CN104112554A - 一种包带机所使用的高性能云母带的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包带机所使用的高性能云母带的制备方法，该方法使用增韧型改性粘合剂将云母纸与补强材料粘合后，通过烘烤、辊压、收卷、切割成型的过程制得符合包带机卷绕要求的云母带；该制备方法使用的粘合剂为桐马酸酐-环氧树脂粘合剂，该粘合剂的制备原料比例和步骤对云母带的性能产生重要的影响。该云母带具有较高的弯曲性能、拉伸性能和电气性能，符合包带机1kg～15kg可调张紧力的要求，产品的抗拉强度≥80N/cm，挺度≤60N/10mm，电气强度≥1.5kV；所用原材料为国产材料，生产成本不到进口云母带产品价格的二分之一，能够降低电机的生产成本，提高电机的质量和安全性。

Description

一种包带机所使用的高性能云母带的制备方法

 

技术领域

本发明涉及一种云母带的制备方法，具体涉及一种包带机所使用的高性能云母带的制备方法。

背景技术

浸渍高压电机等电器设备的生产制备过程中，需要使用云母带作为机电部件绕制、捆扎等加工的部件。云母带作为主要的绕包配件已经在机电领域得到了极为广泛的应用。

国内较多的电机应用厂家因考虑到云母带的成本原因，仍采用传统的手工绕制方法，不但效率低，而且由于绕制手法不一，绕制效果成差不齐，绕制的云母带会出现断裂及分层等现象，造成产品存在一定的质量问题，最终导致成品电机电气强度不达标，从而导致电机的损坏，甚至会造成安全事故。

在电机的绕包作业中，若采用包带机绕包技术进行绕包作业，不仅能够提高电机线圈绕制的效率和质量，也能够节约生产成本，具有非常大的应用空间；但是，这种包带机绕包技术需要使用具有较高的弯曲性能、拉伸性能和电气性能的云母带。而目前使用的云母带的抗拉、弯曲强度及电气性能均不能够满足绕包机的性能要求，所以，需要设计出更高性能的云母带以满足绕包机的作业要求。

同时，绕包机使用的云母带目前均由国外进口，国内的云母带不能够满足性能要求；但是，进口的云母带价格高昂，使得绕包生产成本极大的提高，不利于提高企业效益和降低生产成本。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种包带机所使用的高性能云母带的制备方法，该方法制备的云母带具有较高的弯曲性能、拉伸性能和电气性能，符合包带机1kg～15kg可调张紧力的的要求，产品的抗拉强度≥80N/cm，挺度≤60 N/10mm，电气强度≥1.5 kV，能够满足包带机的绕包作业要求，并且其生产成本为进口云母带产品价格的三分之一至二分之一，能够有效降低电机的生产成本，提高电机产品的质量和安全性。

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：

一种包带机所使用的高性能云母带的制备方法，该方法使用粘合剂将云母纸与补强材料粘合后，通过烘烤、辊压、收卷、切割成型的过程制得云母带产品，这些操作过程均为现有技术的操作步骤；本发明的发明点在于，使用的粘合剂为桐马酸酐-环氧树脂粘合剂，该粘合剂将作为补强材料的电工无碱玻璃布与云母片高强度粘合，使云母带产品具有极佳的拉伸强度和电气性能，粘合剂与云母片共同作用使云母带具有较佳的电气性能和绝缘性能，确保电机产品的质量；电工无碱玻璃布使云母带具有极佳的抗拉强度，能够满足包带机的作业要求，并且生产成本为进口产品的一半以下，具有非常大的市场竞争力和使用前景。

该制备方法使用的粘合剂为桐马酸酐-环氧树脂粘合剂，所述粘合剂的制备步骤为：

（1）向反应釜中加入25～35重量份数的桐油，加热升温至120℃，之后将反应釜内部抽真空操作30min，使桐油内的气泡除尽后，将反应釜内的桐油冷却至105～110℃；

（2）向反应釜内加入8～12重量份数的顺酐，所述顺酐为顺丁烯二酸酐，然后使反应釜内温度缓慢升温至136～144℃，升温速度为10~15摄氏度每小时；然后开启反应釜的加热装置使反应釜内物料快速匀速升温至150℃±5℃并保温1.5～2h；得到酸酐；此时反应釜内制得的混合物为酸酐类的固化剂，是由桐油与顺酐反应而成。固化剂的功能使与树脂交链形成网状立体聚合物。

（3）将反应釜内的温度降至130℃，向反应釜内加入12～18重量份数的双马来酰亚胺，保温0.5h使双马来酰亚胺完全溶解，反应釜内得到呈透明状液体；

（4）将反应釜内物料降温至90℃，向反应釜内加入20～40重量份数的增韧型环氧树脂和3～5重量份数的对苯二酚，保温反应0.5小时；

（5）向反应釜内加入咪唑类促进剂，同时加入3～8重量份数的甲苯，将反应釜内物料温度降温至80℃，再向反应釜内加入3～8重量份数的丙酮，充分混合均匀得到胶状混合物；

（6）将上步所得胶状混合物通过300目过滤网过滤后封装，得到所述桐马酸酐-环氧树脂粘合剂。

制得粘合剂后，通过浸漆槽给补强材料粘附粘合剂，然后在补强材料上复合云母纸，之后通过烘烤、辊压、收卷、切割成型，制得最终的云母带产品。

优选的，咪唑类促进剂为二甲基咪唑、1,3-二氮杂-2,4-环戊二烯中的一种或两种的混合物。咪唑类促进剂功能是促进固化剂在较低的条件下就能与树脂固化，并使固化产品固化效果更好，固化物固化更彻底，产品的机械及电气性能更优异。

进一步的，咪唑类促进剂优选为二甲基咪唑与1,3-二氮杂-2,4-环戊二烯按照1:1.35重量比配成的混合物。咪唑类促进剂的两个组分的组合比例，结果实验室的多次配比试验，最终确定1:1.35重量比配成的促进剂具有最佳的效果，使粘合剂的粘接强度最高。

进一步的，粘合剂制备步骤（2）中，反应釜中加入顺酐后优选的升温温度为140摄氏度。

进一步的，粘合剂制备步骤中，各个物料的加入量的重量份数，优选为，桐油：顺酐：双马来酰亚胺：对苯二酚：增韧型环氧树脂：甲苯：丙酮的重量比例为25:8:15:5:40:5:5。

进一步的，增韧型环氧树脂是将低粘度高玻璃化温度的环氧树脂进行增韧处理得到，在低粘度高玻璃化温度环氧树脂中加入 环氧树脂重量5~10%的的增韧剂，所述增韧剂为羧基液体丁腈橡胶，使树脂具有较高的冲击性能。环氧树脂的玻璃化温度为125 ～135摄氏度。

试验中已经得到证明，在粘合剂中，桐油与顺酐的重量份数之和与增韧型环氧树脂的重量份数的比例对粘合剂产品的性能会产生重要的影响，粘合剂制备步骤中，桐油、顺酐、增韧型环氧树脂的加入量的重量份数，优选为，桐油与顺酐合成的酸酐当量与增韧型环氧树脂中的环氧基当量比例为（0.65～0.85）:1。通过大量的试验数据证明，该比例的使用量，使最终的粘合剂具有最佳的粘接性能和电气性能。

补强材料为电工无碱玻璃布。

本发明的优点和有益效果为：

（1）该方法制备的云母带具有较高的弯曲性能、拉伸性能和电气性能，符合包带机1kg～15kg可调张紧力的要求，产品的抗拉强度≥80N/cm，挺度≤60 N/10mm，电气强度≥1.5 kV，能够满足包带机的绕包作业要求；

（2）该方法的生产成本为进口云母带产品价格的三分之一至二分之一，能够有效降低电机的生产成本，提高电机使用质量；

（3）该方法制备的云母带产品，具有极佳的电气性能，能够确保电机产品的质量和使用安全，避免了传统的云母带产品强度不高、电机电气性能较差的问题；

（4）该方法制造过程简单易操作，能够在简单的设备中进行高效的生产，满足规模化生产的需求，并且，产品具有非常大的市场空间，能够得到大规模的推广使用。

具体实施方式

下列实施例将进一步说明本发明。

实施例1至3、对比例1和对比例2的生产方法过程如下所述，其不同点在于各个原料的加入重量比例不同，重量比例的加入量具体见表1；具体操作步骤为：

使用粘合剂将云母纸与补强材料粘合后，通过烘烤、辊压、收卷、切割成型的过程制得云母带产品； 

该制备方法使用的粘合剂为桐马酸酐-环氧树脂粘合剂，所述粘合剂的制备步骤为：

（1）向反应釜中加入桐油，加热升温至120℃，之后将反应釜内部抽真空操作30min，使桐油内的气泡除尽后，将反应釜内的桐油冷却至108℃；

（2）向反应釜内加入顺酐，然后使反应釜内温度缓慢升温至140℃，升温速度为10~15摄氏度每小时；然后开启反应釜的加热装置使反应釜内物料快速升温至150℃±5℃并保温1.8h；得到酸酐；

（3）将反应釜内的温度降至130℃，向反应釜内加入双马来酰亚胺，保温0.5h使双马来酰亚胺完全溶解，反应釜内得到呈透明状液体；

（4）将反应釜内物料降温至90℃，向反应釜内加入增韧型环氧树脂和对苯二酚，保温反应0.5小时；

增韧型环氧树脂是将低粘度高玻璃化温度的环氧树脂进行增韧处理得到，在低粘度高玻璃化温度环氧树脂中加入环氧树脂重量8%的增韧剂，所述增韧剂为羧基液体丁腈橡胶；环氧树脂的玻璃化温度为125 ～ 135摄氏度；

（5）向反应釜内加入咪唑类促进剂，同时加入甲苯，将反应釜内物料温度降温至80℃，再向反应釜内加入丙酮，充分混合均匀得到胶状混合物；

（6）将上步所得胶状混合物通过300目过滤网过滤后封装，得到所述桐马酸酐-环氧树脂粘合剂。

其中，咪唑类促进剂为二甲基咪唑与1,3-二氮杂-2,4-环戊二烯按照1:1.35重量比配成的混合物；补强材料为电工无碱玻璃布。

表1中列出了实施例1至3、对比例1和对比例2的生产方法中各个原料的加入量的重量份数比例。

表1

对比例1和对比例2实在实施例1的基础上，调整了桐油与顺酐的合成酸酐量与增韧型环氧树脂中环氧基当量比例，使其比例范围不在为（0.65～0.85）:1之间，以验证本发明的发明点具有突出的性能特点。

对上述实施例1至3和对比例1、对比例2的产品，进行性能检测，在同等条件下使用相同的设备和参数检测云母带的产品性能，具体性能测试结果如表2所示：

表2

表2中进行的四个测试项目所使用的测试设备为：

抗拉强度的测试设备采用HT-1/5A型击穿电压测试仪，生产厂家为桂林电器科学研究院；

电气强度测试设备采用QJ211B-30KN微机控制高低温万能材料试验机，生产厂家为上海倾技仪器仪表科技有限公司；

挺度测试设备采用型号为LB-T50/T500的挺度测定仪；

孔隙度测试采用云母透气性测试装置进行检测。

从上表可以看出，本发明的实施例1至3的产品，其性能能够满足包带机的作业要求，同时，实施例1中桐油与顺酐合成的酸酐重量与增韧型环氧树脂中的环氧基当量的重量比例范围在（0.65～0.85）:1之间，其产品的各项性能明显强于对比例中的产品性能。说明，本发明桐油与顺酐的合成酸酐量与增韧型环氧树脂中环氧基当量比例范围对产品性能具有极大的提升效果。

市场上现售的云母带产品，其抗拉强度的均在65～70 N/cm的范围内，并且其电气强度一般在1.2 kV左右，与本发明的产品性能对比来看，本发明产品的抗拉强度、电气强度均能够满足电机产品的生产需求和包带机的作业要求。

另外，本发明的产品的挺度和孔隙度均具有较佳的性能。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种包带机所使用的高性能云母带的制备方法，该方法使用增韧型改性粘合剂将云母纸与补强材料粘合后，通过烘烤、辊压、收卷、切割成型的过程制得云母带产品，其特征在于，

该制备方法使用的增韧型改性粘合剂为桐马酸酐-环氧树脂粘合剂，所述粘合剂的制备步骤为：

（1）向反应釜中加入25～35重量份数的桐油，加热升温至120℃，之后将反应釜内部抽真空操作30min，使桐油内部的气泡除尽后，将反应釜内的桐油冷却至105～110℃；

（2）向反应釜内加入8～12重量份数的顺酐即顺丁烯二酸酐，然后使反应釜内温度缓慢升温至136～144℃，升温速度为10~15摄氏度每小时；然后开启反应釜的加热装置使反应釜内物料匀速升温至150℃±5℃并保温1.5～2h； 

（3）将反应釜内的温度降至130℃，向反应釜内加入12～18重量份数的双马来酰亚胺，保温0.5h使双马来酰亚胺完全溶解，反应釜内得到呈透明状液体；

（4）将反应釜内物料降温至90℃，向反应釜内加入20～40重量份数的增韧型环氧树脂和3～5重量份数的对苯二酚，保温反应0.5小时；

（5）向反应釜内加入咪唑类促进剂，同时加入3～8重量份数的甲苯，将反应釜内物料温度降温至80℃，再向反应釜内加入3～8重量份数的丙酮，充分混合均匀得到胶状混合物；

（6）将上步所得胶状混合物通过300目过滤网过滤后封装，

得到所述桐马酸酐-环氧树脂粘合剂。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，咪唑类促进剂为1,3-二氮杂-2,4-环戊二烯、二甲基咪唑中的一种或两种的混合物。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于， 咪唑类促进剂优选为1,3-二氮杂-2,4-环戊二烯与二甲基咪唑1:1.35重量比配成的混合物。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，粘合剂制备步骤（2）中，反应釜中加入顺酐后优选的升温温度为140摄氏度。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，粘合剂制备步骤中，各个物料的加入量的重量份数，优选为，桐油：顺酐：双马来酰亚胺：对苯二酚：增韧型环氧树脂：甲苯：丙酮的重量比例为25:8:15:5:40:5:5。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，增韧型环氧树脂是将低粘度高玻璃化温度的环氧树脂进行增韧处理得到，在低粘度高玻璃化温度的环氧树脂中加入环氧树脂重量5～10%的增韧剂得到增韧型环氧树脂，所述增韧剂为羧基液体丁腈橡胶；环氧树脂的玻璃化温度为125 ～135摄氏度。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，粘合剂制备步骤中，桐油、顺酐、增韧型环氧树脂的加入量的重量份数，优选为，桐油与顺酐合成的酸酐当量与增韧型环氧树脂中的环氧基当量比例为（0.65～0.85）:1。

8.如权利要求1至7任一所述的制备方法，其特征在于，补强材料为电工无碱玻璃布。