |
| 云母/玻璃重量比 | 4.4 | 9.1 | 8.7 |
| ％压缩 | 30 | 40 | |
| 每1/2叠绕层压缩后的厚度 | 9.8 | 12 | |
| 压缩后云母/玻璃厚度比 | 1.45 | 2 | |
| 60vpm：133mil No.层 | 13.5 | 11 | |
| Tg(℃)后固化10hrs@150C | 170 | 170 | 171 |
| ％DF@160℃ | 10.8 | 10.8 | 3.5 |
可见，与任一个对照相比，所述实验带具有更高的云母/玻璃厚度比、更低的树脂含量和更高的抗张强度。
Claims (21)
1.一种电绝缘材料，它包含玻璃纤维层和置于其上的云母层，其中所述玻璃纤维层包含无捻玻璃纤维纱。
2.权利要求1的电绝缘材料，其中所述玻璃纤维层是玻璃纤维织物。
3.权利要求1的电绝缘材料，它另外包含至少一种聚合树脂。
4.权利要求2的电绝缘材料，其中所述聚合树脂包含热固性树脂。
5.权利要求2的电绝缘材料，其中所述聚合树脂包含至少一种环氧树脂。
6.权利要求2的电绝缘材料，其中所述聚合树脂包含至少一种有机硅树脂。
7.权利要求3的电绝缘材料，其中树脂含量在约3重量％至约25重量％的范围内。
8.权利要求3的电绝缘材料，其中树脂含量在约5重量％至约18重量％的范围内。
9.权利要求3、7或8的电绝缘材料，它另外包含固化促进剂。
10.权利要求9的电绝缘材料，其中所述固化促进剂包含金属或胺。
11.权利要求3的电绝缘材料，其中树脂含量在约25重量％至约50重量％的范围内。
12.权利要求3的电绝缘材料，其中树脂含量在约27重量％至约45重量％的范围内。
13.前述权利要求任一项的电绝缘材料，呈带的形式。
14.一种生产绝缘的电导体的方法，该方法包括：
用前述权利要求任一项的电绝缘材料缠绕所述电导体。
15.权利要求14的方法，它另外包括加热缠绕的导体以使所述树脂固化。
16.权利要求14的方法，其中所述电导体是适合用于高温环境的导线。
17.权利要求14的方法，其中所述电导体是用于高压电动机的线圈。
18.权利要求14的方法，它另外包括，在加热被包覆的导体之前用热固性树脂浸渍所述材料。
19.使用权利要求16的方法生产的高温绝缘导线，其中所述导线被分类为在最高450℃的温度下操作。
20.使用权利要求16的方法生产的高温绝缘导线，其中所述导线被分类为在最高1100℃的温度下操作。
21.使用权利要求17的方法生产的高温绝缘线圈。
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