CN105304236A - 一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，首先在聚酰亚胺薄膜上涂聚氨酯胶液，并在50～105℃经过分段烘干，以保证胶粘剂初步的固化程度，得到带胶的聚酰亚胺薄膜，然后与聚芳酰胺纤维纸进行双面复合，收卷再进行后固化处理，胶粘剂固化完全，得到所需电工用绝缘柔软复合材料，步骤简单，操作方便，同时聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸的耐热性好，使所得产品耐热性能高至220级，其热态粘结性满足(220±2)℃，同时满足48h不分层、不起泡、不流胶的要求，能够满足电极等的高需求，能够有效提高电机的安全性和可靠性。
Description
【技术领域】
本发明属于绝缘材料领域，涉及一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法。
【背景技术】
现有电机、电器线圈的对地、匝间和衬垫绝缘，一般采用的聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料(NHN)为H级，其热态粘结性要求(200±2)℃，10min不分层、不起泡、不流胶。而聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料的热态粘结性受制备过程中的多种因素影响，比如收卷张力、复合速度以及烘箱温度等，容易出现复合不均匀、胶粘剂固化不完全等现象，从而导致热态粘结性差，电机长时间使用热态粘结性差的绝缘材料，尤其是长时间的高温环境下NHN有可能会出现分层起泡的现象，从而影响电机的安全性和可靠性。同时，不同的胶粘剂也会造成所制得的材料性能差异，不利于粘结性能的提升。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，通过该方法所制得的材料，安全性和可靠性高。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
包括以下步骤：
1)首先将聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸同时放卷；
2)在聚酰亚胺薄膜的双面均涂上聚氨酯胶液，在50～105℃进行分段烘干，得到带胶的聚酰亚胺薄膜；
3)将带胶的聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸进行双面复合后收卷，得到卷状复合材料；
4)卷状复合材料经后固化处理，得到电工用绝缘柔软复合材料。
进一步地，步骤2)中聚氨酯胶液的配置步骤包括：取聚氨酯主剂溶解在乙酸乙酯中，再加入固化剂，混合均匀，制得聚氨酯胶液，其中聚氨酯主剂、固化剂和乙酸乙酯的质量比为5:1:(7～9)。
进一步地，聚氨酯主剂采用LOCTITELIOFOLLA2716，固化剂采用LOCTITELIOFOLLA5500。
进一步地，步骤2)中聚酰亚胺薄膜上的干胶量14～22g/m2。
进一步地，步骤2)中聚酰亚胺薄膜涂上聚氨酯胶液的速度为8～12m/min，烘干是在烘箱中进行的，且烘箱分为三段，温度分别为50～60℃、90～105℃和90～105℃。
进一步地，步骤3)中的聚芳酰胺纤维纸经过导向辊在常温复合。
进一步地，步骤3)中收卷张力为30～40N。
进一步地，步骤4)中的后固化处理包括：卷状复合材料竖立放置72h以上，然后在110～130℃热处理48h以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明在聚酰亚胺薄膜上涂聚氨酯胶液，并在50～105℃经过分段烘干，以保证胶粘剂初步的固化程度，得到带胶的聚酰亚胺薄膜，然后与聚芳酰胺纤维纸进行双面复合，收卷再进行后固化处理，胶粘剂固化完全，得到所需产品，步骤简单，操作方便，同时聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸的耐热性好，使所得产品耐热性能高至220级，其热态粘结性满足(220±2)℃，同时满足48h不分层、不起泡、不流胶的要求，能够满足电极等的高需求，能够有效提高电机的安全性和可靠性。
进一步地，本发明中聚氨酯主剂、固化剂和乙酸乙酯的质量比为5:1:(7～9)，所得产品性能最好，粘结良好，柔软性高。
进一步地，本发明中收卷张力为30～40N，利于使得到的复合材料平整，并减小弯曲现象，避免出现褶皱。
【具体实施方式】
下面结合对本发明做进一步详细描述：
包括以下步骤：
1、胶液配制
1.1取聚氨酯主剂溶解在乙酸乙酯中，再加入固化剂，混合均匀，制得聚氨酯胶液，其中聚氨酯主剂、固化剂和乙酸乙酯的质量比为5:1:(7～9)。聚氨酯主剂采用LOCTITELIOFOLLA2716，固化剂采用LOCTITELIOFOLLA5500；
1.2将配好的胶液用泵打入贮胶釜中；
1.3在使用聚氨酯主剂前应检查是否冻结，如果有冻结现象，应将聚氨酯主剂烘开，温度在60～80℃，2～4h后方可使用，配制好的胶粘剂贮存期为36小时。
2、涂胶
2.1首先检查设备，电控制系统是否正常；
2.2将聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸放好，用旧聚酯薄膜经各导向辊引至收量轴上，按工艺要求设定烘箱温度，待烘箱温度达到要求时，将复合机开车同时放卷；
2.3聚酰亚胺薄膜和旧聚酯薄膜的接头过刮刀后，停车，升胶槽，放胶，打开贮胶釜阀门，当胶槽胶液将胶辊浸没时可开车，以8～12m/min的车速，在聚酰亚胺薄膜的双面均涂上聚氨酯胶液；放胶时不要将胶门开得太大，不要使胶槽中的胶液有气泡产生；
2.4涂好聚氨酯胶液的聚酰亚胺薄膜经过烘箱，烘箱中分为三段温区，Ⅰ区温度为50～60℃，Ⅱ区温度为90～105℃，Ⅲ区温度为90～105℃，得到带胶的聚酰亚胺薄膜；其中聚酰亚胺薄膜上的双面干胶量14～22g/m2。
3、复合
聚芳酰胺纤维纸经过导向辊，与出烘箱口的带胶聚酰亚胺薄膜在常温进行双面复合，即聚酰亚胺薄膜的两侧分别通过胶粘剂与聚芳酰胺纤维纸贴合在一起，然后收卷，得到卷状复合材料，收卷张力为30～40N，复合时将产品复合温度及收卷张力调整合适，利于使得到的复合材料平整，并减小弯曲现象，避免出现褶皱。
4、后固化处理
收好卷状复合材料时停车，缠紧后卸捆，经后固化处理，得到电工用绝缘柔软复合材料，后固化处理步骤为：卷状复合材料竖立放置72h以上，然后在110～130℃热处理48h以上，取样，220℃/24h不分层，不起泡，不流胶。
实施例一
步骤一、胶液配制：按质量份数计，取5份聚氨酯主剂用8份的乙酸乙酯溶解，再加入1份固化剂混合，搅拌均匀，得到聚氨酯胶液。
步骤二、涂胶：聚氨酯胶液配制好后，将烘箱温度设置到Ⅰ区55℃，Ⅱ区100℃，Ⅲ区105℃，烘箱温度升至设定值后，开车使聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸同时放卷，且车速在10m/min，在聚酰亚胺薄膜的双面涂上聚氨酯胶液，然后通过烘箱烘干，得到带胶的聚酰亚胺薄膜，其中聚酰亚胺薄膜上的干胶量18g/m2。
步骤三、复合与收卷：聚芳酰胺纤维纸经过导向辊，与出烘箱口的带胶聚酰亚胺薄膜复合，然后收卷，得到卷状复合材料，收卷张力为35N。
步骤四、后固化处理：收好卷的产品进行后固化，产品卷竖立放置72h以后，在120℃的烘箱中热处理48h，得到电工用绝缘柔软复合材料。
对以上绝缘柔软复合材料进行取样测试，测试结果如下表1所示：
表1实施例一制得的复合材料性能测试结果
对比例一
在胶液配制过程中，采用不同主剂和固化剂的配置比例，其它条件与实施例一相同，所得复合材料的粘接性能对比如下表2所示：
表2不同配制比例的胶液所得复合材料的粘结性能
由上可知，在聚氨酯主剂和固化剂的配比为5:1时，所得产品性能最好，粘结良好，柔软性高。
实施例二
步骤一、胶液配制：按质量份数计，取5份聚氨酯主剂用7份的乙酸乙酯溶解，再加入1份固化剂混合，搅拌均匀，得到聚氨酯胶液。
步骤二、涂胶：聚氨酯胶液配制好后，将烘箱温度设置到Ⅰ区50℃，Ⅱ区90℃，Ⅲ区90℃，烘箱温度升至设定值后，开车使聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸同时放卷，且车速在10m/min，在聚酰亚胺薄膜的双面涂上聚氨酯胶液，然后通过烘箱烘干，得到带胶的聚酰亚胺薄膜，其中聚酰亚胺薄膜上的干胶量20g/m2。
步骤三、复合与收卷：聚芳酰胺纤维纸经过导向辊，与出烘箱口的带胶聚酰亚胺薄膜复合，然后收卷，得到卷状复合材料，收卷张力为30N。
步骤四、后固化处理：收好卷的品进行后固化，产品卷竖立放置96h以后，在110℃的烘箱中热处理60h，得到电工用绝缘柔软复合材料。
实施例三
步骤一、胶液配制：按质量份数计，取5份聚氨酯主剂用9份的乙酸乙酯溶解，再加入1份固化剂混合，搅拌均匀，得到聚氨酯胶液。
步骤二、涂胶：聚氨酯胶液配制好后，将烘箱温度设置到Ⅰ区60℃，Ⅱ区105℃，Ⅲ区105℃，烘箱温度升至设定值后，开车使聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸同时放卷，且车速在10m/min，在聚酰亚胺薄膜的双面涂上聚氨酯胶液，然后通过烘箱烘干，得到带胶的聚酰亚胺薄膜，其中聚酰亚胺薄膜上的干胶量14g/m2。
步骤三、复合与收卷：聚芳酰胺纤维纸经过导向辊，与出烘箱口的带胶聚酰亚胺薄膜复合，然后收卷，得到卷状复合材料，收卷张力为40N。
步骤四、后固化处理：收好卷的品进行后固化，产品卷竖立放置84h以后，在130℃的烘箱中热处理72h，得到电工用绝缘柔软复合材料。
实施例四
采用与实施例一相同的步骤和条件，将车速调整为8m/min，得到带胶的聚酰亚胺薄膜，其中聚酰亚胺薄膜上的干胶量为14g/m2。
实施例五
采用与实施例一相同的步骤和条件，将车速调整为12m/min，得到带胶的聚酰亚胺薄膜，其中聚酰亚胺薄膜上的干胶量为22g/m2。
由实施例一至实施例三可知，在车速一定时，溶剂乙酸乙酯含量越低，干胶量越大；由实施例一、实施例四和实施例五可知，在溶剂含量一定时，车速越快，干胶量越大。
本发明采用C级的耐高温型聚氨酯双组份胶粘剂，由于分子链结构中引进了耐高温组分，属可室温固化之聚氨酯耐高温型胶粘剂；然后针对该胶粘剂设置制造工艺，通过乙酸乙酯作为溶剂进行胶液调整，并结合涂布量和车速来设置烘箱温度，以保证胶粘剂固化程度，在烘箱温度升至设定值后，将复合机开车，经过三段烘干和贴合后，收卷即可，再进行后固化处理，得到所需产品，操作方便，而且产品耐热性能升高至220级，胶粘剂固化完全，其热态粘结性满足(220±2)℃，同时满足48h不分层、不起泡、不流胶的要求。原材料价格适中，易于采购。
Claims (8)
1.一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)首先将聚酰亚胺薄膜和聚芳酰胺纤维纸同时放卷；
2)在聚酰亚胺薄膜的双面均涂上聚氨酯胶液，在50～105℃进行分段烘干，得到带胶的聚酰亚胺薄膜；
3)将带胶的聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸进行双面复合后收卷，得到卷状复合材料；
4)卷状复合材料经后固化处理，得到电工用绝缘柔软复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，步骤2)中聚氨酯胶液的配置步骤包括：取聚氨酯主剂溶解在乙酸乙酯中，再加入固化剂，混合均匀，制得聚氨酯胶液，其中聚氨酯主剂、固化剂和乙酸乙酯的质量比为5:1:(7～9)。
3.根据权利要求2所述的一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，聚氨酯主剂采用LOCTITELIOFOLLA2716，固化剂采用LOCTITELIOFOLLA5500。
4.根据权利要求1所述的一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，步骤2)中聚酰亚胺薄膜上的干胶量14～22g/m2。
5.根据权利要求1所述的一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，步骤2)中聚酰亚胺薄膜涂上聚氨酯胶液的速度为8～12m/min，烘干是在烘箱中进行的，且烘箱分为三段，温度分别为50～60℃、90～105℃和90～105℃。
6.根据权利要求1或5所述的一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，步骤3)中的聚芳酰胺纤维纸经过导向辊在常温复合。
7.根据权利要求1所述的一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，步骤3)中收卷张力为30～40N。
8.根据权利要求1所述的一种电工用绝缘柔软复合材料的制造方法，其特征在于，步骤4)中的后固化处理包括：卷状复合材料竖立放置72h以上，然后在110～130℃热处理48h以上。
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