CN116021860A - 一种对混合粒径浆料进行利用的云母带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对混合粒径浆料进行利用的云母带,其包括补强纤维布,补强纤维布的单侧或者双侧表面成型有复合云母纸层,复合云母纸层包括基础云母纸层、夹层云母纸层以及补强云母纸层;基础云母纸层为粗浆云母纸层;夹层云母纸层为不均匀浆料云母纸层,并在表面成型有呈阵列状排布的贯穿部;补强云母纸层为成型于夹层云母纸层外表面,为细浆云母纸层;基础云母纸层与夹层云母纸层之间成型有第一胶粘剂层,夹层云母纸层与补强云母纸层之间成型有第二胶粘剂层,且第二胶粘剂层的流动性优于第一胶粘剂层的流动性。本发明能在保证成品云母纸使用性能的同时对云母纸混合制浆过程产生的不均匀浆料进行有效利用,从而降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘材料中的云母纸制品技术,具体为一种对混合粒径浆料进行利用的云母带。
背景技术
云母是一种自然生成的层状硅酸盐类矿物,具有优良的物理性能和电气性以及在高温状态下仍保持以上性能的特性。云母纸作为云母的二次加工制品,其具有云母的主要性能,相比于传统的金属绝缘材料,云母纸具有电气强度高,介质损耗低,表面电阻和体积电阻高等优异的电气性能以及耐热、耐水、化学稳定性、富有弹性以及耐剪切力和抗张强度等物理和化学性能,在发电机、电动机、线缆等电工设备中具有广泛的应用。
现有技术中,云母纸为了保证其物理强度和电绝缘性能,通常在施胶与无碱玻纤布复合以得到少胶云母带,具有一定的厚度且会采用环氧硅树脂料作为胶粘剂和界面填充材料来保证纸张整体的结合性能。而市面上常见的少胶云母纸多是在传统抄造工艺条件下利用云母纸浆制备云母纸,其云母纸制备过程中混浆工艺中会将特定粒径范围内的云母鳞片混合制浆,然后再将利用上述具有特定粒径范围云母鳞片的混合浆料抄造的云母纸单层,得到的云母纸单层与无碱玻纤布复合得到对应的云母带成品。
而在云母生产企业中的实际操作过程中,随着生产活动的进行,不同阶段的混合制浆过程中会出现部分不均匀浆料,这部分不均匀浆料中的云母鳞片中涵盖的粒径范围宽泛,且这些不同粒径云母鳞片的比例不可控,会随着不同工艺条件和不同厂家/生产线不同而不同:
若对这边浆料进行不同粒径云母鳞片的分离,其分离成本高且会对云母鳞片的性能指标造成负面影响,若弃置该部分浆料则会造成资源和原料成本的浪费;
而若将上述不均匀的混合粒径浆料抄造所得到的云母纸直接与无碱玻纤布复合制备云母带,虽然电学性能虽然不会产生太大差异,但容易因为与无碱玻纤布粘结不牢而造成分层现象,影响云母纸产品的质量;为了保证上述云母纸与无碱玻纤布复合过程的抗层间剥离强度,通常做法是需要提高胶层厚度,而用于作为粘接剂的环氧硅树脂料普遍存在导热系数偏低的问题,会使得制成的云母带出现散热缺陷,无法保证成品云母带的使用性能。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种对混合粒径浆料进行利用的云母带,以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种对混合粒径浆料进行利用的云母带,包括作为基底的补强纤维布,所述补强纤维布的单侧或者双侧表面成型有复合云母纸层,所述复合云母纸层包括基础云母纸层、夹层云母纸层以及补强云母纸层;
所述基础云母纸层为粗浆云母纸层,直接成型于所述补强纤维布表面;
所述夹层云母纸层为不均匀浆料云母纸层,其表面成型有呈阵列状排布的贯穿部;所述贯穿部的轮廓为方形,并在轮廓区域内成型有若干平行设置的条形长孔;
所述补强云母纸层成型于所述夹层云母纸层外表面,为细浆云母纸层;
所述基础云母纸层与所述夹层云母纸层之间成型有第一胶粘剂层,所述夹层云母纸层与所述补强云母纸层之间成型有第二胶粘剂层;第一胶粘剂层与第二胶粘剂层为均为环氧树脂胶层,且第二胶粘剂层的流动性优于第一胶粘剂层的流动性。
作为进一步限定,对混合粒径浆料进行利用的云母带仅在补强纤维布的单侧表面成型所述抗剥离复合结构层时,在所述补强纤维布的另一侧表面通过胶粘剂层直接成型补强云母纸层。
作为进一步限定,所述补强纤维布的布层厚度为0.02~0.03mm,优选为无碱玻纤布或者聚酯无纺布。
作为进一步限定,所述基础云母纸层的成型厚度为0.015~0.03mm,优选为金云母纸或者合成云母纸,基础云母纸层中的云母鳞片粒径-20目~+40目,且所述基础云母纸层通过圆网抄造机直接抄造于所述补强纤维布表面。
作为进一步限定,所述夹层云母纸层的厚度为0.02~0.03mm。
作为进一步限定,所述补强云母纸层的厚度为0.015~0.02mm,补强云母纸层中的云母鳞片粒径-80目~+120目。
作为进一步限定,所述条形长孔在贯穿部的方形轮廓区域中的面积占比为25~35%;而所述贯穿部对应方形轮廓的面积之和在夹层云母纸层单元面积上的占比为25~50%。
作为进一步限定,呈阵列状排布的贯穿部中,任一贯穿部上的条形长孔的延伸方向与其最接近的四个贯穿部上的条形长孔的延伸方向保持垂直。
作为进一步限定,贯穿部上的所述条形长孔为直线孔或者波浪形孔,且所述条形长孔的单孔孔宽为1.5~2mm。
作为进一步限定,所述第二胶粘剂层中掺加增强纤维;所述增强纤维为短切玻璃纤维或者短切芳纶纤维,掺加量为胶料重量的7~15%。
作为进一步限定,所述第一胶粘剂层与所述第二胶粘剂层中掺加有高导热无机填料,所述高导热无机填料为纳米级氮化铝、氮化硼、氮化硅中的一种或者组合,添加量为胶粘剂层中胶料重量的3~5%。
作为进一步限定,所述补强云母纸层在胶粘剂层外侧通过热压复合工艺压合于所述胶粘剂层的表面。
有益效果:本发明的对混合粒径浆料进行利用的云母带能对云母纸加工企业中制浆过程中的出现部分不均匀浆料进行利用,其能在保证云母带绝缘性能和结构强度的基础上通过对不均匀浆料抄造的云母纸层开条形孔,并通过双面施胶方式进行压合成型,在减少用胶量的情况下通过胶层流动形成层间连结结构,以在不影响云母带性能的同时有效改善利用上述不均匀浆料制备云母带时容易在制作过程中出现的分层、起泡现象。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的切面细节放大示意图。
图2为图1中基材单侧复合云母纸层的层间结构示意图。
其中:1、第一补强云母纸层;2、第三胶粘剂层;3、补强纤维布;4、基础云母纸层;5、第一胶粘剂层;6、夹层云母纸层;7、第二胶粘剂层;8、第二补强云母纸层;9、第一类贯穿部;10、第二类贯穿部。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
参见图1、图2的一种对混合粒径浆料进行利用的云母带的较佳实施例,在本实施例中,对混合粒径浆料进行利用的云母带包括作为主结构层的基础云母纸层4以及补强纤维布3,其补强纤维布3采用布层厚度为0.025mm的高强度无碱玻纤布,而基础云母纸层4则以云母浆料作为原料直接通过圆网抄造机直接抄造于该补强纤维布3表面,该基础云母纸层4与补强纤维布3之间具有较佳的结构稳定性;而考虑到成型后的电气性能,该基础云母纸层4在本实施例中为金云母纸。
在本实施例中,对混合粒径浆料进行利用的云母带在补强纤维布3的背侧成型有第三胶粘剂层2,并通过第三胶粘剂层2成型有第一补强云母纸层1,该第三胶粘剂层2为一层厚度为0.006mm的环氧硅树脂胶层,而第一补强云母纸层1为一层厚度为0.02mm的合成云母纸。
基础云母纸层4在本实施例中由粒径为-20目~+40目的云母鳞片通过制浆工艺抄浆成型后得到,其成型厚度为0.025mm,基础云母纸层4的表面通过厚度为0.005mm的环氧硅树脂胶层作为第一胶粘剂层5,该第一胶粘剂层5为底胶,其表面成型有夹层云母纸层6,夹层云母纸层6为云母加工企业中混合制浆过程中产生的不均匀浆料抄造成型。在本实施例中,该夹层云母纸层6的厚度为0.025mm,并经过开孔处理,夹层云母纸层6的开孔方式为:
在夹层云母纸层6表面确定若干贯穿部,这些贯穿部呈阵列状设置,贯穿部的外轮廓为方形,在贯穿部的外轮廓区域内内成型有若干平行设置且尺寸一致的条形长孔,条形长孔为贯穿孔,且在本实施例中,该条形长孔为单孔孔宽1.8mm的直线孔,如图2所示,贯穿部有两种形式,即如图2所示的第一类贯穿部9以及第二类贯穿部10,任意一个第一类贯穿部9/第二类贯穿部10在阵列上、下、左、右四个方向上最近的一个贯穿部均为第二类贯穿部10/第一类贯穿部9。
就单个贯穿部结构而言,第一类贯穿部9中的条形长孔为如图所示的横向设置;而第二类贯穿部10中的条形长孔与第一类贯穿部9中的条形长孔相互垂直。在本实施例的技术条件下,单个第一类贯穿部9或者第二类贯穿部10中,条形长孔的面积占比为对应贯穿部方形轮廓区域面积的35%,且单位面积内,贯穿部的面积之和为夹层云母纸层6对应面积的25%。
夹层云母纸层6的表面成型有第二胶粘剂层7,该第二胶粘剂层7的表面成型有第二补强云母纸层8,在本实施例中,第二胶粘剂层7与第三胶粘剂层2为同材质的环氧硅树脂胶涂覆成型,且第二胶粘剂层7的厚度为0.006mm;而第一胶粘剂层为另一种类的环氧硅树脂胶,并具有劣于第二胶粘剂层7/第三胶粘剂层2中所采用的环氧硅树脂胶的流动性。
第一补强云母纸层1和第二补强云母纸层8为同材质、同批次的同厚度合成云母纸,该用于抄造该合成云母纸的云母浆料中采用的云母鳞片粒径-80目~+120目,第二补强云母纸层8的成型厚度与第一补强云母纸层1一样也为0.02mm。
在本实施例中,第一补强云母纸层1、第二补强云母纸层8以及第三胶粘剂层2均采用改性环氧树脂胶粉末,以静电喷涂方式将对应的胶料粉末均匀涂覆于对应面上,其中,第一补强云母纸层1与第二补强云母纸层8对应胶料的软化点起点为120℃、粘度(环境温度25℃)为550mPa·s,而第三胶粘剂层2对应胶料的软化点起点为80℃,粘度(环境温度25℃)为470mPa·s。
第一补强云母纸层1和第二补强云母纸层8在对应的第三胶粘剂层2与第三胶粘剂层2上胶后贴合于对应的胶层表面并连续热压后成型为一体,其热压复合温度为150℃,热压压力为15MPa,热压复合速度为5m/min。
在本实施例的上述结构特征下,可以在夹层云母纸层6的上下表面通过不同流动性的环氧树脂胶在压力条件下的流动填充来形成空间增强结构,并在保证低厚度施胶量的情况下对应的第一类贯穿部9和第二类贯穿部10位置形成横、纵向增强的交联结构,从而在不影响云母带性能的同时有效提高并改善利用上述不均匀浆料制备复合云母纸时,容易在复合云母纸成型过程中在夹层云母纸层6与对应第一胶粘剂层5以及第二胶粘剂层7之间的界面位置出现的分层、起泡现象,从而有效提高夹层云母纸层6中对应的不均匀浆料原料的利用率,而不需要进行多次筛分回收操作,有效降低了生产和回收成本,并提高资源利用率。
将上述实施例条件制备的云母带产品,与市面上三款厚度和克重接近的云母带一同进行参数性能测试,测试时,在对应的云母带的不同长度段上裁取5cm×5cm方块纸片进行性能测试,其截取长度段之间的间隔长度为2m,每组云母带裁取五组,其测试数据取平均值如下表所示:
由上表可知,本实施例的技术条件下制得的云母带性能与市售厚度和克重接近的云母带性能接近,同时,将本实施例制得的云母带在展平后进行表面利用橡胶材料连续摩擦测试,测量其层间剥离时的摩擦次数,其抗摩擦次数为970±300次,而对应的其他三款厚度和克重接近的云母带在相同条件下进行摩擦测试,其对应的抗摩擦次数为1050±200次;因此,就抗层间剥离性能来说,也接近于市售三款厚度和克重接近的云母带。
在另一实施例中,也可以采用波浪形孔对实施例中的直线孔进行替换,其效果类似,但层间连结的稳定性更好,缺点在于施胶量相比直线孔会小幅增加且压孔过程中难度也会小幅增加。
在其他实施例中,为了保证对应第一胶粘剂层5与第二胶粘剂层7中胶层的导热性能,其可采用填充的高导热无机填料的种类为纳米级氮化铝、氮化硼、氮化硅,可选用其中的一种或者组合,其考虑到胶料性能和胶层散热性能,该高导热无机填料的添加量应控制在胶粘剂层中胶料重量的3~5%。而为了保证胶层位置的联结性能和物理强度,也可以在第二胶粘剂层7中掺加增强纤维;对应可用的增强纤维为短切玻璃纤维或者短切芳纶纤维,掺加量为胶料重量的7~15%。
而虽然在本实施例中,由基础云母纸层4、夹层云母纸层6以及第二补强云母纸层8组成的复合云母纸层为在补强纤维布3的单侧成型结构,但在其他的实施例中,考虑到云母纸的绝缘强度要求和使用性能,也可以采用上述复合云母纸层对另一侧的第三胶粘剂层2和第一补强云母纸层1的组合进行替换。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,包括作为基底的补强纤维布,所述补强纤维布的单侧或者双侧表面成型有复合云母纸层,所述复合云母纸层包括基础云母纸层、夹层云母纸层以及补强云母纸层;
所述基础云母纸层为粗浆云母纸层,直接成型于所述补强纤维布表面;
所述夹层云母纸层为不均匀浆料云母纸层,其表面成型有呈阵列状排布的贯穿部;所述贯穿部的轮廓为方形,并在轮廓区域内成型有若干平行设置的条形长孔;
所述补强云母纸层成型于所述夹层云母纸层外表面,为细浆云母纸层;
所述基础云母纸层与所述夹层云母纸层之间成型有第一胶粘剂层,所述夹层云母纸层与所述补强云母纸层之间成型有第二胶粘剂层;第一胶粘剂层与第二胶粘剂层为均为环氧树脂胶层,且第二胶粘剂层的流动性优于第一胶粘剂层的流动性。
2.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,云母纸仅在补强纤维布的单侧表面成型所述抗剥离复合结构层时,在所述补强纤维布的另一侧表面通过胶粘剂层直接成型补强云母纸层。
3.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,所述补强纤维布采用布层厚度为0.2~0.3mm的无碱玻纤布或者聚酯无纺布。
4.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,所述基础云母纸层为成型厚度0.15~0.3mm的金云母纸或者合成云母纸;
基础云母纸层中的云母鳞片粒径-20目~+40目,且所述基础云母纸层通过圆网抄造机直接抄造于所述补强纤维布表面。
5.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,所述夹层云母纸层的厚度为0.2~0.3mm。
6.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,所述补强云母纸层的厚度为0.15~0.2mm,补强云母纸层中的云母鳞片粒径-80目~+120目。
7.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,所述条形长孔在贯穿部的方形轮廓区域中的面积占比为25~35%;而所述贯穿部对应方形轮廓的面积之和在夹层云母纸层单元面积上的占比为25~55%。
8.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,呈阵列状排布的贯穿部中,任一贯穿部上的条形长孔的延伸方向与其最接近的四个贯穿部上的条形长孔的延伸方向保持垂直。
9.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,贯穿部上的所述条形长孔为直线孔或者波浪形孔,且所述条形长孔的单孔孔宽为1.5~2mm。
10.根据权利要求1所述的对混合粒径浆料进行利用的云母带,其特征在于,所述第二胶粘剂层中掺加增强纤维;所述第一胶粘剂层与所述第二胶粘剂层中掺加有高导热无机填料,所述高导热无机填料为纳米级氮化铝、氮化硼、氮化硅中的一种或者组合。
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