CN105733245A - 一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料 - Google Patents

一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶3035份，天然橡胶2528份，丙烯酸酯橡胶2023份，硅橡胶710份，聚硼酸酯短纤维47份，氨基甲酸酯硫化剂2.62.9份，促进剂TMTD1.72.1份，高强度改性硅灰石粉体1518份，炭黑710份，氧化镁68份，膨润土35份，硅烷偶联剂KH550 3.23.5份，环氧妥尔油酸丁酯34.5份，增塑剂A 0.30.6份，芳烃油13份，防老剂RD 1.21.5份，防老剂DNP 0.50.8份。

Description

一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料
技术领域
本发明涉及电机槽楔绝缘材料技术领域，尤其涉及一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料。
背景技术
电机槽楔能够大幅降低电机空载损耗，提高效率、节约成本，同时能够大幅降低电机运行中的磨损，从而延长电机使用寿命，提高电机运行可靠性。电机槽楔主要的可靠性来源于其制备材料的耐磨性能和强度，而同时需要的绝缘性能决定了电机槽楔可使用的制备材料有限，而橡胶材料就是一种极为符合上述要求的材料之一。但是，普通的橡胶耐磨性能不佳，同时强度、耐热性能需增强。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，具有高强度和高耐磨性能的特点。
本发明提出的一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶30-35份，天然橡胶25-28份，丙烯酸酯橡胶20-23份，硅橡胶7-10份，聚硼酸酯短纤维4-7份，氨基甲酸酯硫化剂2.6-2.9份，促进剂TMTD 1.7-2.1份，高强度改性硅灰石粉体15-18份，炭黑7-10份，氧化镁6-8份，膨润土3-5份，硅烷偶联剂KH-550 3.2-3.5份，环氧妥尔油酸丁酯3-4.5份，增塑剂A 0.3-0.6份，芳烃油1-3份，防老剂RD 1.2-1.5份，防老剂DNP 0.5-0.8份。
优选地，聚氨酯橡胶、天然橡胶、丙烯酸酯橡胶、硅橡胶的重量比为32-33：26-27：21-22：8-9。
优选地，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶32-33份，天然橡胶26-27份，丙烯酸酯橡胶21-22份，硅橡胶8-9份，聚硼酸酯短纤维5-6份，氨基甲酸酯硫化剂2.7-2.8份，促进剂TMTD 1.8-2份，高强度改性硅灰石粉体16-17份，炭黑8-9份，氧化镁6.5-7份，膨润土3.5-4.5份，硅烷偶联剂KH-550 3.3-3.4份，环氧妥尔油酸丁酯3.6-4.2份，增塑剂A 0.4-0.5份，芳烃油1.5-2份，防老剂RD1.3-1.4份，防老剂DNP 0.6-0.7份。
优选地，高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：将硅灰石粉体、硅烷偶联剂KH-570、乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A；接着过滤，干燥得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入3，5-二氨基苯甲酸、吡啶和亚磷酸三苯酯，升高温度，保温得到物料C，冷却沉析，过滤，清洗得到高强度改性硅灰石。
优选地，高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：将硅灰石粉体、硅烷偶联剂KH-570、质量分数为80-85wt％的乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A，超声处理的功率为500-600W，超声处理的频率为20-25KHz，超声处理的时间为10-15min；接着过滤，干燥得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加份N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入3，5-二氨基苯甲酸、吡啶和亚磷酸三苯酯，升高温度至105-108℃后，保温2-3h得到物料C，冷却沉析，过滤，清洗得到高强度改性硅灰石。
优选地，高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：按重量份将10-15份硅灰石粉体、1-3份硅烷偶联剂KH-570、60-70份质量分数为80-85wt％的乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A，超声处理的功率为500-600W，超声处理的频率为20-25KHz，超声处理的时间为10-15min；接着过滤，干燥得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加入7-10份N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入0.6-0.9份3，5-二氨基苯甲酸、3-5份吡啶和3-4份亚磷酸三苯酯，升高温度至105-108℃后，保温2-3h得到物料C，冷却沉析，过滤，清洗得到高强度改性硅灰石。
优选地，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，沉析的具体步骤为：向100-110份物料C中加入12-15份沉析引发液。
优选地，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，沉析所用沉析引发液中一氯化锂与甲醇的重量比为1-3：1000-2000。
优选地，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，清洗的具体步骤为：将过滤得到的物料依次用N，N-二甲基甲酰胺清洗2-3次，接着用甲醇清洗3-5次。
优选地，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，干燥的温度为90-95℃，干燥的时间为2-3h。
本发明制备过程中，高强度改性硅灰石粉体的制备思路是对硅灰石粉体表面加以改性，降低表面能、提高湿润性、减小粒径，提高硅灰石粉体与环氧树脂表面的嵌合力、相容能力，从而发挥硅灰石粉体的耐磨性能和强度；制备过程中将硅灰石粉体、硅烷偶联剂KH-570放入特定浓度的乙醇溶液中，以特定参数超声处理的空化冲击作用，大大降低了硅灰石粉体的粒径，促使硅灰石粉体表面变的更加圆润，使其能够大范围分布在环氧树脂分子结构内部，从而增强本发明的强度和耐磨性能；同时，硅烷偶联剂KH-570含有的丰富氨基，能够快速接枝到硅灰石粉体表面，大大提高了分散性能、降低了表面能，而氨基结构能够与环氧树脂分子结构很好地契合，进一步提高了本发明的韧性、耐磨性能；接着进行的步骤，就是将物料B加入超支化聚合物的制备过程，从而有效地将超支化聚合物均匀地接枝到物料B表面，形成的内核外壳结构，能够大大降低物料B表面能和极性，提高分散性能，大大改善高强度改性硅灰石粉体与环氧树脂的结合能力，增大高强度改性硅灰石粉体在环氧树脂里的添加量，使其大量分布在环氧树脂中，从而进一步增强本发明的强度、耐磨性能；而超支化聚合物的立体网状结构，又进一步增强本发明所添加物料之间的连接能力，从而大大提高本发明的强度、韧性。
本发明以聚氨酯橡胶、天然橡胶、丙烯酸酯橡胶、硅橡胶配合作为主料，大大提高了本发明的强度、耐磨性能和韧性；而聚硼酸酯短纤维则能提高本发明主料间的连接能力，同时能够在本发明中均匀分布，配合高强度改性硅灰石粉体，改善本发明的强度和韧性；氨基甲酸酯硫化剂、促进剂TMTD配合构成的硫化体系，具有硫化速率适中，压缩形变率低的特点，使本发明的空间立体结构牢固、稳定；而炭黑、氧化镁、膨润土作为补强填充剂的添加，一是大大提高了本发明的强度，在硅烷偶联剂KH-550作用下提高体系的均匀性，从而使本发明中所有原料连续、稳定地分布，进而提高本发明品质；环氧妥尔油酸丁酯、增塑剂A配合使用，提高了本发明的可塑性，并与芳烃油配合使用，改善本发明的加工性能；环氧妥尔油酸丁酯还能作为稳定剂，与防老剂RD、防老剂DNP共同作用，提高本发明的耐老化和耐氧化性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶35份，天然橡胶25份，丙烯酸酯橡胶23份，硅橡胶7份，聚硼酸酯短纤维7份，氨基甲酸酯硫化剂2.6份，促进剂TMTD 2.1份，高强度改性硅灰石粉体15份，炭黑10份，氧化镁6份，膨润土5份，硅烷偶联剂KH-550 3.2份，环氧妥尔油酸丁酯4.5份，增塑剂A 0.3份，芳烃油3份，防老剂RD 1.2份，防老剂DNP 0.8份。
实施例2
本发明提出的一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶30份，天然橡胶28份，丙烯酸酯橡胶20份，硅橡胶10份，聚硼酸酯短纤维4份，氨基甲酸酯硫化剂2.9份，促进剂TMTD 1.7份，高强度改性硅灰石粉体18份，炭黑70份，氧化镁8份，膨润土3份，硅烷偶联剂KH-5503.5份，环氧妥尔油酸丁酯3份，增塑剂A 0.6份，芳烃油1份，防老剂RD 1.5份，防老剂DNP 0.5份。
实施例3
本发明提出的一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶33份，天然橡胶26份，丙烯酸酯橡胶22份，硅橡胶8份，聚硼酸酯短纤维6份，氨基甲酸酯硫化剂2.7份，促进剂TMTD 2份，高强度改性硅灰石粉体16份，炭黑9份，氧化镁6.5份，膨润土4.5份，硅烷偶联剂KH-550 3.3份，环氧妥尔油酸丁酯4.2份，增塑剂A 0.4份，芳烃油2份，防老剂RD 1.3份，防老剂DNP 0.7份。
高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：按重量份将10份硅灰石粉体、3份硅烷偶联剂KH-570、60份质量分数为85wt％的乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A，超声处理的功率为500W，超声处理的频率为25KHz，超声处理的时间为10min；接着过滤，95℃干燥2h得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加入10份N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入0.6份3，5-二氨基苯甲酸、5份吡啶和3份亚磷酸三苯酯，升高温度至108℃后，保温2h得到物料C，冷却沉析，过滤，将过滤得到的物料依次用N，N-二甲基甲酰胺清洗3次，接着用甲醇清洗3次得到高强度改性硅灰石。
其中，沉析的具体步骤为：向110份物料C中加入12份沉析引发液；沉析引发液中一氯化锂与甲醇的重量比为3：1000。
实施例4
本发明提出的一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶32份，天然橡胶27份，丙烯酸酯橡胶21份，硅橡胶9份，聚硼酸酯短纤维5份，氨基甲酸酯硫化剂2.8份，促进剂TMTD 1.8份，高强度改性硅灰石粉体17份，炭黑8份，氧化镁7份，膨润土3.5份，硅烷偶联剂KH-5503.4份，环氧妥尔油酸丁酯3.6份，增塑剂A0.5份，芳烃油1.5份，防老剂RD 1.4份，防老剂DNP 0.6份。
高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：按重量份将15份硅灰石粉体、1份硅烷偶联剂KH-570、70份质量分数为80wt％的乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A，超声处理的功率为600W，超声处理的频率为20KHz，超声处理的时间为15min；接着过滤，93℃干燥2.5h得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加入7份N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入0.9份3，5-二氨基苯甲酸、3份吡啶和4份亚磷酸三苯酯，升高温度至105℃后，保温3h得到物料C，冷却沉析，过滤，将过滤得到的物料依次用N，N-二甲基甲酰胺清洗3次，接着用甲醇清洗4次得到高强度改性硅灰石；
其中，沉析的具体步骤为：向105份物料C中加入13份沉析引发液；沉析引发液中一氯化锂与甲醇的重量比为2：1500。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶30-35份，天然橡胶25-28份，丙烯酸酯橡胶20-23份，硅橡胶7-10份，聚硼酸酯短纤维4-7份，氨基甲酸酯硫化剂2.6-2.9份，促进剂TMTD1.7-2.1份，高强度改性硅灰石粉体15-18份，炭黑7-10份，氧化镁6-8份，膨润土3-5份，硅烷偶联剂KH-550 3.2-3.5份，环氧妥尔油酸丁酯3-4.5份，增塑剂A 0.3-0.6份，芳烃油1-3份，防老剂RD 1.2-1.5份，防老剂DNP 0.5-0.8份。
2.根据权利要求1所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，聚氨酯橡胶、天然橡胶、丙烯酸酯橡胶、硅橡胶的重量比为32-33：26-27：21-22：8-9。
3.根据权利要求1或2所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚氨酯橡胶32-33份，天然橡胶26-27份，丙烯酸酯橡胶21-22份，硅橡胶8-9份，聚硼酸酯短纤维5-6份，氨基甲酸酯硫化剂2.7-2.8份，促进剂TMTD 1.8-2份，高强度改性硅灰石粉体16-17份，炭黑8-9份，氧化镁6.5-7份，膨润土3.5-4.5份，硅烷偶联剂KH-550 3.3-3.4份，环氧妥尔油酸丁酯3.6-4.2份，增塑剂A 0.4-0.5份，芳烃油1.5-2份，防老剂RD 1.3-1.4份，防老剂DNP 0.6-0.7份。
4.根据权利要求1-3任一项所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：将硅灰石粉体、硅烷偶联剂KH-570、乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A；接着过滤，干燥得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入3，5-二氨基苯甲酸、吡啶和亚磷酸三苯酯，升高温度，保温得到物料C，冷却沉析，过滤，清洗得到高强度改性硅灰石。
5.根据权利要求1-4任一项所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：将硅灰石粉体、硅烷偶联剂KH-570、质量分数为80-85wt％的乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A，超声处理的功率为500-600W，超声处理的频率为20-25KHz，超声处理的时间为10-15min；接着过滤，干燥得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加份N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入3，5-二氨基苯甲酸、吡啶和亚磷酸三苯酯，升高温度至105-108℃后，保温2-3h得到物料C，冷却沉析，过滤，清洗得到高强度改性硅灰石。
6.根据权利要求1-5任一项所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，高强度改性硅灰石粉体的制备过程为：按重量份将10-15份硅灰石粉体、1-3份硅烷偶联剂KH-570、60-70份质量分数为80-85wt％的乙醇溶液混合均匀后，超声处理得到物料A，超声处理的功率为500-600W，超声处理的频率为20-25KHz，超声处理的时间为10-15min；接着过滤，干燥得到物料B；在氮气氛围中，将物料B加入7-10份N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后，接着加入0.6-0.9份3，5-二氨基苯甲酸、3-5份吡啶和3-4份亚磷酸三苯酯，升高温度至105-108℃后，保温2-3h得到物料C，冷却沉析，过滤，清洗得到高强度改性硅灰石。
7.根据权利要求1-6任一项所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，沉析的具体步骤为：向100-110份物料C中加入12-15份沉析引发液。
8.根据权利要求1-7任一项所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，沉析所用沉析引发液中一氯化锂与甲醇的重量比为1-3：1000-2000。
9.根据权利要求1-8任一项所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，清洗的具体步骤为：将过滤得到的物料依次用N，N-二甲基甲酰胺清洗2-3次，接着用甲醇清洗3-5次。
10.根据权利要求1-9任一项所述高强度耐磨电机槽楔用绝缘材料，其特征在于，高强度改性硅灰石粉体的制备过程中，干燥的温度为90-95℃，干燥的时间为2-3h。
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