CN114193687A - 一种纤维绝缘扎带及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于绝缘扎带技术领域，公开了一种纤维绝缘扎带及其制备工艺。该扎带是以玄武岩纤维为增强体，与树脂基复合，制备出绝缘带；拟改善传统玻璃纤维绝缘带的性能，扩大使用温度范围，提升机械强度，拓展绝缘带在特殊环境下的应用。实现了线绝缘带电阻在5kΩ～20kΩ范围内控制。该绝缘带具有优异的力学性能和机械强度，可应用于线圈包扎紧密牢固；促进了绝缘带在变压器(尤其是高频变器、微波炉变压器)的层间绝缘和捆扎、陶瓷发热器及石英管的缠绕固定领域的应用。该绝缘带具有稳定性、柔软耐撕、粘结力强、无胶残留、不易变形的特点，适合于各种异型材表面粘贴保护。
Description
技术领域
本发明属于绝缘扎带技术领域，具体涉及一种纤维绝缘扎带及其制备工艺。
背景技术
纤维增强树脂基绝缘复合材料具有优异的绝缘性，可广泛应用于耐热绝缘绑扎、柔性线路版及陶瓷元器件固定等高强度绝缘保护等领域。传统变压铁芯扎带以玻璃纤维增强树脂基复合材料为主，受玻璃纤维性能的影响，存在以下缺点：
(1)其使用温度范围较窄(-50℃～200℃)，限制了绝缘扎带在特殊环境下的使用。
(2)玻璃纤维的力学性能较差，导致绝缘带的机械强度低，不适于线圈包扎紧密牢固；限制了绝缘带在变压器(尤其是高频变器、微波炉变压器)的层间绝缘和捆扎、陶瓷发热器及石英管的缠绕固定领域的应用。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种纤维绝缘扎带及其制备工艺。
本发明所采用的技术方案为：一种纤维绝缘扎带的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、选取玄武岩纤维和捻纱线，织成编织带备用；
S2、选取苯酚环氧树脂、石墨粉、糠醇和煅烧高岭土混合得到复合绝缘带涂料；
S3、将上述S2中获得复合绝缘带涂料进行加热、搅拌均匀，获得备用绝缘涂料；
S4、将S3中的备用绝缘涂料涂覆在S1中备用的编织带上，之后在涂有涂料的编织带表面覆盖一层薄膜，经冷却定型，获得纤维绝缘扎带成品。
作为优选地，所述步骤S1中，玄武岩纤维的直径为3-9μm。
作为优选地，所述步骤S1中，编织带的宽度为10-200mm。
上述步骤S1中，玄武岩纤维带编织技术，以玄武岩纤维加捻纱(单根玄武岩纤维直径为3μm～9μm)为原料，采用平纹编织技术，将玄武岩加捻纱编织为宽度为(10mm～200mm)的编织带。
作为优选地，所述步骤S2中，复合绝缘带涂料由如下质量份数的原料组成：
苯酚环氧树脂20-40份、石墨粉35-45份、糠醇3-10份和煅烧高岭土10-20份。
上述步骤S2中，绝缘带表面涂料，针对不同使用环境和性能要求，以重量份称取酚环氧树脂、石墨粉、糠醇、煅烧高岭土进行混合配置表面涂层，可使绝缘带电阻在5kΩ～20kΩ。
煅烧高岭土作为原材料，这里是作为填充料使用。煅烧高岭土与未煅烧高岭土相比，低温煅烧高岭土的结合水含量减少，二氧化硅和三氧化铝含量均增大，活性点增加，结构发生变化，粒径较小且均匀。
作为优选地，所述步骤S3中，加热方式为水浴加热，所述加热温度为60-70摄氏度。
作为优选地，所述步骤S3中，搅拌时长为2-3小时。
作为优选地，所述步骤S4中，冷却定型温度不高于5℃。
上述绝缘带表面涂层工艺技术，采用浸渍涂层的方式对玄武岩纤维编织带进行涂层。浸渍后的编织带在上下表面各覆盖一层改性聚乙烯薄膜，最后通过5℃以下的冷却辊进行冷却定型。
作为优选地，所述步骤S4中，薄膜为改性聚乙烯膜。
改性聚乙烯膜不与树脂基体粘结，便于使用时去除。
一种纤维绝缘扎带，采用权利要求1-8任一所述的纤维绝缘扎带的制备工艺制备获得。
本发明的有益效果为：
(一)本发明提供了一种纤维绝缘扎带，该扎带是以玄武岩纤维为增强体，与树脂基复合，制备出长晶玄武岩纤维增强树脂基复合绝缘带；拟改善传统玻璃纤维绝缘带的性能，扩大使用温度范围(-260℃～700℃)，提升绝缘扎带的机械强度，拓展绝缘带在特殊环境下的应用。同时，玄武岩纤维由于其本身材料特性，具有可降解的特点，是一种绿色环保的新型材料。
(二)与传绝缘带相比，玄武岩纤维绝缘带的使用温度范围大，为-260℃～700℃，促进了绝缘带在特殊环境下的使用，同时也拓宽了玄武岩纤维的应用领域。
(三)与传绝缘带相比，本发明采用玄武岩纤维为增强纤维，由于玄武岩纤维的材料特性，具有可降解、环保、绿色的优点。
(四)与传绝缘带相比，本发明可通过树脂配方设计，实现绝缘带电阻在5kΩ～20kΩ范围内控制。
(五)与玻璃纤维相比，玄武岩纤维的力学性能更加优异。因此，本发明制备的绝缘带具有优异的力学性能和机械强度，可应用于线圈包扎紧密牢固；促进了绝缘带在变压器(尤其是高频变器、微波炉变压器)的层间绝缘和捆扎、陶瓷发热器及石英管的缠绕固定领域的应用。
(六)上述工艺制备的绝缘带还具有，优异的稳定性、柔软耐撕、粘结力强、无胶残留、不易变形的特点，适合于各种异型材表面粘贴保护。
附图说明
图1为该纤维绝缘扎带的制备工艺实验例流程使用设备示意图。
图中，1-放卷机；2-玄武岩纤维编织带；3-导辊；4-料仓；5-复合绝缘带涂料；6-改性聚乙烯膜；7-冷却辊；8-收卷机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。所用试剂均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
一种纤维绝缘扎带的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、选取单根直径为3μm的玄武岩纤维和捻纱线，织成直径为10mm的编织带备用；
S2、选取苯酚环氧树脂200克、石墨粉350克、糠醇30克和煅烧高岭土100克混合得到复合绝缘带涂料；
S3、将上述S2中获得复合绝缘带涂料，在60摄氏度下进行水浴加热、搅拌2小时至均匀，获得备用绝缘涂料；
S4、将S3中的备用绝缘涂料涂覆在S1中备用的编织带上，之后在涂有涂料的编织带表面覆盖一层改性聚乙烯膜，经冷却定型，定型温度不高于5摄氏度，获得纤维绝缘扎带成品。
实施例2：
一种纤维绝缘扎带的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、选取单根直径为9μm的玄武岩纤维和捻纱线，织成直径为200mm的编织带备用；
S2、选取苯酚环氧树脂200克、石墨粉350克、糠醇30克和煅烧高岭土100克混合得到复合绝缘带涂料；
S3、将上述S2中获得复合绝缘带涂料，在70摄氏度下进行水浴加热、搅拌3小时至均匀，获得备用绝缘涂料；
S4、将S3中的备用绝缘涂料涂覆在S1中备用的编织带上，之后在涂有涂料的编织带表面覆盖一层改性聚乙烯膜，经冷却定型，定型温度不高于5摄氏度，获得纤维绝缘扎带成品。
实施例3：
一种纤维绝缘扎带的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、选取单根直径为3μm的玄武岩纤维和捻纱线，织成直径为10mm的编织带备用；
S2、选取苯酚环氧树脂400克、石墨粉450克、糠醇100克和煅烧高岭土200克混合得到复合绝缘带涂料；
S3、将上述S2中获得复合绝缘带涂料，在60摄氏度下进行水浴加热、搅拌2小时至均匀，获得备用绝缘涂料；
S4、将S3中的备用绝缘涂料涂覆在S1中备用的编织带上，之后在涂有涂料的编织带表面覆盖一层改性聚乙烯膜，经冷却定型，定型温度不高于5摄氏度，获得纤维绝缘扎带成品。
实施例4：
一种纤维绝缘扎带的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、选取单根直径为9μm的玄武岩纤维和捻纱线，织成直径为200mm的编织带备用；
S2、选取苯酚环氧树脂400克、石墨粉450克、糠醇100克和煅烧高岭土200克混合得到复合绝缘带涂料；
S3、将上述S2中获得复合绝缘带涂料，在70摄氏度下进行水浴加热、搅拌3小时至均匀，获得备用绝缘涂料；
S4、将S3中的备用绝缘涂料涂覆在S1中备用的编织带上，之后在涂有涂料的编织带表面覆盖一层改性聚乙烯膜，经冷却定型，定型温度不高于5摄氏度，获得纤维绝缘扎带成品。
实验例：
一种纤维绝缘扎带的制备工艺，工艺流程使用设备如图1所示：
第一步：以(单根玄武岩纤维直径为5μm)玄武岩纤维加捻纱为原料，采用织布机平纹编织成(20mm)的编织带，并收卷备用。
第二步：以重量份称取酚环氧树脂(35％)、石墨粉(40％)、糠醇(7％)、煅烧高岭土(18％)配置复合绝缘带涂料。
第三步：将配好的复合绝缘带涂料在水浴加热(65℃)搅拌机中搅拌(2h)，待搅拌均匀后将其加入涂覆机料仓中。
第四步：通过放卷机1，将玄武岩纤维编织带2经过导辊3、穿过料仓4，与传动辊、冷却辊7、收卷机8等相连，控制料仓4水浴加热温度为(65℃)。
第五步：玄武岩纤维编织带经过复合绝缘带涂料5后，通过导辊3在编织带表面覆盖一层改性聚乙烯薄膜6。
第六步：玄武岩纤维编织带覆盖薄膜后经过冷却辊7，进行冷却定型，控制冷却辊温度不高于5℃。
第七步：通过收卷机8进行收卷，打包，得到玄武岩纤维绝缘扎带。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，均属于本发明的保护范围。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本领域的普通技术人员应当理解，在不背离本发明的范围下，可对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，与此同时这些修改或者替换，并不会使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、选取玄武岩纤维和捻纱线，织成编织带备用；
S2、选取苯酚环氧树脂、石墨粉、糠醇和煅烧高岭土混合得到复合绝缘带涂料；
S3、将上述S2中获得复合绝缘带涂料进行加热、搅拌均匀，获得备用绝缘涂料；
S4、将S3中的备用绝缘涂料涂覆在S1中备用的编织带上，之后在涂有涂料的编织带表面覆盖一层薄膜，经冷却定型，获得纤维绝缘扎带成品。
2.根据权利要求1所述的一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，玄武岩纤维的直径为3-9μm。
3.根据权利要求1所述的一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，编织带的宽度为10-200mm。
4.根据权利要求1所述的一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中，复合绝缘带涂料由如下质量份数的原料组成：
苯酚环氧树脂20-40份、石墨粉35-45份、糠醇3-10份和煅烧高岭土10-20份。
5.根据权利要求1所述的一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中，加热方式为水浴加热，所述加热温度为60-70摄氏度。
6.根据权利要求1所述的一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中，搅拌时长为2-3小时。
7.根据权利要求1所述的一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S4中，冷却定型温度不高于5℃。
8.根据权利要求1所述的一种纤维绝缘扎带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S4中，薄膜为改性聚乙烯膜。
9.一种纤维绝缘扎带，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述的纤维绝缘扎带的制备工艺制备获得。
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