CN108183008A - 一种用于核电或变压器无卤阻燃h级槽绝缘材料以及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,包括第一聚酰亚胺薄膜层、第一混合胶层、第二混合胶层、第一编织玻璃布、第二编织玻璃布、第一B阶阻燃胶层、第二B阶阻燃胶层,第一B阶阻燃胶层和第二B阶阻燃胶层由B阶阻燃胶水形成,B阶阻燃胶水的原料分别包括投料质量比为10~15:1的无卤阻燃环氧树脂和环氧树脂固化剂,无卤阻燃环氧树脂包括投料质量比为0.5~2:1的自阻燃液体环氧树脂和自阻燃固体环氧树脂,或者包括投料质量比为0.4~2:0.4~2:1的液体环氧树脂、固体环氧树脂和无卤阻燃剂。本发明的绝缘材料不容易吸潮、绝缘效果好,耐温等级能够达到H级。
Description
技术领域
本发明属于复合绝缘材料领域,具体涉及一种用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料以及制备方法和应用。
背景技术
电动机形成移动磁场的部分包括铁心和线圈。铁心具有沿磁场移动的方向延伸的磁轭和从磁轭突出并且沿磁场移动方向排列的齿。任何相邻的两个齿之间的部分称为槽。线圈形成为使得导线卷绕在齿周围,结果线圈部分地位于槽内。为了确保电动机的铁心和线圈之间的电绝缘,可沿铁心的限定各槽的各表面配置绝缘纸(在下文中称作槽绝缘纸或者槽绝缘材料)。
现有核电或变压器用发电机转子槽内绝缘件,由于结构等原因,诺梅克斯(NOMEX纸)外置,容易吸潮,边口容易向内变形,不能很好起到绝缘保护作用。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种绝缘效果好且绿色环保的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料以及制备方法和应用。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
本发明的一个目的是提供一种用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,包括第一聚酰亚胺薄膜层、设置在所述的第一聚酰亚胺薄膜层的一面上的第一混合胶层、设置在所述的第一聚酰亚胺薄膜层的另一面上的第二混合胶层、设置在所述的第一混合胶层上的第一编织玻璃布、设置在所述的第二混合胶层上的第二编织玻璃布、设置在所述的第一编织玻璃布上的第一B阶阻燃胶层、设置在所述的第二编织玻璃布上的第二B阶阻燃胶层,
所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层由B阶阻燃胶水形成,所述的B阶阻燃胶水的原料分别包括投料质量比为10~15:1的无卤阻燃环氧树脂和环氧树脂固化剂,所述的无卤阻燃环氧树脂包括投料质量比为0.5~2:1的自阻燃液体环氧树脂和自阻燃固体环氧树脂,或者包括投料质量比为0.4~2:0.4~2:1的液体环氧树脂、固体环氧树脂和无卤阻燃剂。
优选地,所述的B阶阻燃胶水中,所述的液体环氧树脂、所述的固体环氧树脂和所述的无卤阻燃剂的投料质量比为0.4~1:0.4~1:1。
优选地,所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层的干胶含量分别为40~60g/m2。
优选地,所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层由混合胶水形成,所述的混合胶水的原料分别包括投料质量比为7~10:1~1.5:1的PU胶、环氧胶和无卤阻燃剂,所述的PU胶包括投料质量比为5~8:1的汉高Liofol UR 2716和汉高固化剂UK 5500,或者包括投料质量比为6~9:1的波士胶AP1387和波士胶Hardener Z;所述的环氧胶包括投料质量比为4~8:1的改性环氧树脂和环氧树脂固化剂,所述的改性环氧树脂包括投料质量比为0.5~2:1的液体环氧树脂和固体环氧树脂。
进一步优选地,所述的混合胶水中,所述的液体环氧树脂和所述的固体环氧树脂的投料质量比为0.8~1.2:1。
优选地,所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层的干胶含量分别为10~20g/m2。
优选地,所述的无卤阻燃H级槽绝缘材料还包括设置在所述的第一编织玻璃布和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第三混合胶层、设置在所述的第三混合胶层和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第二聚酰亚胺薄膜层、设置在所述的第二聚酰亚胺薄膜层和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第四混合胶层、设置在所述的第四混合胶层和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第三编织玻璃布。
进一步优选地,所述的第三混合胶层和所述的第四混合胶层由混合胶水形成,所述的混合胶水的原料分别包括投料质量比为7~10:1~1.5:1的PU胶、环氧胶和无卤阻燃剂,所述的PU胶包括投料质量比为5~8:1的汉高Liofol UR 2716和汉高固化剂UK 5500,或者包括投料质量比为6~9:1的波士胶AP1387和波士胶Hardener Z;所述的环氧胶包括投料质量比为4~8:1的改性环氧树脂和环氧树脂固化剂,所述的改性环氧树脂包括投料质量比为0.5~2:1的液体环氧树脂和固体环氧树脂。
更为优选地,所述的混合胶水中,所述的液体环氧树脂和所述的固体环氧树脂的投料质量比为0.8~1.2:1。
进一步优选地,所述的第三混合胶层和所述的第四混合胶层的干胶含量分别为10~20g/m2。
本发明的另一个目的是提供一种所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1)、将所述的第一聚酰亚胺薄膜的双面上混合胶水,然后在70~100℃、车速为10±3米/分钟、张力为60~80N下除溶剂,得到所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层;
步骤(2)、在所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层上复合编织玻璃布,形成所述的第一编织玻璃布和第二编织玻璃布,然后收卷,卷材在120±5℃下固化20~30小时;
步骤(3)、在所述的第一编织玻璃布和所述的第二编织玻璃布的表面上所述的B阶阻燃胶水,然后在烘箱中烘干至环氧树脂达到B阶,形成所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层,其中,控制所述的烘箱前端的温度为80-100℃、中段和后段的温度为130~150℃。
本发明的第三个目的是提供一种所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1)、将所述的第一聚酰亚胺薄膜的双面上混合胶水,然后在70~100℃、车速为10±3米/分钟、张力为60~80N下除溶剂,得到所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层;
步骤(2)、在所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层上复合编织玻璃布,形成所述的第一编织玻璃布和第二编织玻璃布,然后收卷,卷材在120±5℃下固化20~30小时;
步骤(3)、将所述的第二聚酰亚胺薄膜的单面上混合胶水,然后在70~100℃、车速为10±3米/分钟、张力为60~80N下除溶剂,得到第四混合胶层;
步骤(4)、在所述的第四混合胶层上复合编织玻璃布,形成第三编织玻璃布;
步骤(5)、在所述的第二聚酰亚胺薄膜的另一面上混合胶水,然后在70~100℃除溶剂,形成第三混合胶层,在车速为15±3米/分钟、张力为70~90N下将所述的第三混合胶层与所述的第一编织玻璃布复合;
步骤(6)、在所述的第三编织玻璃布和所述的第二编织玻璃布的表面上所述的B阶阻燃胶水,然后在烘箱中烘干至环氧树脂达到B阶,形成所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层,其中,控制所述的烘箱前端的温度为80-100℃、中段和后段的温度为130~150℃。
本发明的第四个目的是提供一种所述的无卤阻燃H级槽绝缘材料在核电或变压器用发电转子槽中的应用。
本发明中,所述的环氧树脂固化剂为选自芳香族二胺类固化剂中的一种或多种组成的混合物,所述的液体环氧树脂为E44-6101,所述的固体环氧树脂为E12-604,所述的无卤阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、低聚聚磷酸铵和磷酸三苯酯中的一种或混合物。
进一步优选地,芳香族二胺类固化剂包括二胺基二苯砜(DDS)、二胺基二苯甲烷(DDM)、间苯二胺(MPDA)、4,4’二氨基二苯醚(DDE)和对二甲苯胺(DMB)等。
优选地,自阻燃液体环氧树脂和自阻燃固体环氧树脂也可以采用现有含P,N的阻燃环氧树脂,如嗅环氧等。
本发明中,所述的混合胶水的制备方法为:将所述的液体环氧树脂和所述的固体环氧树脂加入到溶剂中,搅拌30±5分钟,然后加入所述的环氧树脂固化剂,搅拌10±5分钟,再加入所述的无卤阻燃剂,搅拌10±5分钟,加入所述的PU胶中的一种成分,搅拌20±5分钟,加入所述的PU胶中的另一种成分,搅拌10±5分钟,然后用溶剂将混合胶水的20~30℃4#杯粘度调整到15-16秒。
本发明中,混合胶水的组分配比能够提高产品的拉伸强度和绝缘性能。
本发明中,所述的B阶阻燃胶水的制备方法为:将所述的液体环氧树脂和所述的固体环氧树脂加入到溶剂中,搅拌30±5分钟,然后加入所述的环氧树脂固化剂,搅拌10±5分钟,再加入所述的无卤阻燃剂,搅拌10±5分钟;
其中,所述的溶剂为醋酸乙酯、甲乙酮或丙酮。
本发明的绝缘材料的厚度可根据使用要求进行自由组合搭配。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
本发明通过采用B阶阻燃胶水和混合胶水,并通过聚酰亚胺薄膜和编织玻璃布的多层复合,使得绝缘材料不容易吸潮、绝缘效果好,耐温等级能够达到H级。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1至4各实施例的制备方法如下,混合胶水的配比见表1,B阶阻燃胶水的配比见表2,产品的性能见表3。
制备方法:
步骤(1)、配制混合胶水:将液体环氧树脂E44-6101和固体环氧树脂E12-604加入到丙酮中,搅拌30±5分钟,然后加入环氧树脂固化剂,搅拌10±5分钟,再加入无卤阻燃剂,搅拌10±5分钟,加入PU胶中的一种成分(UR 2716或AP1387),搅拌20±5分钟,加入PU胶中的另一种成分(UK 5500或Hardener Z),搅拌10±5分钟,然后用丙酮将混合胶水的25℃4#杯粘度调整到15-16秒。
步骤(2)、配制B阶阻燃胶水:将液体环氧树脂E44-6101和固体环氧树脂E12-604加入到丙酮中,搅拌30±5分钟,然后加入环氧树脂固化剂,搅拌10±5分钟,再加入无卤阻燃剂,搅拌10±5分钟。
步骤(3)、将聚酰亚胺薄膜的双面上混合胶水,然后在80℃、车速为10±3米/分钟、张力为70N下除溶剂,得到第一混合胶层和第二混合胶层;
步骤(4)、在第一混合胶层和第二混合胶层上复合编织玻璃布,形成第一编织玻璃布和第二编织玻璃布,然后收卷,卷材在120±5℃下固化24小时;
步骤(5)、在第一编织玻璃布和第二编织玻璃布的表面上B阶阻燃胶水,然后在烘箱中烘干至环氧树脂达到B阶,形成第一B阶阻燃胶层和第二B阶阻燃胶层,其中,控制烘箱前端的温度为90℃、中段和后段的温度为140℃。
实施例5
混合胶水的配比见表1,B阶阻燃胶水的配比见表2,产品的性能见表3。混合胶水的配制和B阶阻燃胶水的配制同实施例1。
制备方法:
步骤(1)、将聚酰亚胺薄膜的双面上混合胶水,然后在80℃、车速为10±3米/分钟、张力为70N下除溶剂,得到第一混合胶层和第二混合胶层;
步骤(2)、在第一混合胶层和第二混合胶层上复合编织玻璃布,形成第一编织玻璃布和第二编织玻璃布,然后收卷,卷材在120±5℃下固化24小时;
步骤(3)、将第二聚酰亚胺薄膜的单面上混合胶水,然后在80℃、车速为10±3米/分钟、张力为70N下除溶剂,得到第四混合胶层;
步骤(4)、在第四混合胶层上复合编织玻璃布,形成第三编织玻璃布;
步骤(5)、在第二聚酰亚胺薄膜的另一面上混合胶水,然后在80℃除溶剂,形成第三混合胶层,在车速为15±3米/分钟、张力为80N下将第三混合胶层与第一编织玻璃布复合;
步骤(6)、在第三编织玻璃布和第二编织玻璃布的表面上B阶阻燃胶水,然后在烘箱中烘干至环氧树脂达到B阶,形成第一B阶阻燃胶层和第二B阶阻燃胶层,其中,控制烘箱前端的温度为90℃、中段和后段的温度为140℃。
表1
表2
对比例1
基本上与实施例1相同,不同之处在于:采用诺梅克斯纸代替编织玻璃布。
对比例2
制备方法与实施例1相同,不同之处在于,B阶阻燃胶水采用实施例1的混合胶水,即对比例3中的胶层均由混合胶水形成。产品的性能见表3
对比例3
制备方法与实施例1相同,不同之处在于,混合胶水采用实施例1的B阶阻燃胶水,即对比例4中的胶层均匀B阶阻燃胶水形成。产品的性能见表3
表3
推荐固化条件:130℃5小时;或140℃4小时;或150℃3小时。
其中,标称厚度、拉伸强度不弯折、击穿电压不弯折、温度指数TI、阻燃等级、吸胶量的测试方法参照GBT5591.2-2002电气绝缘用柔软复合材料第2部分:试验方法。
吸湿率的测试方法参照GBT1034-2008。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,其特征在于:包括第一聚酰亚胺薄膜层、设置在所述的第一聚酰亚胺薄膜层的一面上的第一混合胶层、设置在所述的第一聚酰亚胺薄膜层的另一面上的第二混合胶层、设置在所述的第一混合胶层上的第一编织玻璃布、设置在所述的第二混合胶层上的第二编织玻璃布、设置在所述的第一编织玻璃布上的第一B阶阻燃胶层、设置在所述的第二编织玻璃布上的第二B阶阻燃胶层,
所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层由B阶阻燃胶水形成,所述的B阶阻燃胶水的原料分别包括投料质量比为10~15:1的无卤阻燃环氧树脂和环氧树脂固化剂,所述的无卤阻燃环氧树脂包括投料质量比为0.5~2:1的自阻燃液体环氧树脂和自阻燃固体环氧树脂,或者包括投料质量比为0.4~2:0.4~2:1的液体环氧树脂、固体环氧树脂和无卤阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,其特征在于:所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层的干胶含量分别为40~60g/m2。
3. 根据权利要求1所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,其特征在于:所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层由混合胶水形成,所述的混合胶水的原料分别包括投料质量比为7~10:1~1.5:1的PU胶、环氧胶和无卤阻燃剂,所述的PU胶包括投料质量比为5~8:1的汉高Liofol UR 2716和汉高固化剂UK 5500,或者包括投料质量比为6~9:1的波士胶AP1387和波士胶Hardener Z;所述的环氧胶包括投料质量比为4~8:1的改性环氧树脂和环氧树脂固化剂,所述的改性环氧树脂包括投料质量比为0.5~2:1的液体环氧树脂和固体环氧树脂。
4.根据权利要求1或3所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,其特征在于:所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层的干胶含量分别为10~20g/m2。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,其特征在于:所述的无卤阻燃H级槽绝缘材料还包括设置在所述的第一编织玻璃布和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第三混合胶层、设置在所述的第三混合胶层和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第二聚酰亚胺薄膜层、设置在所述的第二聚酰亚胺薄膜层和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第四混合胶层、设置在所述的第四混合胶层和所述的第一B阶阻燃胶层之间的第三编织玻璃布。
6. 根据权利要求5所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,其特征在于:所述的第三混合胶层和所述的第四混合胶层由混合胶水形成,所述的混合胶水的原料分别包括投料质量比为7~10:1~1.5:1的PU胶、环氧胶和无卤阻燃剂,所述的PU胶包括投料质量比为5~8:1的汉高Liofol UR 2716和汉高固化剂UK 5500,或者包括投料质量比为6~9:1的波士胶AP1387和波士胶Hardener Z;所述的环氧胶包括投料质量比为4~8:1的改性环氧树脂和环氧树脂固化剂,所述的改性环氧树脂包括投料质量比为0.5~2:1的液体环氧树脂和固体环氧树脂。
7.根据权利要求6所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料,其特征在于:所述的第三混合胶层和所述的第四混合胶层的干胶含量分别为10~20g/m2。
8.一种如权利要求1至4中任一项所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤(1)、将所述的第一聚酰亚胺薄膜的双面上混合胶水,然后在70~100℃、车速为10±3米/分钟、张力为60~80N下除溶剂,得到所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层;
步骤(2)、在所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层上复合编织玻璃布,形成所述的第一编织玻璃布和第二编织玻璃布,然后收卷,卷材在120±5℃下固化20~30小时;
步骤(3)、在所述的第一编织玻璃布和所述的第二编织玻璃布的表面上所述的B阶阻燃胶水,然后在烘箱中烘干至环氧树脂达到B阶,形成所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层,其中,控制所述的烘箱前端的温度为80-100℃、中段和后段的温度为130~150℃。
9.一种如权利要求5至7中任一项所述的用于核电或变压器无卤阻燃H级槽绝缘材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤(1)、将所述的第一聚酰亚胺薄膜的双面上混合胶水,然后在70~100℃、车速为10±3米/分钟、张力为60~80N下除溶剂,得到所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层;
步骤(2)、在所述的第一混合胶层和所述的第二混合胶层上复合编织玻璃布,形成所述的第一编织玻璃布和第二编织玻璃布,然后收卷,卷材在120±5℃下固化20~30小时;
步骤(3)、将所述的第二聚酰亚胺薄膜的单面上混合胶水,然后在70~100℃、车速为10±3米/分钟、张力为60~80N下除溶剂,得到第四混合胶层;
步骤(4)、在所述的第四混合胶层上复合编织玻璃布,形成第三编织玻璃布;
步骤(5)、在所述的第二聚酰亚胺薄膜的另一面上混合胶水,然后在70~100℃除溶剂,形成第三混合胶层,在车速为15±3米/分钟、张力为70~90N下将所述的第三混合胶层与所述的第一编织玻璃布复合;
步骤(6)、在所述的第三编织玻璃布和所述的第二编织玻璃布的表面上所述的B阶阻燃胶水,然后在烘箱中烘干至环氧树脂达到B阶,形成所述的第一B阶阻燃胶层和所述的第二B阶阻燃胶层,其中,控制所述的烘箱前端的温度为80-100℃、中段和后段的温度为130~150℃。
10.一种如权利要求1至7中任一项所述的无卤阻燃H级槽绝缘材料在核电或变压器用发电转子槽中的应用。
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