CN102820110A

CN102820110A - 一种玻璃布补强高导热云母带及其制备方法

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Publication number: CN102820110A
Application number: CN201210318848XA
Authority: CN
Inventors: 张凯; 许曼; 王晓梅; 朱宏; 焦丕玉; 卢军彩; 尚保仁; 胡梅; 杜灵根
Original assignee: 712th Research Institute of CSIC
Current assignee: 712th Research Institute of CSIC
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明涉及一种玻璃布补强高导热云母带及其制备方法，特别适用于高压电机和大功率变频电机作主绝缘材料。云母带由补强材料层、在补强材料层上的混合有胶粘剂的填料层及外测的云母纸层构成；补强材料层的材料是电工用高强度无碱玻璃布。云母带及其制备方法步骤包括：对填料的原材料进行表面处理、将表面处理过的填料加入到胶粘剂和可挥发的溶剂中混合搅拌压铺在补强材料层上成为混合有胶粘剂的填料层、铺上云母纸层、初级产品加热、烘干和收卷，最终制得玻璃布补强高导热云母带成品。本发明云母带优点是：导热系数显著提高，能有效阻止电机温升、延缓绝缘材料老化、提高电机效率和延长使用寿命。云母带制备方法工艺简易、质量稳定可靠。

Description

一种玻璃布补强高导热云母带及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃布补强高导热云母带及其制备方法，特别适用于高压电机和大功率变频电机作主绝缘材料。

背景技术

现代大型和中型高压电机技术的发展，对电机的绝缘性能提出了越来越高的要求。电机工作温度、额定功率、电容量和体积都显著增加，绝缘结构需承受更高的电应力、机械应力、热应力和环境应力，电机工作环境愈加恶劣。这就要求绝缘材料具有更好的绝缘和耐热等性能。与普通大功率高压电机相比，中高压大功率变频电机对其绝缘结构有更高的要求。大功率变频电机的绝缘是热的绝缘体，能阻碍运行过程中产生的热量向铁芯和其它较低温的介质传导，导致电机温升较高，运行温度过高会引起其绝缘材料老化、降低介电性能及机械性能，导致电机效率降低及寿命减少。在大功率变频电机中未采用高导热的绝缘材料，不能把多余的热量从导体中传递到定子直线部分的铁心中，以及周围的冷却气体之中（主要指端部绕组），因此不能有效阻止电机温升，从而造成绝缘材料老化，影响电机效率和使用寿命。

发明内容

本发明的一个目的在于，克服现有技术的缺点，提供一种用于高压电机和大功率变频电机的玻璃布补强高导热云母带。该云母带可以把多余的热量从导体中传递到定子直线部分的铁心以及周围的冷却气体之中，能有效阻止电机温升、延缓绝缘材料老化、提高电机效率和延长使用寿命。

本发明的另一个目的在于，提供一种工艺简易、质量稳定可靠的玻璃布补强高导热云母带制备方法。

本发明的玻璃布补强高导热云母带技术方案为：

一种玻璃布补强高导热云母带，它由补强材料层、混合有胶粘剂的填料层和云母纸层构成；所述混合有胶粘剂的填料层位于补强材料层与云母纸层之间；所述补强材料层的材料是电工用高强度无碱玻璃布。

所述的玻璃布补强高导热云母带，其云母纸层材料为云母纸，采用非煅烧型粉云母纸。

所述的玻璃布补强高导热云母带，云母纸定量在100-180g/m²之间。

所述的玻璃布补强高导热云母带，其混合有胶粘剂的填料层其胶粘剂选自于环氧树脂型胶粘剂、聚酯型胶粘剂、聚酯亚胺型胶粘剂或聚酯环氧型胶粘剂四者中的一种。

所述的玻璃布补强高导热云母带，其混合有胶粘剂的填料层其填料是将填料的原材料用偶联剂进行表面处理后所得到的表面处理过的填料。

所述的玻璃布补强高导热云母带，其填料的原材料选自于SiO2、Al2O3或BN三者中的1种，或2种或3种的混合物；三种材料其各自粒径为1纳米至1微米。

所述的玻璃布补强高导热云母带，其偶联剂选自于硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、氨基硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂四者中的一种。

本发明的玻璃布补强高导热云母带的制造方法技术方案为：

一种本发明所述的玻璃布补强高导热云母带的制造方法，步骤包括：

首先对填料的原材料用偶联剂进行表面处理，得到表面处理过的填料；然后将表面处理过的填料加入到胶粘剂和可挥发的溶剂中，三者一起混合搅拌均匀后再铺在补强材料层上构成混合有胶粘剂的填料层；再在该混合有胶粘剂的填料层上铺上云母纸层；最后将所述补强材料层和混合有胶粘剂的填料层及云母纸层结合在一起的初级产品进行加热、烘干和收卷，从而制得玻璃布补强高导热云母带成品。

所述的玻璃布补强高导热云母带的制造方法，其混合有胶粘剂的填料层在混合搅拌时，参与混合的物质组分按重量百分比计：表面处理过的填料为15%～60%，胶粘剂为5%~35%，其余为可挥发的溶剂，该可挥发的溶剂可以是丙酮。

所述的玻璃布补强高导热云母带的制造方法，其混合有胶粘剂的填料层在混合搅拌时是机械搅拌，选自于砂磨机搅拌，或乳化机搅拌。

本发明技术效果显著：本发明的云母带中使用补强材料无碱玻璃布主要改善了云母带的机械强度，使云母带能够承受包绕过程中的张力，避免云母带受到较大损伤，在固化后补强材料变成绝缘的骨架。混合有胶粘剂的填料层其填料可以改变云母带的导热性，从而使玻璃布补强高导热云母带导热系数实现在0.25w/m·k以上。

附图说明

图 1 为本发明的玻璃布补强高导热云母带的结构示意图；

图 2 为本发明的玻璃布补强高导热云母带的制造工艺流程图。

附图中各标记名称为：1-补强材料层；2-混合有胶粘剂的填料层；3- 云母纸层；4-云母纸输送机辊轴；5-玻璃布及混合有胶粘剂的填料层输送机辊轴；6-加热机；7-加热抽风机；8-辅助加热机；9-烘箱；10-烘箱抽风机；11-收卷机辊轴。

具体实施方式[HC-0741] 结合附图对本发明作进一步说明如下：

实施例1：是基本实施例。如图1 所示，一种玻璃布补强高导热云母带，它由补强材料层1、混合有胶粘剂的填料层2和云母纸层3构成；所述混合有胶粘剂的填料层2位于补强材料层1与云母纸层3之间；所述补强材料层1的材料是电工用高强度无碱玻璃布。云母纸层3材料为云母纸，采用非煅烧型粉云母纸。所述的云母纸定量在100-180g/m²之间。混合有胶粘剂的填料层2其胶粘剂选自于环氧树脂型胶粘剂、聚酯型胶粘剂、聚酯亚胺型胶粘剂或聚酯环氧型胶粘剂四者中的一种。混合有胶粘剂的填料层2其填料是将填料的原材料用偶联剂进行表面处理后所得到的表面处理过的填料；所述表面处理是将填料的原材料与偶联剂搅拌混合处理。填料的原材料选自于SiO2、Al2O3或BN三者中的1种，或2种或3种的混合物；三种材料其各自粒径为1纳米至1微米；所述填料的原材料BN名称为氮化硼。所述的偶联剂选自于硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、氨基硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂四者中的一种。

实施例2：是一个优选的实施例。与实施例1不同的是，云母纸定量为160g/m²；胶粘剂为聚酯环氧型胶粘剂；填料的原材料为纳米级BN，粒径在20纳米至100纳米之间；偶联剂为硅烷偶联剂。

实施例3：是又一个优选的实施例。与实施例1不同的是，云母纸定量为100g/m²；胶粘剂为环氧树脂型胶粘剂；填料的原材料为纳米级SiO2和Al2O3，两原料粒径均为1纳米至100纳米之间；偶联剂为氨基硅烷偶联剂。

实施例4：是又一个优选的实施例。本与实施例1不同的是，云母纸定量为180g/m²；胶粘剂为聚酯亚胺型胶粘剂；填料的原材料为纳米级SiO2，粒径在500纳米至1微米之间；偶联剂为钛酸酯偶联剂。

实施例5：是一种本发明所述的玻璃布补强高导热云母带的制造方法基本实施例，步骤包括：首先对填料的原材料用偶联剂进行表面处理，得到表面处理过的填料；然后将表面处理过的填料加入到胶粘剂和可挥发的溶剂中，三者一起混合搅拌均匀后再铺在补强材料层1上构成混合有胶粘剂的填料层2；再在该混合有胶粘剂的填料层2上铺上云母纸层3；最后将所述补强材料层1和混合有胶粘剂的填料层2及云母纸层3结合在一起的初级产品进行加热、烘干和收卷，从而制得玻璃布补强高导热云母带成品；所述加热分两次，第一次为基本加热，第二次为进一步加热；所述的烘干是通过烘箱烘干。所述的混合有胶粘剂的填料层2在混合搅拌时，参与混合的物质组分按重量百分比计：表面处理过的填料为15%～60%，胶粘剂为5%~35%，其余为可挥发的溶剂，该可挥发的溶剂可以是丙酮。所述的混合有胶粘剂的填料层2在混合搅拌时是机械搅拌，选自于砂磨机搅拌，或乳化机搅拌。本发明方法制成的玻璃布补强高导热云母带导热系数在0.25w/m·k以上。

如图2所示，本发明的专用设备是玻璃布补强高导热云母带制造成套设备系统，该成套设备系统包括云母纸输送机辊轴4；玻璃布及混合有胶粘剂的填料层输送机辊轴5，加热机6，加热抽风机7，辅助加热机8，烘箱9，烘箱抽风机10，收卷机辊轴11。工艺流程按下述顺序进行：原料分别从云母纸输送机辊轴4及并列布置安装的玻璃布及混合有胶粘剂的填料层输送机辊轴5进入，紧接着顺序进入的是加热机6，辅助加热机8，烘箱9，收卷机辊轴11。加热抽风机7在加热机6上或与加热机6并列安装，烘箱抽风机10在烘箱9上或与烘箱9并列安装。

实施例6：是一个较优选的实施例。本实施例玻璃布补强高导热云母带是上述实施例2的组分和配制参数，即：云母纸定量为160g/m²；胶粘剂为聚酯环氧型胶粘剂；填料的原材料为纳米级BN，粒径在20纳米至100纳米之间；偶联剂为硅烷偶联剂。制造方法步骤与实施例5不同的是，所述的混合有胶粘剂的填料层2在混合搅拌时，参与混合的物质组分按重量百分比计：表面处理过的填料为45%，胶粘剂为20%，其余为可挥发的溶剂丙酮。混合搅拌时是砂磨机搅拌。

实施例7：是又一个较优选的实施例。本实施例玻璃布补强高导热云母带是上述实施例3的组分和配制参数。制造方法步骤与实施例5不同的是，所述的混合有胶粘剂的填料层2在混合搅拌时，参与混合的物质组分按重量百分比计：表面处理过的填料为15%，胶粘剂为35%，其余为可挥发的溶剂丙酮。混合搅拌时是乳化机搅拌。

实施例8：是又一个较优选的实施例。本实施例玻璃布补强高导热云母带是上述实施例4的组分和配制参数。制造方法步骤与实施例5不同的是，所述的混合有胶粘剂的填料层2在混合搅拌时，参与混合的物质组分按重量百分比计：表面处理过的填料为60%，胶粘剂为5%，其余为可挥发的溶剂丙酮。混合搅拌时是乳化机搅拌。

本发明技术效果显著，以实施例6为例，玻璃布补强高导热云母带主要性能指标为：

序号	检验项目	单位	检验结果
				1	外观	——	无分层、断裂、填料分布均匀
2	厚度	mm	0.127±0.003
				3	胶含量	%	8.6±1.0
4	云母纸定量	g/m²	160±5
				5	补强材料定量	g/m²	25±5
6	拉伸强度	N/cm	120±10
				7	击穿电压	KV/mm	14±2
8	挥发份	%	0.4±0.1
				9	导热系数	w/m·k	0.28±0.03

本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。

Claims

1.一种玻璃布补强高导热云母带，其特征在于，它由补强材料层（1）、混合有胶粘剂的填料层（2）和云母纸层（3）构成；所述混合有胶粘剂的填料层（2）位于补强材料层（1）与云母纸层（3）之间；所述补强材料层（1）的材料是电工用高强度无碱玻璃布。

2.根据权利要求1所述的玻璃布补强高导热云母带，其特征在于，云母纸层（3）材料为云母纸，采用非煅烧型粉云母纸。

3.根据权利要求2所述的玻璃布补强高导热云母带，其特征在于，云母纸定量在100-180g/m²之间。

4.根据权利要求1所述的玻璃布补强高导热云母带，其特征在于，混合有胶粘剂的填料层（2）其胶粘剂选自于环氧树脂型胶粘剂、聚酯型胶粘剂、聚酯亚胺型胶粘剂或聚酯环氧型胶粘剂四者中的一种。

5.根据权利要求1所述的玻璃布补强高导热云母带，其特征在于，混合有胶粘剂的填料层（2）其填料是将填料的原材料用偶联剂进行表面处理后所得到的表面处理过的填料。

6.根据权利要求5所述的玻璃布补强高导热云母带，其特征在于，所述填料的原材料选自于SiO2、Al2O3或BN三者中的1种，或2种或3种的混合物；三种材料其各自粒径为1纳米至1微米。

7.根据权利要求5所述的玻璃布补强高导热云母带，其特征在于，所述偶联剂选自于硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、氨基硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂四者中的一种。

8.一种权利要求1至7任一权利要求所述的玻璃布补强高导热云母带的制造方法，其特征在于，步骤包括：

首先对填料的原材料用偶联剂进行表面处理，得到表面处理过的填料；然后将表面处理过的填料加入到胶粘剂和可挥发的溶剂中，三者一起混合搅拌均匀后再铺在补强材料层（1）上构成混合有胶粘剂的填料层（2）；再在该混合有胶粘剂的填料层（2）上铺上云母纸层（3）；最后将所述补强材料层（1）和混合有胶粘剂的填料层（2）及云母纸层（3）结合在一起的初级产品进行加热、烘干和收卷，从而制得玻璃布补强高导热云母带成品。

9.根据权利要求8所述的玻璃布补强高导热云母带的制造方法，其特征在于，混合有胶粘剂的填料层（2）在混合搅拌时，参与混合的物质组分按重量百分比计：表面处理过的填料为15%～60%，胶粘剂为5%~35%，其余为可挥发的溶剂，该可挥发的溶剂可以是丙酮。

10.根据权利要求8所述的玻璃布补强高导热云母带的制造方法，其特征在于，混合有胶粘剂的填料层（2）在混合搅拌时是机械搅拌，选自于砂磨机搅拌，或乳化机搅拌。