CN110349718A - 一种耐电晕中离型绝缘复合材料 - Google Patents

一种耐电晕中离型绝缘复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电工绝缘材料领域，公开了一种耐电晕中离型绝缘复合材料。本发明的耐电晕中离型绝缘复合材料是四层复合材料，自上而下依次是第一云母混抄聚芳酰胺纤维纸层(云母混抄纸层)、第二聚酯薄膜中间层(PET层)、第三聚芳酰胺纤维纸外层(芳纶纸层)，第四中离型聚酯薄膜层(离型层)，其中纸层与膜层通过耐高温胶水采用干式复合法贴合而成。该复合材料在使用过程中环保安全，操作简单，可以解决云母聚芳酰胺纸易掉粉、与绝缘膜粘结易分层问题，还可解决了材料入槽困难的问题。

Description

一种耐电晕中离型绝缘复合材料
技术领域
本发明涉及电工绝缘材料领域，具体是涉及一种耐电晕中离型绝缘复合材料。
背景技术
传统绝缘材料有单纯绝缘纸、单纯绝缘膜以及纸与膜多层复合的柔性绝缘材料，随着电机行业不断发展，对绝缘材料的功能性要求越来越高。相比传统电机，因为变频电机受到高频、快速变化的尖峰脉冲电压持续冲击破坏，变频电机绝缘系统需承受更严酷的电、热应力环境，加速了绝缘材料的老化，使得绝缘材料的可靠性要求提高。而传统的聚酯无纺布聚酯薄膜复合材料、聚芳酰胺纸聚酯薄膜复合材料都已达不到耐电晕要求，使用寿命短，而使用高性能耐电晕复合材料替代现有材料是一种有效解决方案，特别使用是入槽光滑、不易掉粉的耐电晕的复合材料。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种耐电晕中离型绝缘复合材料，该复合材料可以解决云母聚芳酰胺纸易掉粉、与绝缘膜粘结易分层问题，还可解决了材料入槽困难的问题。
为达到本发明的目的，本发明的耐电晕中离型绝缘复合材料是四层复合材料，自上而下依次是第一云母混抄聚芳酰胺纤维纸层(云母混抄纸层)、第二聚酯薄膜中间层(PET层)、第三聚芳酰胺纤维纸外层(芳纶纸层)，第四中离型聚酯薄膜层(离型层)，其中纸层与膜层通过耐高温胶水采用干式复合法贴合而成。
进一步地，本发明所述云母混抄聚芳酰胺纤维纸是NOMEX绝缘纸，云母质量含量占比50％，所设计厚度是0.05mm、0.08mm，优选地0.08mm。
进一步地，所述聚芳酰胺纤维纸是NOMEX绝缘纸，所设计厚度是0.05～0.13mm，优选0.05mm及0.08mm。
进一步地，所述聚酯薄膜厚度是0.05～0.125mm，为保证材料的电气强度，优选薄膜厚度为0.05～0.075mm。
进一步地，所述中离型聚酯薄膜层是在聚酯薄膜表面涂布有一层0.001～0.005mm的有机硅涂层所得，优选地，涂布0.002～0.004mm的有机硅涂层；更优选地，为解决快速入槽的问题，所述中离型聚酯薄膜层的厚度是0.05～0.125mm，为保证材料足够的挺度，优选地中离型聚酯薄膜层的厚度是0.05～0.075mm。
进一步地，所述中离型聚酯薄膜层剥离力在10～20g，例如10～15g。
进一步地，所述耐高温胶水是耐温200℃以上的聚氨酯双组分油性胶水，包含主剂、固化剂和溶剂，所述主剂是EPS 8050，所述固化剂是KN75；所述溶剂是丙酮、乙酸乙酯、丁酮中的一种或多种的混合物，优选地，溶剂是丙酮、乙酸乙酯。
优选地，所述耐高温胶水中主剂、固化剂、溶剂的质量比是18：(2.2～2.6)：(22～40)，例如18：(2.2～2.4)：(25～35)。
进一步地，所述干式复合法是将胶水搅拌均匀后涂胶于第二聚酯薄膜层正反面，然后经过烘道除去溶剂，再与第一云母混抄聚芳酰胺纤维纸层和第三聚芳酰胺纤维纸外层进行热压复合后，进行胶层固化得到三层复合结构的绝缘材料，然后在第四中离型聚酯薄膜层的非离型膜面进行涂胶、除溶剂，与所述的三层复合结构的绝缘材料进行最后复合，得到四层结构复合材料；其中，第一云母混抄聚芳酰纸层的云母少的一面与第二聚酯薄膜层复合，多云母面进行掉粉处理。
优选地，所述胶水的涂胶量为15～25g/m2，例如15～20g/m2，保证有足够的胶量渗透到云母内层，加强第一云母纸与第二薄膜的粘结。
优选地，所述胶层固化的固化温度为40～120℃，时间为48～120h；优选地固化温度为60～75℃，时间为60～72h。
进一步地，所述掉粉处理是在第一云母混抄聚芳酰纸层的多云母面进行表面涂层，所述涂层是环氧树脂与所述耐高温胶水的固化剂、溶剂混合后的涂层，优选地，该涂层可快速固化。
优选地，所述涂层中环氧树脂、固化剂、溶剂的质量比为1：(2～4)：(10～20)，优选地环氧树脂、固化剂、溶剂的质量比为1：(2～3.5)：(10～16)。
优选地，所述掉粉处理的涂层厚度是0.005～0.01mm，例如0.005～0.008mm。
更优选地，所述环氧树脂是一种固体环氧树脂，如南亚903、904环氧树脂，巴陵014环氧树脂。
优选地，所述的四层材料设计厚度配比是云母混抄聚芳酰胺纤维纸层0.05mm，聚酯薄膜中间层0.03mm，第三聚芳酰胺纤维纸外层0.08mm，中离型聚酯薄膜层0.025mm；或云母混抄聚芳酰胺纤维纸层0.08mm，聚酯薄膜中间层0.05mm，第三聚芳酰胺纤维纸外层0.08mm，中离型聚酯薄膜层0.025mm；或云母混抄聚芳酰胺纤维纸层0.08mm，聚酯薄膜中间层0.075mm，第三聚芳酰胺纤维纸外层0.08mm，中离型聚酯薄膜层0.025mm。
相较于现有技术，本发明的耐电晕中离型绝缘复合材料在使用过程中环保安全，操作简单，能满足特定应用领域的要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术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。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
而且，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
以下实施例中，所述主剂EPS 8050选用的是Herberts-EPS 8050，固化剂KN75选用的是Hardener KN75。
实施例1
绝缘复合材料制备方法如下：
将0.075mm的PET涂布复合胶水与0.08mm的芳纶纸和0.08mm的云母混抄纸先进行复合，然后在与12g剥离力的中离型膜的非离型面复合，聚氨酯复合胶水配比是8650、KN75、丙酮的质量比是18：2.3：30；第一云母混抄聚芳酰纸层多云母面进行掉粉处理涂层中环氧树脂、固化剂、溶剂的质量比是1：3：12。
所述的绝缘复合材料在220℃烘箱中热处理3h，未出现分层、起泡、流胶现象；拉伸强度机械方向72MPa，横向拉伸强度78N/cm，介电强度19.2KV；PDIV局放起始电压1.7kv。
实施例2
绝缘复合材料制备方法如下：
将0.075mm的PET涂布复合胶水与0.08mm的芳纶纸和0.08mm的云母混抄纸先进行复合，然后在与12g剥离力的中离型膜的非离型面复合，聚氨酯复合胶水配比是8650、KN75、丙酮的质量比是18：2.3：30；所述的绝缘复合材料在220℃烘箱中热处理3h，出现掉粉、分层，未出现起泡、流胶现象；拉伸强度机械方向73MPa，横向拉伸强度76N/cm，介电强度19.5KV；PDIV局放起始电压1.7kv。
实施例3
绝缘复合材料制备方法如下：
将0.075mm的PET涂布复合胶水与0.08mm的芳纶纸和0.08mm的芳纶纸先进行复合，然后在与12g剥离力的中离型膜的非离型面复合，聚氨酯复合胶水配比是8650、KN75、丙酮的质量比是18：2.3：30；所述的绝缘复合材料在220℃烘箱中热处理3h，未出现分层、起泡、流胶现象。拉伸强度机械方向71MPa，横向拉伸强度74N/cm，介电强度18.7KV；PDIV局放起始电压1.2kv。
实施例4
绝缘复合材料制备方法如下：
将0.05mm的PET涂布复合胶水与0.08mm的芳纶纸和0.05mm的云母混抄纸先进行复合，然后在与15g剥离力的中离型膜的非离型面复合，聚氨酯复合胶水配比是8650、KN75、丙酮的质量比是18：2.4：25。第一云母混抄聚芳酰纸层多云母面进行掉粉处理涂层中环氧树脂、固化剂、溶剂的质量比是1:3:121：3.8：17。
所述的绝缘复合材料在220℃烘箱中热处理3h，未出现分层、起泡、流胶现象。拉伸强度机械方向62MPa，横向拉伸强度59N/cm，介电强度14.3KV；PDIV局放起始电压1.5kv。
实施例5
绝缘复合材料制备方法如下：
将0.075mm的PET涂布复合胶水与0.08mm的芳纶纸和0.08mm的云母混抄纸先进行复合，然后在与12g剥离力的中离型膜的非离型面复合，聚氨酯复合胶水配比是8650、KN75、丙酮的质量比是18：2.3：30；第一云母混抄聚芳酰纸层多云母面进行掉粉处理涂层中环氧树脂、固化剂、溶剂的质量比是1：1：40。
所述的绝缘复合材料在220℃烘箱中热处理3h，出现分层、起泡、流胶现象；拉伸强度机械方向72MPa，横向拉伸强度78N/cm，介电强度18.2KV；PDIV局放起始电压1.6kv。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述耐电晕中离型绝缘复合材料是四层复合材料，自上而下依次是第一云母混抄聚芳酰胺纤维纸层、第二聚酯薄膜中间层、第三聚芳酰胺纤维纸外层，第四中离型聚酯薄膜层，其中纸层与膜层通过耐高温胶水采用干式复合法贴合而成。
2.根据权利要求1所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述云母混抄聚芳酰胺纤维纸是NOMEX绝缘纸，云母质量含量占比50％，所设计厚度是0.05mm、0.08mm，优选0.08mm。
3.根据权利要求1所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述聚芳酰胺纤维纸是NOMEX绝缘纸，所设计厚度是0.05～0.13mm，优选0.05mm及0.08mm。
4.根据权利要求1所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述聚酯薄膜厚度是0.05～0.125mm，优选为0.05～0.075mm。
5.根据权利要求1所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述中离型聚酯薄膜层是在聚酯薄膜表面涂布有一层0.001～0.005mm的有机硅涂层所得，优选地，涂布0.002～0.004mm的有机硅涂层；更优选地，所述中离型聚酯薄膜层的厚度是0.05～0.125mm，例如0.05～0.075mm；进一步优选地，所述中离型聚酯薄膜层剥离力在10～20g，例如10～15g。
6.根据权利要求1所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述耐高温胶水是耐温200℃以上的聚氨酯双组分油性胶水，包含主剂、固化剂和溶剂，所述主剂是EPS 8050，所述固化剂是KN75；所述溶剂是丙酮、乙酸乙酯、丁酮中的一种或多种的混合物，优选地，所述溶剂是丙酮、乙酸乙酯；进一步优选地，所述耐高温胶水中主剂、固化剂、溶剂的质量比是18：(2.2～2.6)：(22～40)，例如18：(2.2～2.4)：(25～35)。
7.根据权利要求1所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述干式复合法是将胶水搅拌均匀后涂胶于第二聚酯薄膜层正反面，然后经过烘道除去溶剂，再与第一云母混抄聚芳酰胺纤维纸层和第三聚芳酰胺纤维纸外层进行热压复合后，进行胶层固化得到三层复合结构的绝缘材料，然后在第四中离型聚酯薄膜层的非离型膜面进行涂胶、除溶剂，与所述的三层复合结构的绝缘材料进行最后复合，得到四层结构复合材料；其中，第一云母混抄聚芳酰纸层的云母少的一面与第二聚酯薄膜层复合，多云母面进行掉粉处理；优选地，所述胶水的涂胶量为15～25g/m2，例如15～20g/m2；优选地，所述胶层固化的固化温度为40～120℃，时间为48～120h；例如固化温度为60～75℃，时间为60～72h。
8.根据权利要求7所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述掉粉处理是在第一云母混抄聚芳酰纸层的多云母面进行表面涂层，所述涂层是环氧树脂与所述耐高温胶水的固化剂、溶剂混合后的涂层。
9.根据权利要求8所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述涂层中环氧树脂、固化剂、溶剂的质量比为1：(2～4)：(10～20)，优选地环氧树脂、固化剂、溶剂的质量比为1：(2～3.5)：(10～16)；进一步优选地，所述掉粉处理的涂层厚度是0.005～0.01mm，例如0.005～0.008mm；更优选地，所述环氧树脂是一种固体环氧树脂，如南亚903、904环氧树脂，巴陵014环氧树脂。
10.根据权利要求1-9任一项所述的耐电晕中离型绝缘复合材料，其特征在于，所述的四层材料设计厚度配比是云母混抄聚芳酰胺纤维纸层0.05mm，聚酯薄膜中间层0.03mm，第三聚芳酰胺纤维纸外层0.08mm，中离型聚酯薄膜层0.025mm；或云母混抄聚芳酰胺纤维纸层0.08mm，聚酯薄膜中间层0.05mm，第三聚芳酰胺纤维纸外层0.08mm，中离型聚酯薄膜层0.025mm；或云母混抄聚芳酰胺纤维纸层0.08mm，聚酯薄膜中间层0.075mm，第三聚芳酰胺纤维纸外层0.08mm，中离型聚酯薄膜层0.025mm。
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