CN110293730A - 一种表面增强槽绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种表面增强槽绝缘材料及其制备方法。一种表面增强槽绝缘材料，包括依次层叠的第一增强树脂涂层、第一绝缘纤维层、第一粘接胶层、绝缘薄膜层、第二粘接胶层、第二绝缘纤维层和第二增强树脂涂层；第一粘接胶层和第二粘接胶层所用胶粘剂均为聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺树脂胶粘剂或改性环氧树脂中的一种或多种组合而成；第一增强树脂涂层和第二增强树脂涂层均由改性环氧树脂和饱和聚酯树脂等组分组合而成。通过上述方式，本发明实施例的绝缘材料具有较高的表面硬度，以及良好的机械性能、电性能和热稳定性，可应用于槽间绝缘，亦可应用于匝间绝缘、相间绝缘和衬垫绝缘等。

Description

一种表面增强槽绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及绝缘材料技术领域，特别是涉及一种表面增强槽 绝缘材料及其制备方法。
背景技术
现有技术中，绝缘复合材料两面纤维比较疏松且粗糙，在入槽时会 出现被划伤，或者纤维被刮到导致绝缘复合材料无法顺利入槽。材料被 划伤会导致绝缘材料性能下降，从而降低电机或变压器的整体性能；而 纤维被刮到不能顺利入槽，则会造成材料及工时的浪费，降低了生产效 率，提高了产品成本。
发明人在实现本发明的过程中发现：由于环氧树脂固化后具有良好 的硬度，而且饱和聚酯树脂具有优良的柔韧性，所以采用环氧树脂和饱 和聚酯树脂进行表面增强的绝缘复合材料具有良好的表面硬度及表面 光滑性，从而提高了材料本身的耐磨性，具有入槽效率高、成品率高等 优点。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种表面增强槽绝缘材 料及其制备方法，表面增强材料由改性环氧树脂和饱和聚酯树脂等组分 组合而成，使得表面增强槽绝缘材料具有表面光滑，硬度好，耐磨性好 等优点。
为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案:
第一方面，提供一种表面增强槽绝缘材料，包括依次层叠的第一增 强树脂涂层、第一绝缘纤维层、第一粘接胶层、绝缘薄膜、第二粘接胶 层、第二绝缘纤维层和第二增强树脂涂层，其中，
所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层所用胶粘剂均为聚氨酯树 脂胶粘剂、聚酰亚胺树脂胶粘剂或改性环氧树脂中的一种或多种组合而 成；
所述第一增强树脂涂层和所述第二增强树脂涂层均为增强树脂组 合物，其原材料包括：环氧树脂、饱和聚酯树脂、固化剂及溶剂，所述 环氧树脂、所述饱和聚酯树脂、所述固化剂与所述溶剂的质量比为为 100:50～150:8～35:200～300。
可选地，所述环氧树脂是选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、 酚醛环氧树脂中的一种或多种。
可选地，所述饱和聚酯树脂是选自线性饱和聚酯树脂和带支链的饱 和聚酯树脂中的一种或两种。
可选地，所述固化剂是选自脂肪族胺类、芳香族胺类、咪唑类、酰 胺类固化剂中的一种或多种。
可选地，所述溶剂是选自丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸 丁酯的一种或多种。
可选地，所述绝缘薄膜是选自聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜或聚酰亚胺 薄膜，厚度为0.025-0.35mm；
可选地，第一绝缘纤维或所述第二绝缘纤维是选自电工聚酯无纺布 或者聚芳纶纤维，厚度为0.03-0.175mm。
第二方面，本发明实施例还提供一种如上所述的表面增强槽绝缘材 料的制备方法，包括以下步骤：
(a)将所述环氧树脂、所述饱和聚酯树脂与所述溶剂按照10:5～ 15:12～25的质量比搅拌均匀，形成组分A；
(b)将所述固化剂与所述溶剂按照2:1～5的质量比搅拌均匀，形 成组分B；
(c)将所述组分A和所述组分B按照100:7～23的质量比混合均 匀，加上所述溶剂稀释，得到增强树脂组合物，其中，所述溶剂与所述 组分A的质量比为3～10:10。
可选地，所述步骤(c)中所述组分A、所述组分B和所述溶剂在15～35℃、搅拌30～60min的条件下混合均匀后，得到的增强树脂组合 物的粘度为12～19s(涂4杯)。
可选地，在制备所述增强树脂组合物之前，还包括以下步骤：
(I)在绝缘薄膜的两面涂覆胶粘剂胶液；
(II)将带胶液的薄膜经烘道烘干，去除所述胶粘剂胶液中的溶剂， 制得带胶的薄膜；
(III)在所述带胶的薄膜两面分别贴合绝缘纸，经热压复合,收卷 熟化后得到复合绝缘材料基材；
(IV)将所述复合绝缘材料基材两面涂覆所述增强树脂组合物；
(V)将带增强树脂组合物的复合绝缘材料基材经过高温烘干固化 后得到所述表面增强槽绝缘材料。
可选地，所述胶粘剂胶液的涂布方式为光辊、钢丝刮刀、逗号刮刀、 网纹辊或微凹中的一种；
可选地，所述增强树脂组合物的涂布方式为光辊、钢丝刮刀或微凹 中的一种，单面涂布量干基为5～15g/m2。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施 例的表面增强槽绝缘材料包括依次层叠的第一增强树脂涂层、第一绝缘 纤维层、第一粘接胶层、绝缘薄膜、第二粘接胶层、第二绝缘纤维层和 第二增强树脂涂层，其中，第一增强树脂涂层和第二增强树脂涂层均为 增强树脂组合物，由改性环氧树脂和饱和聚酯树脂等组分组合而成，通过在绝缘复合材料表面涂布增强树脂组合物达到增强表面强度，降低了 材料磨损及被刮伤的几率，从而提高良品率及生产效率，可应用于变压 器、电磁炉、发电机及其他电器中作为槽绝缘材料，亦可应用于匝间绝 缘、相间绝缘和衬垫绝缘等。
具体实施方式
为了使本发明的目的、方法方案及优点更加清楚明白，以下结合实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目 的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所 涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
第一方面，本发明提供一种表面增强槽绝缘材料，包括依次层叠的 第一增强树脂涂层、第一绝缘纤维层、第一粘接胶层、绝缘薄膜、第二 粘接胶层、第二绝缘纤维层和第二增强树脂涂层。
所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层所用胶粘剂均为聚氨酯树 脂胶粘剂、聚酰亚胺树脂胶粘剂或改性环氧树脂中的一种或多种组合而 成。
所述第一增强树脂涂层和所述第二增强树脂涂层均为增强树脂组 合物，其原材料包括：环氧树脂、饱和聚酯树脂、固化剂及溶剂。
可选地，所述环氧树脂、所述饱和聚酯树脂、所述固化剂与所述溶 剂的质量比为100:50～150:8～35:200～300。
可选地，所述环氧树脂是选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、 酚醛环氧树脂中的一种或多种。
可选地，所述饱和聚酯树脂是选自线性饱和聚酯树脂和带支链的饱 和聚酯树脂中的一种或两种。
可选地，所述固化剂是选自脂肪族胺类、芳香族胺类、咪唑类、酰 胺类固化剂中的一种或多种。
可选地，所述溶剂是选自丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸 丁酯的一种或多种。
可选地，所述绝缘薄膜是选自聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜或聚酰亚胺 薄膜，厚度为0.025-0.35mm；
可选地，第一绝缘纤维或所述第二绝缘纤维是选自电工聚酯无纺布 或者聚芳纶纤维，厚度为0.03-0.175mm。
第二方面，本发明实施例还提供一种如上所述的增强树脂组合物的 制备方法，包括以下步骤：
(a)将所述环氧树脂、所述饱和聚酯树脂与所述溶剂按照10:5～15:12～25的质量比搅拌均匀，形成组分A；
(b)将所述固化剂与所述溶剂按照2:1～5的质量比搅拌均匀，形 成组分B；
(c)将所述组分A和所述组分B按照100:7～23的质量比混合均 匀，加上所述溶剂稀释，得到增强树脂组合物，其中，所述溶剂与所述 组分A的质量比为3～10:10。
所述步骤(c)中所述组分A、所述组分B和所述溶剂在15～35℃、 搅拌30～60min的条件下混合均匀后，得到的增强树脂组合物的粘度为 12～19s(涂4杯)。
第三方面，本发明实施例还提供一种如上所述的表面增强槽绝缘材 料的制备方法，在制备如上所述的增强树脂组合物之前，还包括以下步 骤：
(I)在绝缘薄膜的两面涂覆胶粘剂胶液；
(II)将带胶液的薄膜经烘道烘干，去除所述胶粘剂胶液中的溶剂， 制得带胶的薄膜；
(III)在所述带胶的薄膜两面分别贴合绝缘纸，经热压复合,收卷 熟化后得到复合绝缘材料基材；
(IV)将所述复合绝缘材料基材两面涂覆所述增强树脂组合物；
(V)将带增强树脂组合物的复合绝缘材料基材经过高温烘干固化 后得到所述表面增强槽绝缘材料。
可选地，所述胶粘剂胶液的涂布方式为光辊、钢丝刮刀、逗号刮刀、 网纹辊或微凹中的一种；
可选地，所述增强树脂组合物的涂布方式为光辊、钢丝刮刀或微凹 中的一种，单面涂布量干基为5～15g/m2。
实施例1
(a)将聚氨酯树脂、固化剂和乙酸乙酯按照质量比10:1:8混合， 搅拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.1mm的聚酯薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将两面带胶液的聚酯薄膜经烘道烘干，去除胶粘剂胶液中的 乙酸乙酯，制得带胶的聚酯薄膜，聚脂薄膜上的干胶含量为22.5g/m2；
(d)在带胶的聚酯薄膜的两面分别贴合厚度为0.08mm的电工绝缘 无纺布，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘复合材料DMD。
(e)将液体双酚A(环氧值＝0.51)环氧树脂、固体双酚A环氧树 脂(环氧值＝0.12)、直连饱和聚酯树脂按照质量份数比2：18：15混 合，然后加入30份质量的丙酮溶解，形成组分A；
(f)将固化剂甲苯二异氰酸酯与溶剂丙酮按照1:1的质量比搅拌 均匀，形成组分B；
(g)将所述组分A和所述组分B按照100:15的质量比混合均匀， 再加上丙酮稀释，得到增强树脂组合物。
(h)将(d)得到的绝缘复合材料DMD，浸入(g)得到的增强树脂 组合物中；
(i)将两面带增强树脂组合物的绝缘复合材料DMD经烘道烘干， 去除胶粘剂胶液中的乙酸乙酯，再进行固化处理后得到表面增强槽绝缘 材料，其表面增强组合物干基含量为8.6g/m2。
实施例2
(a)将聚氨酯树脂、固化剂和乙酸乙酯按照质量比8:1:5混合， 搅拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.175mm的聚酰亚胺薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将两面带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，去除胶粘剂胶液 中的乙酸乙酯，制得带胶的聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量 为25.4g/m2；
(d)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合厚度为0.05mm的聚芳 纶纤维纸，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘复合材料NHN。
(e)将将液体双酚A(环氧值＝0.44)环氧树脂、固体双酚A环氧 树脂(环氧值＝0.20)、直连饱和聚酯树脂按照质量份数比3：20：20 混合，然后加入40份质量的丙酮溶解，形成组分A；
(f)将固化剂甲苯二异氰酸酯与溶剂丙酮按照1:1的质量比搅拌 均匀，形成组分B；
(g)将所述组分A和所述组分B按照100:18的质量比混合均匀， 再加上丙酮稀释，得到增强树脂组合物。
(h)将(d)得到的绝缘复合材料NHN，浸入(g)得到的增强树脂 组合物中；
(i)将两面带增强树脂组合物的绝缘复合材料NHN经烘道烘干， 去除胶粘剂胶液中的乙酸乙酯，再进行固化处理后得到表面增强槽绝缘 材料，其表面增强组合物干基含量为11.5g/m2。
实施例3
(a)将聚氨酯树脂、固化剂和乙酸乙酯按照质量比6:1:4混合， 搅拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.1mm的聚亚胺薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将两面带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，去除胶粘剂胶液 中的乙酸乙酯，制得带胶的聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量 为23.3g/m2；
(d)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合厚度为0.05mm的聚芳 纶纤维纸，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘复合材料NHN。
(e)将将液体双酚A(环氧值＝0.51)环氧树脂、固体双酚A环氧 树脂(环氧值＝0.20)、直连饱和聚酯树脂按照质量份数比1：20：25 混合，然后加入45份质量的丙酮溶解，形成组分A；
(f)将固化剂甲苯二异氰酸酯与溶剂丙酮按照1:2的质量比搅拌 均匀，形成组分B；
(g)将所述组分A和所述组分B按照100:18的质量比混合均匀， 再加上丙酮稀释，得到增强树脂组合物。
(h)将(d)得到的绝缘复合材料NHN，浸入(g)得到的增强树脂 组合物中；
(i)将两面带增强树脂组合物的绝缘复合材料NHN经烘道烘干， 去除胶粘剂胶液中的乙酸乙酯，再进行固化处理后得到表面增强槽绝缘 材料，其表面增强组合物干基含量为9.7g/m2。
对比实施例1
a)将聚氨酯树脂、固化剂和乙酸乙酯按照质量比8:1:5混合，搅 拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.175mm的聚酰亚胺薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将两面带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，去除胶粘剂胶液 中的乙酸乙酯，制得带胶的聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量 为25.4g/m2；
(d)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合厚度为0.05mm的聚芳 纶纤维纸，经热压复合、收卷、固化处理后得到槽绝缘复合材料NHN。
表1是上述实施例制得的绝缘材料性能测试结果
表1(最好也能够加入实施例1的数据)
由表1可知，进行了表面增强的槽绝缘复合材料，其表面耐磨性能明显 好于未进行表面增强的槽绝缘复合材料，可以理解的是，表面增强的槽 绝缘复合材料在插槽时是能够减少划伤磨损的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是 利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围 内。

Claims (10)

1.一种表面增强槽绝缘材料，其特征在于，包括自上而下依次设置的第一增强树脂涂层、第一绝缘纤维层、第一粘接胶层、绝缘薄膜、第二粘接胶层、第二绝缘纤维层和第二增强树脂涂层，其中，
所述第一粘接胶层和所述第二粘接胶层所用胶粘剂均为聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺树脂胶粘剂或改性环氧树脂中的一种或多种组合而成；
所述第一增强树脂涂层和所述第二增强树脂涂层均为增强树脂组合物，其原材料包括：环氧树脂、饱和聚酯树脂、固化剂及溶剂，所述环氧树脂、所述饱和聚酯树脂、所述固化剂与所述溶剂的质量比为100:50～150:8～35:200～300。
2.根据权利要求1所述的增强树脂组合物，其特征在于，
所述环氧树脂是选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的增强树脂组合物，其特征在于，
所述饱和聚酯树脂是选自线性饱和聚酯树脂和带支链的饱和聚酯树脂中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的增强树脂组合物，其特征在于，
所述固化剂是选自脂肪族胺类、芳香族胺类、咪唑类、酰胺类固化剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的增强树脂组合物，其特征在于，
所述溶剂是选自丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯的一种或多种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的表面增强槽绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将所述环氧树脂、所述饱和聚酯树脂与所述溶剂按照10:5～15:12～25的质量比搅拌均匀，形成组分A；
(b)将所述固化剂与所述溶剂按照2:1～5的质量比搅拌均匀，形成组分B；
(c)将所述组分A和所述组分B按照100:7～23的质量比混合均匀，加上所述溶剂稀释，得到所述增强树脂组合物，其中，所述溶剂与所述组分A的质量比为3～10:10。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述步骤(c)中所述组分A、所述组分B和所述溶剂在15～35℃、搅拌30～60mi n的条件下混合均匀后，得到的增强树脂组合物的粘度为12～19s(涂4杯)。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，在制备所述增强树脂组合物之前，还包括以下步骤：
(I)在绝缘薄膜的两面涂覆胶粘剂胶液；
(II)将带胶液的薄膜经烘道烘干，去除所述胶粘剂胶液中的溶剂，制得带胶的薄膜；
(III)在所述带胶的薄膜两面分别贴合绝缘纤维，经热压复合,收卷熟化后得到复合绝缘材料基材；
(IV)将所述复合绝缘材料基材两面涂覆所述增强树脂组合物；
(V)将带所述增强树脂组合物的复合绝缘材料基材经过高温烘干固化后得到所述表面增强槽绝缘材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
所述绝缘薄膜包括聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜或聚苯硫醚薄膜，其厚度为0.025-0.35mm。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘纤维包括聚酯无纺布或聚芳纶纤维纸等，其厚度为0.03-0.175mm。
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