CN110382223B - 用于定子叠片和转子叠片的复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合材料，尤其用于定子叠片和/或转子叠片的复合材料，其包括第一和第二电工钢带层和设置在其间的聚合物层，其中该聚合物层由交联的、高分子量丙烯酸酯基共聚物组成，其层厚为3‑20μm。

Description

用于定子叠片和转子叠片的复合材料
技术领域
本申请涉及复合材料，尤其是用于定子叠片和/或转子叠片的复合材料，以及用于生产根据本发明的复合材料的方法。另一方面，本发明涉及定子叠片和转子叠片，并涉及用于制造定子叠片和/或转子叠片的方法。此外，本发明还涉及电动机和发电机。
背景技术
汽车内部空间的质量变得越来越重要。除了气味，感觉和外观，背景音效是现代内部空间设计的另一个重要组成部分。特别是在电动车(E车辆)的情况下，由于续航范围问题，仍然需要在选择减少噪音负荷的手段方面做出妥协，但这些都是以质量为代价的。
根据当前的现有技术，通过使用各种二次声学措施来减少噪声负荷。最为常用的手段是绝缘垫。从现有技术中已知的减少噪声负荷的其它方法是结构噪声吸收复合板，由其制造相应的车身部件。
在现有技术中还已知在电动机中等使用这种结构噪声吸收复合板以减少噪声负荷。例如，US 6,499,209 B1公开了一种由多个复合板制成的定子叠片和转子叠片。各单独的复合板在此由两个外部磁性层和布置在其间的、约25μm厚的、基于交联丙烯酸聚合物的粘弹性膜。
现有技术中已知的另一种复合片材以
Figure GDA0003073147040000011
CPT商标名称已知。该复合板由两个外部的简单钢盖板和在其间布置的40μm厚的聚合物层组成，该钢盖板没有限定的软磁特性。
尽管这种系统显示出所需的声学特性和由于相应大的层厚度而适合的附着力值，但是已知的系统仍然不具有足以用于定子叠片和/或转子叠片的磁性能以及使用定子叠片和/或转子叠片可实现的铁填充系数。因此，这些复合片材还有进一步的开发潜力。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种比现有技术改进的复合材料，特别是用于定子叠片和/或转子叠片的复合材料，其具有与整体电工钢带相当的性能。
该目的通过一种复合材料实现。
本发明的有利设计和变型在从属权利要求和随后的描述中给出。
根据本发明，复合材料，特别是用于定子叠片和/或转子叠片的复合材料，包括第一和第二电工钢带层，以及布置在其间的聚合物层，其中该聚合物层由交联的、高分子量的、基于丙烯酸酯的共聚物组成，其层厚为3-20μm。
令人惊奇地发现，与现有技术中已知的复合材料相比，根据本发明的复合材料具有在整体电工钢带板范围内的软磁特性。
根据DIN EN 60404-2测定，复合材料的损耗在P1.0；50Hz下优选在0.7至7W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为1.9至15W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.7T的范围内，并且J5000下在1.6至1.8T的范围内。
在更优选的实施形式中，根据DIN EN 60404-2测定，复合材料的损耗在P1.0；50Hz下优选在1.0至1.5W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为2.4至3.3W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.57T的范围内，并且J5000下场强在1.60至1.65T的范围内。
特别优选地，根据DIN EN 60404-2测定，复合材料的损耗
-在P1.0；50Hz下在1.3至1.5W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为2.8至3.3W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.55T的范围内，并且J5000下场强在1.60至1.65T的范围内，或
-在P1.0；50Hz下优选在1.35至1.5W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为3.0至3.3W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.57T的范围内，并且在J5000下场强在1.60至1.65T的范围内，或
-在P1.0；50Hz下优选在1.0至1.1W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为2.4至2.8W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.52至1.54T的范围内，并且在J5000下在1.61至1.63T的范围内。
此外还令人惊讶地发现，根据本发明的复合材料在定子叠片和/或转子叠片的使用领域中具有相当的铁填充系数。
使用本发明的复合材料的定子叠片和/或转子叠片中的铁填充系数优选为96.0％至99.0％，更优选为97.8％至99.0％，甚至更优选为98.3％至98.9％，最优选为98.5％至98.8％。
通过使用根据本发明的复合材料，不仅可以主动地显著降低电动机中产生的结构声，而且例如还可以通过所用电工钢带板厚度的变化而产生进一步的成本优势和/或提高效率。
由于聚合物层由高分子量的交联丙烯酸酯基共聚物组成，可以以改进的方式吸收振动和/或振荡并将其转化为热能。由此实现电动机固有振荡(结构噪声)的显著降低，使得可以明显减少或甚至完全消除二次声学措施的使用。这导致相对于传统电动机的重量优势，因此增加了电动车的续航范围。
电工钢带板的磁滞损耗非常显著地取决于所用板的厚度或横截面。通常，电工钢带的层厚度越小，损耗越小。与厚度为例如0.5mm的整体电工钢带相比，使用根据本发明的复合片材使得可以将两个相同质量的、厚度为0.25mm的电工钢带彼此粘合。因此，基于一种电动机类型，可以显著提高电动机的效率或者能够构建具有相同的效率的更小的电动机。后者将带来重量优势。此外，也可以使用较低质量的电工钢带。由此可以生产具有相同效率的电动机，与上述电动机类型相比，该电动机可以以较低的成本生产。
在实践中，复合材料本身和由其生产的组件部分地与不同的油接触，其中一些非常具有侵蚀性，其可以侵蚀聚合物层并因此导致分层。因此，希望聚合物层对这种技术油类是稳定的。由此，已经发现，当高分子量的交联丙烯酸酯基共聚物优选由至少一种丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元(其中两者都具有1至12个碳原子的烷基)，缩水甘油基单体单元，不饱和羧酸单体单元的共聚混合物和交联剂组成时，没有聚合物层的溶胀或复合材料的分层。
在更优选的实施形式中，高分子量的交联丙烯酸酯基共聚物仅由两种组分组成，即共聚混合物和交联剂。
在进一步优选的实施形式中，共聚的混合物由至少一种丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元(其中每个单体单元具有含1至12个碳原子的烷基)，缩水甘油基单体单元和不饱和羧酸单体单元组成。
优选地，缩水甘油基单体单元选自：烯丙基缩水甘油醚，缩水甘油基丙烯酸酯，缩水甘油基甲基丙烯酸酯和/或其混合物。
丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元优选具有含4-12个碳原子的烷基。
如果聚合物层的玻璃化转变温度高于-15℃，则在优选的实施形式中，可以向待共聚的混合物中加入具有1-4个碳原子的烷基的丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元。
根据一个优选的实施形式，高分子量的交联丙烯酸酯基共聚物的组成为：至少55至85重量％的丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元的共聚混合物，其中每种单体单元具有带有4-12个碳原子的烷基；0-35重量％的丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元，其中两者具有1-4个碳原子的烷基；0.01-2重量％的缩水甘油基单体单元；1至15重量％，更优选3至13重量％的不饱和羧酸单体单元；和0.05至1重量％的交联剂。
优选地，共聚混合物的平均摩尔质量为500-1500kDa，更优选600-1000kDa，甚至更优选700-900kDa，最优选800kDa±20kDa。这里通过GPC确定平均摩尔质量。聚苯乙烯标准品用于校准。
优选地，具有4-12个碳原子的烷基的丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元选自丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，2-甲基丁基丙烯酸酯，4-甲基-2-戊基丙烯酸酯，甲基丙烯酸异癸酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸甲酯和/或其混合物。
优选地，不饱和羧酸单体单元选自丙烯酸，甲基丙烯酸，富马酸和/或其混合物。优选的混合物由丙烯酸和甲基丙烯酸组成，由丙烯酸和富马酸组成，或由甲基丙烯酸和富马酸组成。
根据优选的实施形式，共聚借助于溶剂混合物，优选乙酸乙酯和丙酮的混合物进行。溶剂混合物优选具有允许在68至78℃范围内回流的比例。
共聚期间的固体含量优选为40-60重量％。
优选使用AIBN作为共聚合的自由基引发剂。
此外，共聚合优选在氮气气氛下进行，从而获得高分子量，优选平均摩尔质量≥500kDa的共聚物。
交联剂优选选自乙酰丙酮铝(AlACA)，乙酰丙酮铁(FeACA)，乙酰丙酮钛(TiACA)或乙酰丙酮锆(ZrACA)。
根据另一个优选的实施形式，电工钢带层的层厚度在50-1500μm，更优选在50-1000μm，甚至更优选在50-750μm，最优选为50-650μm的范围。
可以使用两个相同厚度或不同厚度的电工钢带层制造根据本发明的复合材料。
电工钢带优选是晶粒取向或非晶粒取向的电工钢带。晶粒取向电工钢带用于变压器的制造；非晶粒取向钢带用于构造电动机和发电机。
为了防止两个电工钢带之间的短路，根据一个优选的设计方案，电工钢带层设置有绝缘层以实现电屏蔽。电工钢带层优选具有绝缘层，该绝缘层的层厚度为0.5至5μm，更优选1至1.5μm。
绝缘层可以由有机聚合物组成，例如丙烯酸酯树脂，醇酸树脂，环氧树脂，三聚氰胺树脂，酚醛树脂，聚酰胺树脂，聚酯树脂和聚氨酯树脂或其混合物。在另一个优选的变体方案中，有机聚合物可以含有其他无机组分，例如磷酸铝，颜料和/或填料，例如二氧化钛，硫酸钡，碳酸钙(高岭土)，二氧化硅或硫化锌。
在特别优选的实施方案中，绝缘层由可热活化的粘合剂组成。
根据另一个优选的实施形式，聚合物层的层厚度为3至10μm，更优选为4至8μm，最优选为4.5至7.5μm。
根据另一方面，本发明涉及连续生产复合材料的方法，该方法包括以下方法步骤：
-提供第一电工钢带层，
-用由高分子量的丙烯酸酯基共聚物和交联剂组成的聚合物组合物涂覆第一电工钢带层，
-加热经涂层的第一电工钢带层，
-提供和加热第二电工钢带层，
-层压两个电工钢带层，以获得具有聚合物层的复合材料，所述聚合物层由高分子量的交联丙烯酸酯基共聚物组成，其具有3至20μm的层厚度。
第一电工钢带层以及第二电工钢带层优选地以卷材形式提供，由此可以实现用于制造根据本发明的复合材料的连续方法。
第一电工钢带层优选借助于涂覆机涂层。由此将均匀的聚合物组合物层施加到第一电工钢带层上。以这样的方式进行施加，即，使得在层压步骤之后，复合材料具有3至20μm，优选3至10μm，更优选4至8μm的聚合物层，并且最优选地在4.5至7.5μm的范围内的层厚度。
在优选的实施形式中，电工钢带的未涂层侧涂覆有聚合物组合物。
根据另一个优选的实施形式，在提供第一电工钢带层的步骤和施加聚合物层之间进行第一电工钢带层的预处理。预处理优选是清洁操作。所用电工钢带的表面在此处除去粘附的土壤颗粒和油，由此准备用于施加聚合物组合物。
在一个优选的实施形式中，高分子量的丙烯酸酯基共聚物由至少一种丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元(其中两者均具有1至12个碳原子的烷基)，缩水甘油基单体单元和不饱和羧酸单体单元的共聚混合物形成。
电工钢带层优选加热至150至250℃的温度，更优选160至190℃，进一步优选175至185℃。电工钢带层可以通过传统的烘箱或通过感应加热。相应的技术是本领域技术人员已知的。
两个经调温的电工钢带层的层压优选借助于并合站进行。这里，将其上施加有聚合物组合物的第一电工钢带层与第二电工钢带层结合，以获得根据本发明的复合材料。
仍然很热的复合材料通常通过冷却区，在冷却区中冷却至室温，然后卷绕成卷材。
根据一个特别优选的实施变型方案，在下一个工艺阶段中，借助于卷材涂覆方法将可热活化的粘合剂施加到复合材料的一侧，更优选地施加到两侧。其可以在部分区域上，更优选地在整个区域上施加在复合材料上。
根据另一方面，本发明涉及通过根据本发明的方法制备的复合材料。
与现有技术中已知的复合材料相比，以这种方式生产的复合材料优选具有整体电工钢带板范围内的软磁特性。
根据DIN EN 60404-2测定，复合材料的损耗在P1.0；50Hz下优选在0.7至7W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为1.9至15W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.7T的范围内，并且在J5000下场强在1.6至1.8T的范围内。
在更优选的实施形式中，根据DIN EN 60404-2测定，复合材料的损耗在P1.0；50Hz下优选在1.0至1.5W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为2.4至3.3W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.57T的范围内，并且J5000下场强在1.60至1.65T的范围内。
特别优选地，根据DIN EN 60404-2测定，复合材料的损耗
-在P1.0；50Hz下在1.3至1.5W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为2.8至3.3W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.55T的范围内，并且J5000下场强在1.60至1.65T的范围内，或
-在P1.0；50Hz下优选在1.35至1.5W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为3.0至3.3W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.57T的范围内，并且J5000下场强在1.60至1.65T的范围内，或
-在P1.0；50Hz下优选在1.0至1.1W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为2.4至2.8W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.52至1.54T的范围内，并且J5000下场强在1.61至1.63T的范围内。
在另一方面，本发明涉及一种定子叠片，其包括多个根据本发明的复合材料层。
在另一方面，本发明涉及一种转子叠片，其包括多个根据本发明的复合材料层。
本发明的定子叠片和/或转子叠片可以优选地具有均匀或不均匀的结构。均匀的结构由多层根据本发明的复合材料组成。不均匀的结构由多层本发明的复合材料层和布置在其间的整体电工钢带层组成。例如，该结构可以具有这样的布置，其中每个第三层由整体电工钢带构成。
在另一方面，本发明涉及一种包括本发明的定子叠片和/或转子叠片的电动机。
在另一方面，本发明涉及一种包括本发明的定子叠片和/或转子叠片的发电机。
本发明的另一方面还涉及一种用于制造定子叠片和/或转子叠片的方法，该方法包括以下步骤：
-提供根据本发明的复合材料，
-从复合材料分离出多个薄片，并且
-粘合薄片以形成定子叠片和/或转子叠片。
从优选卷材形式的复合材料分离出多个薄片，这可以例如通过合适的冲压或切割工具实现。然后将分离的薄片堆叠以形成堆叠并彼此粘合。
借助于优选地已经以卷材形式提供的复合材料，与使用整体电工钢带板制造定子叠片和/或转子叠片相比，在分离中产生了工艺优势，因为仅需一半的分离步骤来提供具有相同厚度的定子叠片和/或转子叠片。
薄片的连接优选借助于冲压包层进行，这里，在各个薄片之间产生机械结合。这种连接是通过在各个薄片中冲压出的凸起形成的。
根据更优选的实施形式，各个薄片彼此粘合。优选使用可热活化的粘合剂进行粘合。粘合可以利用可热活化的粘合剂在部分区域上进行，更优选在整个区域上进行。其可以在堆叠薄片之前，期间或之后被活化。由此，可热活化的粘合剂可以通过不同的工艺步骤活化，并因此转变成粘性状态，从而在时间和/或空间上产生分离。
替代性地，也可以使用所谓的烤漆(Backlack)或点状粘合剂来粘合薄片。
在另一方面，本发明涉及根据本发明的复合材料用于制造电动机和/或发电机的定子和/或转子的用途。
以下借助于实例详细说明本发明。
实例
首先，制备由高分子量的丙烯酸酯基共聚物和交联剂组成的聚合物组合物。
为此目的，制备由207g丙烯酸丁酯，61.2g丙烯酸-2-乙基己酯，23.1g丙烯酸和0.1g 2,3-环氧丙基甲基丙烯酸酯组成的单体溶液。然后从该单体溶液中取出68.5g并加入1.5升事先以氮气吹扫的反应器中。该反应器配备有搅拌装置，回流冷却器和热敏电阻器。随后，将29.7g乙酸乙酯和18g丙酮加入到单体溶液中。将溶液在回流条件下加热。然后将0.05g AIBN(DuPont)溶解在4.5g乙酸乙酯中，并加到在回流下沸腾的溶液中。然后将溶液在剧烈回流下保持15分钟。将剩余的单体溶液与195g乙酸乙酯，40g丙酮和0.24g AIBN混合，并在3小时内作为溶液不断加入到在反应器中在回流下沸腾的溶液中。加料完毕后，将溶液再回流一小时。随后，将由0.12g AIBN，9g乙酸乙酯和4g丙酮组成的溶液加入到反应器中，并将溶液再回流一小时。此操作再重复两次。加料完毕后，将溶液再回流一小时。随后，加入178g甲苯和27g正庚烷。得到的粗产物的固体含量为36重量％，粘度为8000Pa·s。用Brookfield公司的粘度计(#4转子，12U/min)测定粘度。所得共聚物由71重量％的乙酸正丁酯，21重量％的丙烯酸2-乙基己酯，8重量％的丙烯酸和0.03重量％的2,3-环氧丙基甲基丙烯酸酯组成。然后将共聚物与0.1重量％的乙酰丙酮铝混合，以获得聚合物组合物。
例1
使用聚合物组合物生产三种复合材料。为此，分别将类型为280-30AP(厚度300μm)，M 330-35A(厚度350μm)和M 330-50A(厚度500μm)的两个电工钢带通过层压方法粘合，其中使用电绝缘漆(
Figure GDA0003073147040000102
20)(层厚度1μm)在一侧涂覆带材。
借助于实验室涂布机在未涂布的一面上用一定量的聚合物组合物涂覆相应的电工钢带(DIN A4规格)。聚合物组合物以对应于最终复合材料中6μm±1μm的层厚度的量施加。随后，将各样品在空气循环烘箱中在110℃下预干燥1分钟以除去溶剂。对于层压过程，在实验室连续炉中将相应的样品加热至170-190℃(炉内时间约50秒)。在达到PMT(峰值金属温度)后，立即在轧机机架中在压力(30至35N/mm)下将样品与同样加热到170-190℃的第二电工钢带层层压。
获得的复合材料的总厚度为608μm±1μm，708±1μm或1008μm±1μm。
将获得的复合材料在声学，磁性和粘合性能方面进行特征化。下表显示了与相同质量的相应整体电工钢带或现有技术中已知的复合材料相比较的结果。
Figure GDA0003073147040000101
Figure GDA0003073147040000111
另外，检查了聚合物层的抗性。为此目的，将从所得复合材料相应裁剪的试样(2.5×10cm)在120℃下放入适当的试验液体中(Shell ATF 134FE变速器油；Nynas NytroTaurus变压器油(IEC 60296)Ed.4-标准等级)164小时。在负载时间过去之后，目测检查试样。这里既没有检测到聚合物层的分层也没有检测到其溶胀。
附图说明
下面通过附图详细说明本发明。图中：
图1是根据本发明的复合材料的第一实施变体方案，
图2是根据本发明的复合材料的第二实施变体方案，
图3是使用根据第二实施变体方案的复合材料的多层结构，
图4是用于生产根据本发明的复合材料的工艺流程图，以及
图5是根据实施例1变体280-30AP的复合材料在500Hz下根据DIN EN ISO 6721-3的损耗系数测量图。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施形式的根据本发明的复合材料1的三层结构。复合材料1包括第一电工钢带层2，第二电工钢带层4和布置在其间的聚合物层3。
图2示出了根据本发明的复合材料5的第二实施变体方案，该复合材料具有第一和第二电工钢带层2,4和布置在其间的聚合物层3。在与聚合物层3相对的一侧，两个电工钢带层2,4分别具有绝缘层6。根据一个优选的实施变体方案，该绝缘层由可热活化的粘合剂形成。
图3示出了使用根据第二实施变体方案的复合材料5的多层结构7。复合材料5的各个层在此彼此叠置以形成堆叠。如果绝缘层6由可热活化的粘合剂形成，则多层结构7在各个叠层之间具有均匀的绝缘层6(未示出)。
图4显示了借助于带材涂覆设备10连续生产根据本发明的复合材料1,5的工艺流程图。设备10具有第一和第二带材退绕站11,12，利用该第一和第二带材退绕站提供第一和第二电工钢带层2,4。另外，设备10具有接合装置13以及第一和第二带材存储器14,20，其允许更换线圈而不必中断该工艺过程。将第一电工钢带层2在可能情况下首先送至预处理阶段15，以从电钢带层2的表面上清除粘附的土壤颗粒和油。随后，通过涂布辊16，将聚合物组合物(未示出)施加在一侧上。然后用聚合物组合物涂层的电工钢带层2通过2区炉，其中所涂覆的涂层在100-120℃下预干燥。这里除去溶剂。在炉的第二区域中，电工钢带层2被加热到PMT(170-190℃)。此外，从第二退绕站12提供第二电工钢带层4，并首先将其送至加热站17’，其中第二电工钢带层4同样被加热至PMT。在并合站18中，两个电工钢带层2,4在5kN的压力和150-170℃的温度下彼此层压，得到复合材料1,5。然后，依旧热的复合材料1,5通过冷却站19，在冷却站中将其冷却至室温，然后在带材卷绕站21处缠绕成卷材。
图5示出了实施例1变体280-30AP的损耗系数测量图。测量根据DIN EN ISO 6721-3在500Hz下进行。为此目的，使用测试条(250×15mm)，并且这里必须存在200mm的自由长度。将测试条修整并去毛刺。不需要粘合金属薄片。发现复合材料在15至90℃的温度范围内具有0.1至0.25的损耗系数。损耗系数大于0.1意味着材料是完全缓冲的材料。
附图标记说明
1 复合材料
2 第一电工钢带层
3 聚合物层
4 第二电工钢带层
5 复合材料
6 绝缘层
7 多层结构
10 带材涂覆设备
11 第一带材退绕站
12 第二带材退绕站
13 接合装置
14 第一带材存储器
15 预处理阶段
16 涂布辊
17 加热站
18 并合站
19 冷却站
20 第二带材存储器
21 带材卷绕站

Claims (15)

1.复合材料，其包括
-第一和第二电工钢带层，和
-设置在其间的聚合物层，其中该聚合物层由交联的、高分子量丙烯酸酯基共聚物组成，其层厚为3-20μm，
其中所述交联的、高分子量丙烯酸酯基共聚物由共聚混合物和交联剂组成，所述共聚混合物至少为下述单体单元的共聚混合物：
-至少一种丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元，其中两者都具有1至12个碳原子的烷基，
-至少一种缩水甘油基单体单元，
-至少一种不饱和羧酸单体单元。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述共聚混合物的平均摩尔质量为500-1500kDa。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其中两个电工钢带层的层厚度分别在50-1500μm。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述两个电工钢带层分别具有层厚度在0.5-2μm范围内的绝缘层。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述复合材料为用于定子叠片和/或转子叠片的复合材料。
6.用于连续生产复合材料的方法，所述方法包括以下方法步骤：
-提供第一电工钢带层，
-用由高分子量的丙烯酸酯基共聚物和交联剂组成的聚合物组合物涂覆第一电工钢带层，
-加热经涂层的第一电工钢带层，
-提供和加热第二电工钢带层，
-层压两个所述电工钢带层，以获得具有聚合物层的复合材料，所述聚合物层由高分子量的交联丙烯酸酯基共聚物组成，其具有3至20μm的层厚度，
其中所述高分子量的丙烯酸酯基共聚物由至少下述单体单元的共聚混合物形成
-一种丙烯酸烷基酯单体单元和/或甲基丙烯酸烷基酯单体单元，其中两者均具有1至12个碳原子的烷基，
-缩水甘油基单体单元，和
-不饱和羧酸单体单元。
7.根据权利要求6所述的方法，其中将两个电工钢带层分别加热至150至250℃的温度。
8.通过根据权利要求6或7所述的方法制备的复合材料。
9.根据权利要求8所述的复合材料，根据DIN EN 60404-2测定，所述复合材料的损耗在P1.0；50Hz下在0.7至7W/kg的范围，在P1.5；50Hz下为1.9至15W/kg的范围，和/或在J2500下场强在1.49至1.7T的范围内，并且J5000下场强在1.6至1.8T的范围内。
10.定子叠片，其包括根据权利要求1至5或者8至9中任意一项所述复合材料的多个层。
11.转子叠片，其包括根据权利要求1至5或者8至9中任意一项所述复合材料的多个层。
12.包括根据权利要求10所述的定子叠片和/或根据权利要求11所述的转子叠片的电动机。
13.包括根据权利要求10所述的定子叠片和/或根据权利要求11所述的转子叠片的发电机。
14.用于制造定子叠片和/或转子叠片的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供根据权利要求1至5或8至9中任意一项所述的复合材料，
-从复合材料分离出多个薄片，并且
-粘合薄片以形成定子叠片和/或转子叠片。
15.根据权利要求1至5或者8至9中任意一项所述的复合材料用于制造电动机和/或发电机的定子叠片和/或转子叠片的用途。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018133207A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Paketieren von Lamellen aus einem Verbundwerkstoff mittels Schweißen
DE102018133204A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Stanzen und Paketieren von Lamellen aus einem Verbundwerkstoff
DE102020208689A1 (de) 2020-07-10 2022-01-13 Elringklinger Ag Verbindungsmaterial, Blechstapel, Maschinenbauteil und Elektromotor
DE102022116250A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Hocheffiziente Kompressor-Motoren
DE102022118409A1 (de) * 2022-07-22 2024-01-25 Elringklinger Ag Elektroblechpaket-Anordnung, Statorblechpaket-Anordnung und Statorvorrichtung für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine und Kraftfahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6499209B1 (en) * 1997-12-19 2002-12-31 3M Innovative Properties Company Internally damped stator, rotor, and transformer and a method of making
CN104247586A (zh) * 2011-12-21 2014-12-24 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 电磁场的磁场屏蔽罩以及具有集成式磁场屏蔽罩的汽车
CN105131750A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 马鞍山市鸿翮实业有限公司 一种电工钢用环保型自粘结涂料及其制备方法
CN105566970A (zh) * 2015-12-25 2016-05-11 国网智能电网研究院 一种无毒环保取向电工钢绝缘涂层及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0305966B1 (en) 1987-08-31 1992-11-04 Nippon Steel Corporation Method for producing grain-oriented electrical steel sheet having metallic luster and excellent punching property
US5955201A (en) * 1997-12-19 1999-09-21 Armco Inc. Inorganic/organic insulating coating for nonoriented electrical steel
JP3822020B2 (ja) 2000-05-16 2006-09-13 株式会社コアテック 積層コアの製造装置
EP1441044B1 (en) 2001-10-05 2017-11-29 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Iron core exhibiting excellent insulating property at end face
US7662864B2 (en) * 2003-06-04 2010-02-16 Rutgers, The State University Of New Jersey Solution polymerization processes to prepare a polymer that degrades to release a physiologically active agent
JP5104111B2 (ja) 2007-08-02 2012-12-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ステータコアの製造方法
DE102008008781A1 (de) 2008-02-12 2009-08-20 Thyssenkrupp Electrical Steel Gmbh Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrobands
DE102010054509A1 (de) 2010-12-14 2012-06-14 Thyssenkrupp Electrical Steel Gmbh Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrobands
JP6134497B2 (ja) * 2012-11-08 2017-05-24 京セラ株式会社 積層コアの製造方法
DE102014222655A1 (de) 2014-11-06 2016-05-12 Robert Bosch Gmbh Verbundblechpaket und Verfahren zu seiner Herstellung
CA2979099A1 (fr) 2015-03-20 2016-09-29 Aperam Bande ou feuille metallique presentant un revetement a base de nitrure de chrome, plaque bipolaire et procede de fabrication associe
JP2017011863A (ja) 2015-06-22 2017-01-12 新日鐵住金株式会社 モータ鉄心用積層電磁鋼板およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6499209B1 (en) * 1997-12-19 2002-12-31 3M Innovative Properties Company Internally damped stator, rotor, and transformer and a method of making
CN104247586A (zh) * 2011-12-21 2014-12-24 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 电磁场的磁场屏蔽罩以及具有集成式磁场屏蔽罩的汽车
CN105131750A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 马鞍山市鸿翮实业有限公司 一种电工钢用环保型自粘结涂料及其制备方法
CN105566970A (zh) * 2015-12-25 2016-05-11 国网智能电网研究院 一种无毒环保取向电工钢绝缘涂层及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
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