RU1808141C - Электроизол ционный листовой или ленточный материал - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве электроизол ционных пленочных материалов. Сущность изобретени : с целью повышени  прочности и надежности электроизол ционный материал выполнен из полиалкиленте- рефталатной пленки, одна сторона котор ой имеет кристаллическую структуру, друга  - аморфную. На поверхность пленки может быть наклеено стекловолокно, нити которого непрерывны и расположены параллельно друг другу и продольной оси материала. 6 з.п. ф-л,ы, 3 ил.

Description

1 Изобретение относитс  к усовершенствованным электроизол ционным материалам , выполн емым частично или полностью из полиэфирной синтетической пленки,

В соответствии с вышесказанным в рамках данного изобретени  предложена усовершенствованна  полиэфирнооснов- на  электроизол ционна  лента в листовом или ленточном виде, одна из поверхностей которой аморфна , а друга  поверхность кристаллическа . Установлено, что применение такой пленки дает р д заметных практических преимуществ, существо которых по сн етс  ниже.

Наилучшим вариантом исполнени  изобретени   вл етс  композицонна  тепло- рассеивающа  электроизол ционна  пленка, котора  состоит из сло  упом нутой полиэфирной синтетической пленки, армированной непрерывными нит ми стекловолокна , адгезионно скрепл емого с кристаллической поверхностью этой пленки, причем указанные нити проход т по всей длине пленки, закрыва  практически всю кристаллическую поверхность ее полиэфирного сло .

Дл  изготовлени  за вленных изол ционных материалов могут быть использованы самые различные пленкообразующие полиэфирные синтетические смолы известных типов. В то же врем  предпочтение отдаетс  высокополимеризованному полиэфирному продукту, получаемому за счет химического взаимодействи  двухосновной -кислоты с гликолем. В практическом аспекте наилучшими свойствами обладёют полиалкиленте- рефталатные синтетические смолы. Такие смолы могут быть приготовлены по обычной технологии из терефталевой кислоты или эфирообразующей ее производной и глико00

о

00

СО

л . Последний имеет формулу: НО(СН2)п ОН где п 1-20, а предпочтительно 1-10. Более подробна  информаци  по таким полиэфирам и их приготовлению имеетс  в упом нутом патенте Великобритании. Благодар  относительно низкой стоимости производства , универсальности, доступности и высоким потребным диэлектрическим и другим физическим свойствам полиэтилентерефта- лат  вл етс  наиболее предпочтительным полиэфирным синтетическим материалом дл  осуществлени  данного изобретени .

Как отмечалось ранее, отличительной особенностью полиэфирной синтетической пленки, котора  используетс  в данном изобретении ,  вл етс  то, что ее противоположные поверхности имеют соответственно аморфное и кристаллическое состо ние. В практическом аспекте применение такого материала дает то преимущество, что аморфна  поверхность под действием одновременно давлени  и тепла сцепл етс  адгезионно с любой защищаемой поверхностью , что касаетс  в первую очередь поверхности изолируемого электрического провода или кабел , на которые изол ци  обычно наноситс  с прижимным контактом. В отличие от этого кристаллическа  сторона не подвергаетс  тому температурно-при- жимному воздействию, которое необходимо дл  закреплени  на проводе аморфной стороны изол ционного материала, Таким образом, кристаллическа  поверхность не будет ни разм гчатьс , ни подвергатьс  какому-либо заметному физическому изменению .

Необходимо отметить, что адгезионное закрепление аморфной стороны предложенной электроизол ционной ленты имеет место только при одновременном воздействии тепла и давлени . Если какую-то часть или зону аморфной поверхности, на которую не воздействует давление, нагревать в процессе нанесени  изол ционной ленты на провод, она не будет адгезионно скрепл тьс  с ним, остава сь в исходном аморфном состо нии. Однако это не исключает возможности скреплени  указанной части аморфной поверхности изоленты с проводом при последующей операции обработки, когда одновременно будет создаватьс  давление прижати  и осуществл тьс  нагрев.

Практическое воплощение данного изобретени  предполагает спиральную намотку полиэфирной пленки в виде ленты или полосы на электрический проводник. При этом витки ленты в процессе спиральной намотки могут каким-то образом перекрывать друг друга внахлест или же укладыватьс  встык. Изолента или полоса может иметь

любую необходимую толщину, например 0.00025-0,025 дюйма (0,006-0,635 мм).

Дл  приложени  прижимающего давлени  к рассматриваемой изоленте в процессе

или после ее намотки на проводник может быть использован любой технический прием и любое подход щее средство, однако удобнее такое прижатие осуществл ть просто за счет нат жени  ленты в процессе ее

намотки, В этом случае аморфна  поверхность ленты будет испытывать достаточно большое давление прижати , надежно сцепл  сь под действием нагрева с поверхностью покрываемого проводника. Нагрев

5 может производитьс  самым различным способом. Дл  этого покрываемый изол цией проводник может пропускатьс  через нагревательную печь со скоростью проводки , достаточной дл  обеспечени  необходи0 мого времени выдержки в печи и реализации надежного сцеплени  изол ции с поверхностью проводника.

В тех случа х, когда желательно или необходимо нанести на проводник посто н5 ную. прочно сцепленную с ним и несдирземую изол цию, предусматриваетс  применение полиэфирной ленты или полосового материала с аморфной внутренней поверхностью, обращенной в сторону по0 крываемого проводника. После приложени  к изоленте в месте намотки тепла и дэ-вле ни  ее аморфна  поверхность прочно скрепитс  с защищаемым проводником.

Далее следует остановитьс  на альтер5 нативной ситуации, когда намотка электроизол ционной ленты осуществл етс  так, что к защищаемому проводнику обращена ее кристаллическа  поверхность. Поскольку в процессе или после намотки ленты к ее

0 кристаллической поверхности не подводитс  тепло и не прикладываетс  давление, необходимые конкретно дл  закреплени  аморфной поверхности, контактна  поверх- ность изоленты не будет ни плавитьс , ни

5 сцепл тьс  с поверхностью проводника. Такой принцип в наибольшей степени пригоден дл  нанесени  на проводники легкосъемной изол ции. Характерно то. что, если изолента наматываетс  внахлест, а са0 ма операци  намотки осуществл етс  с нат жением ленты при наличии давлени  прижати  между перекрывающимис  ее част ми , после нагрева произойдет склеивание только этих частей (за исключением

5 внешней поверхности нанесенной изол ции ). Таким образом, перекрывающиес  части соедин тс  друг с другом, а внешн  , открыта  поверхность намотанной изолен ты останетс  в исходном аморфном состо нии . С учетом этого внешн   поверхность

изолированного проводника остаетс  пригодной дл  последующей тепловой обработки и приложени  давлени , необходимого дл  реализации на ней адгезионного эффекта . Это может оказатьс  целесообразным, когда необходимо склеить внешнюю поверхность изолированного проводника с какой- то другой поверхностью, например с опорной конструкцией или с дополнительным защитным слоем без применени  какого-то кле щего покрыти . Кроме того, это обсто тельство оказываетс  крайне положительным в тех случа х, когда провод с намотанной на него изолентой формируетс  в витки и обмотку. Витки в последующем могут быть подвергнуты нагреву и обжатию соответствующим давлением, в результате чего произойдет их сплавление по прилегающим аморфным поверхност м, вследствие чего витки соедин тс  вместе в общее сплошное тело.

В предпочтительном варианте исполнени  изобретени  полиэфирна  синтетическа  пленка указанного типа используетс  в сочетании со слоем сплошного стекловолокна , образу  составной электроизолирующий и теплорассеивающий материал. В этом случае наносима  на электрический проводник изол ци  будет состо ть из сло  полиэфирной пленки и сло  оплетки в виде стекловолокна, скрепленного адгезионно с поверхностью сло  упом нутой пленки. Дл  такого композиционного изолирующего материала важно то. чтобы нити стекловоло- конной оплетки располагались без перекрыти , пересечени  друг друга, а по существу вдоль пленки и параллельно ее продольной оси. Эти нити могут иметь любой необходимый или стандартный диаметр , например, пор дка 3-10 мил (0,76-0,254 мм). Желательно, чтобы диаметр . нитей стекловолокна составл л 5 мил (0,127 мм),или менее того, что необходимо дл  минимизации толщины рассматриваемой изолирующей ленты, В анализируемом предпочтительном варианте ее исполнени  практически все нити стекловолоконной оплетки или армировки должны быть параллельны друг другу и продольной оси ленты, причем очень важно, чтобы ни одна из нитей не была скошена к указанной продольной оси, В дополнение к этому максимально желательно , чтобы кажда  нить стекловолокна была сплошной и непрерывной, охватыва  всю длину изоленты.

Весовое, соотношение между стекловолокном и полиэфирной синтетической пленкой может варьироватьс  в широком .диапазоне в зависимости от толщины примен емой композиционной изол ции и конкретного ее назначени . Допустимый диапазон значений такого соотношени  составл ет от 3:1 и до 15:1 или около того, при этом предпочтительным соотношением  вл етс 

5:1 или менее.

Дл  нанесени  стекловолокна на РЕТ- пленку может быть использована люба  приемлема  технологи  или способ. В частности , нити стекловолокна могут закреп0 л тьс  с кристаллической стороны заготовочного листового материала полиэфирной пленки, скатанной в рулон, с по- .мощью термореактивного или какого-то другого подход щего кле щесв зующего

5 агента. Дл  этой цели рекомендуетс  использовать в качестве кле  материал, который смачивает стекловолокно, не вли   отрицательно на конечный продукт. Из практики известны самые разнообразные

0 кле щие материалы, включа  клеи на основе акриловых и синтетических каучуков. эпоксидные смолы и уретаны. Температура, необходима  дл  активировани  кле  (в случае когда он термореактивный), должна

5 быть ниже температуры, необходимой дл  активировани  аморфной стороны пленки, так как в процессе приклеивани  нити стекловолокна поджимаютс  к пленке. Получаемый таким образом составной листовой

0 материал в последующем разрезаетс  на ленты или полосы необходимой ширины. То обсто тельство, что армирующие нити стекловолокна максимально непрерывны, позвол ет разрезать заготовочный листовой

5 материал на ленты или полосы с минимальным разрывом их кромок.

Дл  облегчени  процесса нанесени  стекловолокна на кристаллическую поверхность полиэфирной пленки желательно,

0 чтобы указанна  поверхность была матово- обработанной. Под матовостью в данном случае следует понимать микроскопическую неровность, шероховатость, необходимую дл  улучшени  сцеплени  нит ми стеклово5 локна и РЕТ-п.пенки. Подход ща  в этом смысле РЕТ-пленка производитс  фирмой ICI Америкас под торговым наименованием Мелинекс (Melinex). Как показали испытани , эта пленка в наибольшей степени при0 емлема дл  использовани  в изол ционном материале данного изобретени  при условии , что она имеет вышеупом нутые противоположные аморфную и кристаллическую поверхности.

5 Рассматриваемый композиционный изол ционный материал наноситс  на электрический проводник в виде ленты. Дл  этого может быть применен рассмотренный принцип спиральной намотки ленты внахлест . Примечательно, что данна  лента может наноситьс  на проводник двум  различными способами: первый - это когда слой стекловолокна обращен к проводнику, второй -- когда слой стекловокна обращен к проводнику и когда к проводнику обращена аморфна  поверхность ленты. В первом случае , когда к проводнику обращено стекловолокно , изол ци  получаетс  легкоснимаемой с проводника. Дополнительно следует .указать, что, поскольку слой стекловолокна не склеиваетс  с проводником, образование трещин и изломов в этом слое при изги- бании или скручивании проводника сводитс  к минимуму. Это обусловлено возможностью взаимного скольз щего смеще- ни  между проводником и изол цией. Если же стекловолоконна  сторона ленты обращена наружу, изол ци  будет прочно св зана с защищаемым проводником. Непрерывность нитей стекловолокна  вл - етс  залогом: того, что они не будут отдел тьс  от пленки, когда лента наматываетс  так. что слой стекловолокна обращен наружу .

Применение армирующего сло  стекло- волокна дает тройное преимущество. Во- первых, нити стекловолокна придают составной изол ции дополнительную механическую прочность и долговечность. Во- вторых, что более важно, благодар  относительно высокой теплопроводности стекловолокна она выполн ет дополнительную функцию теплообменника, отвод щего и рассеивающего тепло, которое выдел етс  в изолируемом проводнике при прохождении по нему электрического тока. И, наконец, что наиболее важно, наличие в составе изол ционной ленты стеклокомпонента способствует тому, что при высокой температуре в среде, окружающей проводник, возможно выгора- ние пленочного компонента изоленты и образование в ней воздушных зазоров, последние будут электрически предохран тьс  стекл нным компонентом. В результате этого электроизолирующа ; . способность ленты, намотанной на проводник (провод), не будет ослабл тьс .

На фиг.1 изображен вид в плане с обры- вом«электроизол ционной ленты в предпочтительном варианте исполнени  изобретени : на фиг.2 - разрез А-А.на фиг, 1; на фиг.З - разрез электропровод щего провода, обернутого изолентой.

Показанна  на фиг.1--3 изол ционна  лента, обозначенна  в целом позицией 2, соответствует предпочтительному варианту исполнени  и состоит из РЕТ-пленки б с наклеенными на нее нит ми стекловолокна 4. Как отмечалось ранее, все нити 4 параллельны друг другу и продольной оси ленты

2. Поверхность 8 -пленки 6. к которой приклеиваютс  нити стекловолокна 4. имеет матовую чистоту и  вл етс  кристаллической стороной пленки 6. Противоположна  поверхность 10 пленки С-аморфна . Граница раздела между кристаллической и аморфной сторонами пленки 6 проходит посередине по ее толщине и обозначена пунктирной линией 12. Следует отметить, что в действительности фазовое изменение не имеет резко выраженного граничного перехода . Та часть пленки, котора  обозначена позицией 14,  вл етс  кристаллической. а та часть, котора  имеет обозначение 16 - аморфна . На фиг.З показаны электропровод щий провод 18, обернутый изолентой, изображенной на фиг.1 и 2. Эта лента намотана по спирали с 50%-ным нахлестом между витками. Стекловолоконна  поверхность 4 ленты 2 обращена к проводу 18, а аморфна  поверхность 10 - в обратную сторону. При такой намотке перекрещивающиес  части аморфной стороны 10, контактирующие со стекловолоконной поверхностью 4, прочно сцеплены, склеены с нею. При склеивании аморфна  поверхность 10 изоленты 2 как бы направл етс  на нити стекловолокна, преп тству  таким образом их отходу от изолирующего проводника. При этом свободна  внешн   поверхность заизолиро- ванного проводника остаетс  в аморфном состо нии и при необходимости в дальнейшем пригодна дл  приклеивани . В данном случае изолируемый проводник 18 находитс  в контакте только со стекловолокном, которое адгезионно не скреплено с ним. Така  изол ционна  обмотка  вл етс  легкосьем- ной и рассеивает выдел емое в проводнике тепло.

Рассматриваема  усовершенствованна  полиэфирна  и полиэфирно-композиционна  изол ци  может примен тьс  дл  изол ционной защиты самых разнообразных электротокопровод щих тел и конструкций , включа  низковольтные обмотки и провода, высоковольтные кабели и различные электрические устройства. В дополнение к высоким диэлектрическим и другим известным свойствам, обусловленным применением полиэфирной синтетической п-ленки, изол ци , представл юща  насто щее изобретение, имеет р д положительных особенностей практического характера. Одной из таких особенностей  вл етс  то, что данна  изол ци  может использоватьс  с двум  различными ориентаци ми на проводнике , которые придают последнему раз- личные физические свойства. В предпочтительном варианте изобретени , предусматривающем применение композиционных материалов из полиэфирной пленки и стекловолокна, дополнительным отличительным признаком выполн емой изол ции  вл етс  улучшенное теплорассе-  ние, обусловленное относительно высоким соотношением в ней стекла и пленки,

Claims (6)

1. Электроизол ционный листовой или ленточный материал с продольной осью, содержащий полиалкилентерефталатную пленку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности и надежности материала, одна сторона пленки имеет кристаллическую структуру, а друга  - аморфную .

2. Материал по п. 1,отличающийс  тем, чтО| . в качестве полиалкилентерефта- латной пленки он содержит полиэтиленте- рефталатную пленку.

Г

Д

3. Материал по пп. 1 и 2. отличаю - щ и и с   тем. что пленка имеет толщину 0,635-0,006 мм.

4. Материал по одному из пп. 1-3, о т - личающийс  тем, что пленка имеет толщину 0,125 мм и менее.

5. Материал по одному из пп. 1-4, о т - личающийс  тем, что он дополнительно содержит стекловолокно, выполненное в ви- де сло  непрерывных сплошных нитей, расположенных параллельно одна другой и продольной оси материала и приклеенной к кристаллической поверхности пленки.

6. Материал по одному из пп. 1-5, о т - личающийс  тем, что кристаллическа  поверхность пленки имеет матовую поверхность .

7; Электроизол ционный материал по одному из пп. 1-6, отличающийс  тем, что массовое отношение стекловолокна к пленке составл ет 3-15:1.

2

А