CN107351455B - 一种多层纸板热压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及绝缘件制作技术领域，尤其提供了一种多层纸板热压方法，该方法采用酪素胶作为粘结剂，利用热压机一次加压、升温、二次加压、保温保压、冷却工艺顺序操作，其中保温保压时间不少于30分钟，冷却到40摄氏度以下方可卸料，同时控制降温速度，采用上述方法后可以稳定产品质量，提高胶层与纸板间的粘接强度，够满足高电压、高机械强度工作环境下的要求。

Description

一种多层纸板热压方法

技术领域

本发明涉及绝缘件制作技术领域，尤其提供了一种多层纸板热压方法。

背景技术

酪素胶为一种利用牛奶为主要原料制作的粘接胶，以其良好的电气性能与透油透气性能在电工绝缘方面有较广泛的应用，干燥速度快，在一般工件粘接中不需加热，但因胶层与纸板结合度低等因素造成粘接强度低，不能够满足高电压、高机械强度工作环境下的要求；同时由于酪素胶的水融性与纸板吸水性结合，使胶酪素胶干燥快，加温干燥时很容易出现胶层固化、老化等现象，造成粘接失效；而制作层压纸板需要大面积刷胶、热压等工艺过程，粘接效果不理想，因此如何提高多层纸板间粘接强度，从而获得性能更好的多层纸板成为现有技术亟待解决的问题。

发明内容

本发明基于上述的原因，尤其提供了一种多层纸板热压方法，该方法采用酪素胶作为粘结剂，利用热压机一次加压、升温、二次加压、保温保压、冷却工艺顺序操作，其中保温保压时间不少于30min，冷却到40℃以下方可卸料，同时控制降温速度，采用上述方法后可以稳定产品质量，提高胶层与纸板间的粘接强度，够满足高电压、高机械强度工作环境下的要求。

本发明的具体技术方案是：

一种多层纸板热压方法，采用酪素胶作为粘结剂，利用热压机一次加压、升温、二次加压、保温保压、冷却工艺顺序操作，其中：

1.一次加压：指在层压纸板装到压板上，未升温之前压机对纸板施加的压力，一般控制在3.5～4.5兆帕；

通过一次加压可以使纸板间贴实，使胶液最大限度充满纸板间隙中，包括纸板网纹，提高粘接强度；而且不会因纸板受热膨胀而对压机液压系统造成影响；

2.升温：对压板加热，并将温度升到设定温度60～80摄氏度；

上述过程中，加热时间及其控制要求如下：升温速度控制在10摄氏度/8分钟(即：相当于按1.25摄氏度/分钟控制升温时间)，总体升温时间控制在1小时以内，使温度均匀；当多层压制时，每块压板各点温度差控制在5摄氏度，升温过程中各压板间温度差小于8摄氏度，以保证压接质量，防止层压纸板开裂、尤其是变形等缺陷发生。

同时限定采用软化水循环加热的方式来加热压板，而不要使用蒸汽或电加热方式直接给压板加热，以保证压板各点及压板间温度均匀，采用软化水则可以防止压板内壁形成水垢而影响加热效果；

3.二次加压：压板升温结束后将压力升到额定压力，控制为5～6兆帕；

在上步的升温过程中，纸板受热会有一定的膨胀趋势，纸板层间温度不平衡，存在较大应力；因此发明人采用二次加压的方式，在压制中层压纸板中的水份会不断排出、厚度收缩；可以使层压纸板受到足够的压力，使层压纸板在后序压制过程中的变化限制在保证产品质量的范围内；

4.保温保压阶段：温度和压力维持在上述步骤的标准上，单位厚度纸板保温保压时间为2.5～3.5分钟/毫米，总保温保压时间不少于30分钟；该阶段压板各点温差控制在5摄氏度以内；

在压制中，层压纸板中的水份会不断排出、厚度方向会收缩较大，层压纸板的温度处于平衡过程中，通过上述的保温保压可以保证层压纸板在压制中始终受到足够的压力，层压纸板温度平衡，保证纸板成品厚度尺寸的稳定性，不发生不可逆的不良反应；

5.冷却工艺：在上述温度、压力下的保温保压阶段达到规定时间要求后，关闭热源，层压纸板随压机冷却至40摄氏度以下，并保持1～2小时后再卸压、开模、出料。

通过上述工艺保证层压纸板充分冷却、而且温度均匀，减少纸板内部应力，防止产品变形，尤其是较薄的层压纸板(如：厚度小于25毫米)时需要要求冷却及保持时间取上限值，以减少变形。

在上述工艺的基础上，发明人进一步限定：

一次加压是压力控制在4兆帕，以达到更好的效果；

冷却工艺中若受环境温度较高等因素影响导致降温速度慢时，可通冷却水降温，当纸板温度达40摄氏度以下时，关闭冷却水，层压纸板再随压机自然冷却2～4小时，使纸板内外温度平衡后再卸压、开模、出料,但是所采用的冷却水也应选择软化水。之所以不全程采用冷却水降温，是由于水冷却速度较快，发明人通过延长40摄氏度以下层压纸板随压机自然冷却时间，可以降低层压纸板各位置温差，防止变形超差。

在所有工艺进行前需对纸板进行刷胶，该工序采用下述方式：

在环境温度15～25摄氏度范围内快速涂胶，刷胶量控制在2平方米/公斤，务必使胶液均匀；刷胶后不必晾干，直接运至热压机压制，上胶到压机的时间控制在30分钟以内。

由于纸板吸水性强，酪素胶为水熔性胶液，为防止胶液水份被纸板快速吸收而影响粘接性能，要求刷胶速度快、胶层均匀，且涂胶量不能太少，刷胶量控制在2平方米/公斤(500克/平方米)，30分钟内完成刷胶。酪素胶刷胶工作适于在较低温度、较大湿度的环境中完成，涂胶环境温度一般控制在10～25摄氏度、相对湿度控制在35～70％，刷胶效果较为理想，在此环境下胶液粘度合适，同时降低纸板吸湿性能。

综上所述，采用上述工艺进行多层纸板热压，通过预先加压的方式使纸板间贴实、胶液最大限度充满纸板间隙、确保纸板间粘结牢固，使酪素胶起到更好的粘结作用；在上述升压后的压力范围内，发明人再通过热压板对整个纸板进行升温，控制升温速率为10摄氏度/8分钟，总体升温时间控制在1小时以内，最终控制温度为60-80℃，这样可以避免酪素胶快速失水导致的开裂、老化等情况发生；而在升温过程中如果设备性能不能够满足相应要求，需要在产品压制前调整相关设施或进行温度平衡试验，设备条件满足要求后再压制产品；升温达到该温度区间后，发明人对整个热压板进行二次升压，此时将压力升至5-6兆帕，由于压力的升高使得整个纸板的间隙更小、尺寸更稳定，酪素胶在干燥的同时被压制的更加均匀，当达到所需压力后，为了确保效果需要对整个纸板进行保压保温操作，发明人经过研究后发现，单位厚度纸板保温保压时间为2.5-3.5分钟/毫米，总保温保压时间不少于30分钟，在上述条件下，纸板间酪素胶的含水量会缓慢下降到所需范围，同时由于压力作用，纸板在这一过程中不会发生形变，从而保证整个纸板的品质，同时在这种单位时间内保温保压不会导致酪素胶变质，确保了粘结的质量，这是本发明最为重要的特点之一；

经过保温保压后的层压纸板应随压机冷却至40摄氏度以下，并保持1～2小时后再卸压、开模、出料，之所以这样控制是为了避免降温过快导致纸板内外受热不均导致的变形开裂等问题，而卸压前再保压1～2小时则保证了最终的效果；考虑到环境温度的影响，发明人确定了40摄氏度为标准温度，高于该温度的部分可以采用冷却水快速降温的方式，低于该温度后则必须随热压机一起冷却，避免快速水冷给产品品质带来的损害。

上料时需确保起吊前纸板要放平，不允许弯折，起吊过程中纸板不允许有波浪、不允许反复弯折变形，起吊位置为材料长度方向距端部1/4-1/3位置，采用两根吊带起吊，避免纸板形变；

或者也可以直接在热压机上料板上给纸板刷胶，但要将环境温度控制在25摄氏度以下，否则会因胶层快速干燥而影响粘接效果。

综上所述，通过上述工艺控制，本发明最终获得的多层纸板产品质量稳定，提高胶层与纸板间的粘接强度，电气性能优良，够满足高电压、高机械强度工作环境下的要求。可用于特高压产品制作中。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例和试验例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。本发明中除特殊注明外，所述均采用现有技术。

实施例1

一种六层纸板热压方法，采用酪素胶作为粘结剂，利用热压机一次加压、升温、二次加压、保温保压、冷却工艺顺序操作，具体步骤如下：

刷胶：

在环境温度15～25摄氏度，相对湿度控制在35～70％的条件下快速涂胶，刷胶量控制在2平方米/公斤，务必使胶液均匀，采用直接在热压机上料板上给纸板刷胶；

一次加压：指在层压纸板装到压板上，未升温之前压机对纸板施加的压力，控制在4～4.5兆帕；

升温：采用软化水循环加热压板，并将温度升到设定温度70～80摄氏度；

升温速度控制在1.25摄氏度/分钟，总体升温时间控制在1小时以内，使温度均匀；多层压制时，每块压板各点温度差控制在5摄氏度，升温过程中各压板间温度差小于8摄氏度，以保证压接质量，防止层压纸板开裂、尤其是变形等缺陷发生。

二次加压：压板升温结束后后将压力升到额定压力，控制为5～5.5兆帕；

保温保压阶段：温度和压力维持在上述步骤的标准上，单位厚度纸板保温保压时间为3分钟/毫米，总保温保压时间不少于30分钟；该阶段压板各点温差控制在5℃以内；

冷却工艺：在上述温度、压力下的保温保压阶段达到规定时间要求后，关闭热源，层压纸板随压机冷却至40摄氏度以下，并保持1～2小时后再卸压、开模、出料。

对所获得的6层层压纸板，依据JB/T 10443.2-2004进行层合纸板局部放电试验，结果为：上述酪素胶层压纸板常态油中局部放电起始电压为85.6kV，高于其它胶液粘接产品的数值。同时层压纸板胶层间浸透性明显好于其他工艺。机械性能与其他工艺相当。

实施例2

一种九层纸板热压方法，采用酪素胶作为粘结剂，利用热压机一次加压、升温、二次加压、保温保压、冷却工艺顺序操作，具体步骤如下：

刷胶：

在环境温度15～25摄氏度快速涂胶，刷胶量控制在2平方米/公斤，务必使胶液均匀，采用直接在热压机上料板上给纸板刷胶；

上料时需确保起吊前纸板要放平，不允许弯折，起吊过程中纸板不允许有波浪、不允许反复弯折变形，起吊位置为材料长度方向距端部1/4～1/3位置，采用两根吊带起吊，避免纸板形变；

一次加压：指在层压纸板装到压板上，未升温之前压机对纸板施加的压力，一般控制在3.8-4兆帕；

升温：采用软化水循环加热压板，并将温度升到设定温度60～75℃；

升温速度控制在1.25摄氏度/分钟，总体升温时间控制在1小时以内，使温度均匀；多层压制时，每块压板各点温度差控制在5摄氏度，升温过程中各压板间温度差小于8摄氏度，以保证压接质量，防止层压纸板开裂、尤其是变形等缺陷发生。

二次加压：压板升温结束后后将压力升到额定压力，控制为5.5～6兆帕；

保温保压阶段：温度和压力维持在上述步骤的标准上，单位厚度纸板保温保压时间为2.5分钟/毫米，总保温保压时间不少于30分钟；该阶段压板各点温差控制在5℃以内；

5.冷却工艺：在上述温度、压力下的保温保压阶段达到规定时间要求后，关闭热源，通冷却水降温，以提高冷却效率，纸板温度达40摄氏度以下时，关闭冷却水，层压纸板再随压机自然冷却2～4小时，使纸板内外温度平衡后再卸压、开模、出料，以防止压料变形、开裂等不良现象发生。

依据JB/T 10443.2-2004进行层合纸板局部放电试验，结果为：上述酪素胶层压纸板常态油中局部放电起始电压为85.3kV，高于其它胶液粘接产品的数值。

Claims (1)

1.一种多层纸板热压方法，采用酪素胶作为粘结剂，其特征在于：利用热压机一次加压、升温、二次加压、保温保压、冷却工艺顺序操作，其中：

（1）一次加压：指在层压纸板装到压板上，未升温之前压机对纸板施加的压力，一般控制在4兆帕；

（2）升温：对压板加热，并将温度升到设定温度60～80摄氏度；升温速率为1.25摄氏度/分钟；采用软化水循环加热压板的方式；

（3）二次加压：压板升温结束后将压力升到额定压力，控制为5～6兆帕；

（4）保温保压阶段：温度和压力维持在上述步骤的标准上，单位厚度纸板保温保压时间为2.5～3.5分钟/毫米，总保温保压时间不少于30分钟；该阶段压板各点温差控制在5摄氏度以内；

（5）冷却工艺：在上述温度、压力下的保温保压阶段达到规定时间要求后，关闭热源，层压纸板随压机冷却至40摄氏度以下，并保持1~2小时后再卸压、开模、出料；

或冷却工艺利用冷却水降温，当纸板温度达40摄氏度以下时，关闭冷却水，层压纸板再随压机自然冷却2~4小时，使纸板内外温度平衡后再卸压、开模、出料；

在所有工艺进行前需对纸板进行刷胶，该工序采用下述方式：

在环境温度15～25摄氏度范围内快速涂胶，刷胶量控制在2平方米/公斤，务必使胶液均匀；刷胶后不必晾干，直接运至热压机压制，上胶到压机的时间控制在30分钟以内；

步骤（2）中升温时间控制在1小时以内。