CN115449191B - 一种混合胶、用混合胶制备的绝缘布及绝缘布的制备方法 - Google Patents

一种混合胶、用混合胶制备的绝缘布及绝缘布的制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及绝缘材料技术领域，更具体地说，它涉及一种混合胶、用混合胶制备的绝缘布及绝缘布的制备方法。本申请涉及的一种混合胶包括如下质量百分比的各组分：有机硅改性聚酯树脂40%～55%；固化剂1%～5%；其余为溶剂。本申请涉及的绝缘布包括无碱玻璃布。本申请本涉及的绝缘布的制备方法包括制备混合胶、浸胶处理、第一次固化、第二次固化几个步骤。申请制得绝缘布具有高抗电压性能的优点。

Description

一种混合胶、用混合胶制备的绝缘布及绝缘布的制备方法
技术领域
本申请涉及绝缘材料技术领域，更具体地说，它涉及一种混合胶、用混合胶制备的绝缘布及绝缘布的制备方法。
背景技术
随着我国国民经济的发展迅速对电力的需求也日趋上升，从发电、输电到变电全线电压等级均在不断提升，电力产业上对作为输变电系统中的主要设备变压器也提出了越来越高的要求，其中变压器用耐高电压绝缘材料也受到了更多的关注。
普通电力变压器的高压线圈或低压线圈在制造过程中，线圈的匝和匝之间必须保证绝缘，匝和匝之间一般通过衬垫绝缘布来实现绝缘，因此绝缘布的抗电压能力直接影响着变压器的性能。
目前，虽然市面上绝缘布的品种很多，但是常见的绝缘布击穿电压在2KV～3KV左右，耐电压能力普遍不高，逐渐不能满足变压器越来越高的抗电压需求，甚至限制了变压器性能的提升。
鉴于此，有必要开发一种具有高抗电压性能的绝缘布。
发明内容
为了提高绝缘布的抗电压性能，本申请提供一种混合胶、用混合胶制备的绝缘布及绝缘布的制备方法。
本申请提供的一种混合胶、用混合胶制备的绝缘布及绝缘布的制备方法采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种混合胶，采用如下的技术方案：
一种混合胶，包括如下质量百分比的各组分：
有机硅改性聚酯树脂40％～55％；
固化剂1％～5％；
其余为溶剂。
通过采用上述技术方案，有机硅改性聚酯树脂附着力好，固化后有机硅改性聚酯树脂膜绝缘性好，介电强度高，有良好的耐高温性能和优良的机械性能。
在一个具体的可实施方案中，所述混合胶还包括质量百分比为1％～5％的氟化聚乙烯蜡。
通过采用上述技术方案，氟化聚乙烯蜡分子中含有氟原子和有机基团，有机基团可以与混合胶中的有机物相容，氟原子与混合胶表面的空气分子亲和，氟原子可以排列在混合胶表面与混合胶表面的空气分子之间，使混合胶的表面相当于转入分子内部，从而降低混合胶表面张力，进而提高混合胶浸渍无碱玻璃布的效果，这有利于减少混合胶固化后有机硅改性聚酯树脂膜中出现空泡的情况，提高制得的绝缘布的抗电压能力。
在一个具体的可实施方案中，所述混合胶还包括质量百分比为1％～5％的偶联剂。
通过采用上述技术方案，偶联剂可以提高有机硅改性聚酯树脂与无碱玻璃布纤维的相容性，从而提高有机硅改性聚酯树脂膜在无碱玻璃布上的稳定性。
在一个具体的可实施方案中，所述溶剂选择乙醇和异丙醇中的一种或者多种。
通过采用上述技术方案，乙醇和异丙醇的毒性均较低，均具有较低的熔点和较好的挥发性，对有机硅改性聚酯树脂和氟化聚乙烯蜡均具有较好的溶解能力。
第二方面，本申请提供一种绝缘布，采用如下的技术方案：
一种绝缘布，对无碱玻璃布使用混合胶进行浸胶并烘干固化后得到。
通过采用上述技术方案，无碱玻璃布拉伸强度优异,吸附性能强,表面光滑平整，制得的绝缘布具有良好的绝缘性和机械强度。
第三方面，本申请提供一种绝缘布的制备方法，采用如下的技术方案：
一种绝缘布的制备方法，包括以下步骤：
(1)浸胶处理：在25～45℃下，将无碱玻璃布浸入混合胶中1～5min；
(2)第一次固化：将步骤(2)中浸完混合胶的无碱玻璃布进行烘制，烘制温度为125～135℃，烘制时间为2.5～3.5min得到初处理布；
(3)第二次固化：将步骤(3)中得到的初处理布进行压制，压制温度为125～135℃，压制时间为18～22min；压制完成后在145～155℃下烘制18～22min，然后先保温1～2h，再冷却至室温，即得绝缘布。
通过采用上述技术方案，步骤(2)可使无碱玻璃布上混合胶中的溶剂大量挥发，并在无碱玻璃布上形成固化程度低的有机硅改性聚酯树脂膜。
通过压制工艺可以减少成品有机硅改性聚酯树脂膜中出现空泡的情况，从而提高制得的绝缘布的抗电压能力，同时压制工艺可使有机硅改性聚酯树脂固化，并使得混合胶中的残余溶剂挥发。
初处理布被压制后，有机硅改性聚酯树脂膜会出现少量损坏，通过二次固化的方式使得有机硅改性聚酯树脂膜恢复良好的膜结构，良好的膜结构有助于提高制得的绝缘布的抗电压能力。
固化过程分为两次进行，固化温度由低阶梯到高,有利于减少来形成的有机硅改性聚酯树脂膜由于升温过快发脆的情况。
通过简单的工艺即可制得具有高抗电压性能的绝缘布，无需复杂的制备条件，制得的绝缘布具有良好的抗电压能力和机械强度。
在一个具体的可实施方案中，步骤(3)中所述压制压力3～10MPa。
在一个具体的可实施方案中，步骤(3)中保温温度为60～80℃。
通过采用上述技术方案，第二次固化过程中，经过压制的初处理布具有较高的温度，在温度为60～80℃中保温可以缓慢散热，减少因降温速度过快导致绝缘布收缩的情况。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、固化后有机硅改性聚酯树脂膜具有良好的绝缘性，有利于提高制得的绝缘布的抗电压能力。
2、氟化聚乙烯蜡分子可以降低混合胶表面张力，从而提高混合胶浸渍无碱玻璃布的效果，有利于减少混合胶固化后机硅改性聚酯树脂膜结构中出现空泡的情况，从而提高制得的绝缘布的抗电压能力。
3、压制工艺可以减少成品有机硅改性聚酯树脂膜中出现空泡的情况，从而提高制得的绝缘布的抗电压能力。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
制备例和实施例中所用的相关原材料中：
有机硅改性聚酯树脂CAS号：67763-03-5，25℃时粘度为25mPa.s；氟化聚乙烯蜡沸点220℃，纯度≥99％，平均Hegman细度为6；实施例中固化剂具体选用甲苯二异氰酸酯(TDI)，CAS号：26471-62-5，纯度≥99％；乙醇纯度≥99％；异丙醇纯度≥99％；硅烷偶联剂KH-570的CAS号：2530-85-0，纯度≥97％。
混合胶的制备例
制备例1
一种混合胶由以下原料制得：
有机硅改性聚酯树脂400g，甲苯二异氰酸酯(TDI)10g，乙醇590g。
混合胶由以下步骤制得：
在25℃下，将机硅改性聚酯树脂、TDI溶于乙醇中即得混合胶。
制备例2
一种混合胶由以下原料制得：
有机硅改性聚酯树脂480g，甲苯二异氰酸酯(TDI)30g，乙醇250g,异丙醇240g。
混合胶由以下步骤制得：
在25℃下，将机硅改性聚酯树脂、TDI和异丙醇溶于乙醇中即得混合胶。
制备例3～5
制备例3～5与制备例2相同，区别在于有机硅改性聚酯树脂、TDI、乙醇和异丙醇的含量不同，具体见表1：
表1制备例3～5中有机硅改性聚酯树脂、TDI、乙醇和异丙醇的含量
实施例 有机硅改性聚酯树脂/g TDI/g 乙醇/g 异丙醇/g
实施例1 400 10 590 0
实施例2 480 30 250 240
实施例3 550 50 0 400
实施例4 400 30 250 320
实施例5 550 30 250 170
制备例6～8
制备例6～8与制备例2相同，区别在于原料中还包含氟化聚乙烯蜡，制备例6～8中有机硅改性聚酯树脂、TDI、乙醇、异丙醇和氟化聚乙烯蜡的用量具体见表2：
表2制备例6～8中各组分的用量
制备例9～10
制备例9～10与制备例2相同，区别在于原料中还包含硅烷偶联剂KH-570，制备例9～10中有机硅改性聚酯树脂、TDI、乙醇、异丙醇和硅烷偶联剂KH-570的用量具体见表3：
表3制备例9～10中各组分的用量
实施例
实施例1
一种绝缘布的制备方法，包括以下步骤：
(1)浸胶处理：在35℃下，将厚度为0.09mm的无碱玻璃布浸入制备例1得到的混合胶中3min；
(2)第一次固化：将步骤(1)中浸完混合胶的无碱玻璃布进行烘制，烘制温度为130℃，烘制时间为3min得到初处理布；
(3)第二次固化：将步骤(2)中得到的初处理布进行压制，压制温度为125℃，压制时间为18min，压制压力为6MPa；压制完成后在145℃下烘制18min，然后在70℃下保温1.5h、在室温下冷却至室温，即得绝缘布。
实施例2
一种绝缘布的制备方法，包括以下步骤：
(1)浸胶处理：在35℃下，将厚度为0.09mm的无碱玻璃布浸入制备例2得到的混合胶中3min；
(2)第一次固化：将步骤(1)中浸完混合胶的无碱玻璃布进行烘制，烘制温度为130℃，烘制时间为3min得到初处理布；
(3)第二次固化：将步骤(2)中得到的初处理布进行压制，压制温度为130℃，压制时间为20min，压制压力为6MPa；压制完成后在150℃下烘制20min，然后在70℃下保温1.5h、在室温下冷却至室温，即得绝缘布。
实施例3
一种绝缘布的制备方法，包括以下步骤：
(1)浸胶处理：在35℃下，将厚度为0.09mm的无碱玻璃布浸入制备例3得到的混合胶中3min；
(2)第一次固化：将步骤(1)中浸完混合胶的无碱玻璃布进行烘制，烘制温度为130℃，烘制时间为3min得到初处理布；
(3)第二次固化：将步骤(2)中得到的初处理布进行压制，压制温度为135℃，压制时间为22min，压制压力为6MPa；压制完成后在155℃下烘制22min，然后在70℃下保温1.5h、在室温下冷却至室温，即得绝缘布。
实施例4～10
实施例4～10与实施例2相同，区别在于步骤(1)中混合胶的来源不同，具体见表4：
表4实施例4～10中步骤(1)混合胶的来源
实施例11～18
实施例11～18与实施例2相同，区别在于步骤(3)中部分工艺条件不同，具体见表5：
表5实施例11～18中步骤(3)中部分工艺条件
对比例
对比例1
一种绝缘布的制备方法，包括以下步骤：
(1)浸胶处理：在35℃下，将厚度为0.09mm的无碱玻璃布浸入制备例2得到的混合胶中3min；
(2)第一次固化：将步骤(1)中浸完混合胶的无碱玻璃布进行烘制，烘制温度为130℃，烘制时间为3min得到初处理布；
(3)第二次固化：将步骤(2)中得到的初处理布先在温度为130℃下烘制，烘制时间为20min；再在150℃下烘制20min，然后在70℃下保温1.5h、在室温下冷却至室温，即得绝缘布。
对比例2
一种绝缘布的制备方法，包括以下步骤：
(1)浸胶处理：在35℃下，将厚度为0.09mm的无碱玻璃布浸入制备例2得到的混合胶中3min；
(2)第一次固化：将步骤(1)中浸完混合胶的无碱玻璃布进行烘制，烘制温度为130℃，烘制时间为3min得到初处理布；
(3)第二次固化：将步骤(2)中得到的初处理布进行压制，压制温度为130℃，压制时间为20min，压制压力为6MPa；然后在70℃下保温1.5h、在室温下冷却至室温，即得绝缘布。
检测方法
实施例1～18和对比例1～2制得的绝缘布测试采用如下方案：参照《GB/T 1408.1-2006绝缘材料电气强度试验方法》测试实施例1～18和对比例1～2制得的绝缘布的耐电压性能，具体见表6：
表6实施例1～18和对比例1～2中绝缘布的耐电压性能
实施例 耐电压/KV 实施例 耐电压/KV
实施例1 4.34 实施例11 4.64
实施例2 4.72 实施例12 4.82
实施例3 5.12 实施例13 4.67
实施例4 4.62 实施例14 4.8
实施例5 4.84 实施例15 4.71
实施例6 4.78 实施例16 4.75
实施例7 4.84 实施例17 4.72
实施例8 4.89 实施例18 7.74
实施例9 4.73 对比例1 4.21
实施例10 4.75 对比例2 4.32
由表5可以看出，对比实施例2、实施例11～14和对比例1，实施例2和实施例11～14制得的绝缘布耐电压性能均超过4.34KV，而对比例1制得的绝缘布耐电压性能仅为4.21KV，说明实施例2和实施例11～14制得的绝缘布耐电压性能优于对比例1，说明经过压制工艺得到的绝缘布有较好的耐电压性能，这可能是由于压制工艺可以减少成品有机硅改性聚酯树脂膜中出现空泡的情况，从而提高制得的绝缘布的耐电压性能。
对比实施例2、实施例15～18和对比例2，实施例2和实施例15～18制得的绝缘布耐电压性能优于对比例1，说明经过二次固化工艺得到的绝缘布有较好的耐电压性能，这可能是由于压制工艺使得有机硅改性聚酯树脂膜结构产生部分损坏，二次固化工艺可以使有机硅改性聚酯树脂膜恢复良好的膜结构，良好的膜结构起到了提高绝缘布耐电压性能的作用。
对比实施例2、实施例4和实施例5可知，随着组分中有机硅改性聚酯树脂质量百分比的增加，制得的绝缘布耐电压性能显著上升，说明提高组分中有机硅改性聚酯树脂的质量百分比有助于提高绝缘布的耐电压性能。
对比实施例2和实施例6～8可知，随着组分中氟化聚乙烯蜡质量百分比的增加，制得的绝缘布耐电压性能显著上升，说明提高组分中氟化聚乙烯蜡的质量百分比有助于提高绝缘布的耐电压性能。这可能是由于氟化聚乙烯蜡有助于提高混合胶浸渍无碱玻璃布的效果，从而减少了混合胶固化后有机硅改性聚酯树脂膜中出现空泡的情况，进而提高了制得的绝缘布的抗电压能力。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种绝缘布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）浸胶处理：在25～45℃下，将无碱玻璃布浸入混合胶中1～5min；
（2）第一次固化：将步骤（1）中浸完混合胶的无碱玻璃布进行烘制，烘制温度为125～135℃，烘制时间为2.5～3.5min得到初处理布；
（3）第二次固化：将步骤（2）中得到的初处理布进行压制，压制温度为125～135℃，压制时间为18～22min；压制完成后在145～155℃下烘制18～22min，然后先保温1～2h，再冷却至室温，即得绝缘布；
所述混合胶包括如下质量百分比的各组分：
有机硅改性聚酯树脂40%～55%；
固化剂1%～5%；
氟化聚乙烯蜡1%～5%；
偶联剂1%～5%
其余为溶剂。
2.根据权利要求1所述的绝缘布的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述压制压力3～10MPa。
3.根据权利要求1所述的绝缘布的制备方法，其特征在于：步骤（3）中保温温度为60～80℃。
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有机硅改性聚酯涂料的研究;盛茂桂;《 2004年高功能涂料的开发与应用研讨会暨第三届氟硅材料在涂料中的应用技术研讨会论文集》;90-94 *
聚氨酯玻璃漆布;张共勉;《绝缘材料》(第4期);15-17 *

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