CN108909070A - 一种耐化学腐蚀的绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐化学腐蚀的绝缘材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种耐化学腐蚀的绝缘材料及其制备方法。一种耐化学腐蚀的绝缘材料，包括依次层叠的第一聚苯硫醚薄膜、聚酰亚胺薄膜和第二聚苯硫醚薄膜；聚酰亚胺薄膜与第一聚苯硫醚薄膜之间、与第二聚苯硫醚薄膜之间均通过胶粘剂粘接。通过上述方式，本发明实施例的绝缘材料具有良好的机械性能、电性能和热稳定性，且耐化学腐蚀，可应用于电动汽车的电机中绕制线圈，亦可应用于油式变压器、电磁炉、发电机及其他电器中作匝间绝缘、槽间绝缘、相间绝缘和衬垫绝缘。

Description

一种耐化学腐蚀的绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及绝缘材料技术领域，特别是涉及一种用于槽间绝缘的耐化学腐蚀的绝缘材料及其制备方法。
背景技术
电气绝缘材料的作用是在电气设备中把电势不同的带电部分隔离开来，因此，电气绝缘材料应具有较高的绝缘电阻和耐压强度，以及良好的耐热性能、导热性、耐潮防霉性和较高的机械强度。
现有的H～C级电机、变压器、电动工具的槽间、相间或层间绝缘材料一般采用聚酰亚胺与聚芳酰胺纤维纸组合而成的绝缘材料，其结构为:上下两层为聚芳酰胺纤维纸，中间为聚酰亚胺薄膜，在聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸之间通过胶粘剂粘合。但该复合绝缘材料仍存在以下不足:由于芳纶纤维纸的易渗透性，导致其耐化学腐蚀的性能较差，在复杂的化学环境中工作(如ATF油)容易出现水解变脆的情况。
有鉴于此，现有的用于槽间绝缘的绝缘材料还有待于改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种耐化学腐蚀的绝缘材料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案:提供一种耐化学腐蚀的绝缘材料，包括依次层叠的第一聚苯硫醚薄膜、聚酰亚胺薄膜和第二聚苯硫醚薄膜；
所述聚酰亚胺薄膜与所述第一聚苯硫醚薄膜之间、与所述第二聚苯硫醚薄膜之间均通过胶粘剂粘接。
可选地，所述胶粘剂为复合胶粘剂，所述复合胶粘剂包括聚氨酯树脂胶粘剂和聚酰亚胺胶粘剂。
可选地，所述聚氨酯树脂胶粘剂和所述聚酰亚胺胶粘剂的质量比为10～15:1。
可选地，所述聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为11～30g/m2。
本发明实施例还提供一种如上所述的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(b)在所述聚酰亚胺薄膜的两面均涂覆胶粘剂胶液；
(b)将带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，去除所述胶粘剂胶液中的溶剂，制得带胶的聚酰亚胺薄膜；
(c)在所述带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合聚苯硫醚薄膜，经热压复合、收卷、固化处理后得到所述绝缘材料。
可选地，在所述步骤(a)之前，所述制备方法还包括：
将聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂与所述溶剂一起搅拌均匀，形成所述胶粘剂胶液。
可选地，所述溶剂为选自乙酸乙酯、乙酸甲酯和丙酮中的一种或多种。
可选地，所述聚氨酯树脂胶粘剂、所述聚酰亚胺胶粘剂和所述溶剂的质量比为10～15:1：5～20。
可选地，经所述固化处理后，所述聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为11～30g/m2。
可选地，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.025-0.3mm；
所述聚苯硫醚薄膜的厚度为0.01-0.03mm。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例的绝缘材料包括依次层叠的第一聚苯硫醚薄膜、聚酰亚胺薄膜和第二聚苯硫醚薄膜，聚酰亚胺薄膜与第一聚苯硫醚薄膜之间、与第二聚苯硫醚薄膜之间均通过胶粘剂粘接，通过采用聚苯硫醚薄膜与聚酰亚胺薄膜复合，该绝缘材料具有良好的机械性能、电性能和热稳定性，且耐化学腐蚀，可应用于电动汽车的电机中绕制线圈，亦可应用于油式变压器、电磁炉、发电机及其他电器中作匝间绝缘、槽间绝缘、相间绝缘和衬垫绝缘。
具体实施方式
为了使本发明的目的、方法方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种耐化学腐蚀的绝缘材料，该绝缘材料包括依次层叠的第一聚苯硫醚薄膜、聚酰亚胺薄膜和第二聚苯硫醚薄膜，其中，聚酰亚胺薄膜与第一聚苯硫醚薄膜之间、与第二聚苯硫醚薄膜之间均通过胶粘剂粘接。
聚苯硫醚是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学腐蚀、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。采用聚苯硫醚薄膜与聚酰亚胺薄膜复合形成的绝缘材料，不仅保留了聚酰亚胺薄膜优良的机械性能、电性能和热稳定性，而且还使得聚酰亚胺薄膜与复杂的化学环境隔离，耐化学腐蚀。
可选地，胶粘剂为复合胶粘剂，复合胶粘剂包括聚氨酯树脂胶粘剂和聚酰亚胺胶粘剂。通过添加聚酰亚胺胶粘剂，可以改善聚氨酯树脂胶粘剂的耐高温性能，进一步提高绝缘材料的热稳定性。
聚氨酯树脂胶粘剂和聚酰亚胺胶粘剂的质量比为10～15:1。
聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为11～30g/m2，干胶含量太低，聚酰亚胺薄膜20与第一聚苯硫醚薄膜10之间、或与第二聚苯硫醚薄膜20之间的粘结力不够；干胶含量太高，也不适宜聚酰亚胺薄膜20与第一聚苯硫醚薄膜10之间、或与第二聚苯硫醚薄膜20之间的复合，因此，干胶含量在11～30g/m2之间比较合适。
在上述实施例中，聚酰亚胺薄膜20的厚度为0.025-0.3mm，第一聚苯硫醚薄膜10和第二聚苯硫醚薄膜30的厚度均为0.01-0.03mm。
本实施例的绝缘材料包括依次层叠的第一聚苯硫醚薄膜、聚酰亚胺薄膜和第二聚苯硫醚薄膜，聚酰亚胺薄膜与第一聚苯硫醚薄膜之间、与第二聚苯硫醚薄膜之间均通过胶粘剂粘接，通过采用聚苯硫醚薄膜与聚酰亚胺薄膜复合，该绝缘材料具有良好的机械性能、电性能和热稳定性，且耐化学腐蚀，可应用于电动汽车的电机中绕制线圈，亦可应用于油式变压器、电磁炉、发电机及其他电器中作匝间绝缘、槽间绝缘、相间绝缘和衬垫绝缘。
本发明实施例还提供上述绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(b)在聚酰亚胺薄膜的两面均涂覆胶粘剂胶液；
(b)将带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，去除胶粘剂胶液中的溶剂，制得带胶的聚酰亚胺薄膜；
(c)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合聚苯硫醚薄膜，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘材料。
在实际应用中，通常采用涂布复合设备，将聚酰亚胺薄膜和聚苯硫醚薄膜同时放卷，然后将聚酰亚胺薄膜浸入胶粘剂胶液中，待聚酰亚胺薄膜的两面上胶后，经烘道烘干；两层聚苯硫醚薄膜分别经过导向辊，与出烘道口的聚酰亚胺薄膜上下贴合，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘材料。
可选地，在步骤(a)之前，制备方法还包括：
将聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂与溶剂一起搅拌均匀，形成胶粘剂胶液。即，本实施例采用的胶粘剂为复合胶粘剂，通过添加聚酰亚胺胶粘剂，可以改善聚氨酯树脂胶粘剂的耐高温性能，进一步提高制备的绝缘材料的热稳定性。
溶剂为选自乙酸乙酯、乙酸甲酯和丙酮中的一种或多种，例如，溶剂为乙酸乙酯，又如，溶剂为乙酸甲酯和丙酮的混合溶液。
可选地，聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂和溶剂的质量比为10～15:1：5～20。
经固化处理后，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为11～30g/m2。
在上述实施例中，所采用的聚酰亚胺薄膜的厚度为0.025-0.3mm，聚苯硫醚薄膜的厚度为0.01-0.03mm。
以下通过具体实施例和对比实施例对本发明实施例涉及的耐化学腐蚀的绝缘材料进行说明。
实施例1
(a)将聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂和乙酸乙酯按照质量比12:1:8混合，搅拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.1mm的聚酰亚胺薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，去除胶粘剂胶液中的乙酸乙酯，制得带胶的聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为18.5g/m2；
(d)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合厚度为0.015mm的聚苯硫醚薄膜，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘材料。
实施例2
(a)将聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂和乙酸乙酯按照质量比14:1:9混合，搅拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.175mm的聚酰亚胺薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，以去除胶粘剂胶液中的乙酸乙酯，制得带胶的聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为24.8g/m2；
(d)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合厚度为0.02mm的聚苯硫醚薄膜，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘材料。
实施例3
(a)将聚氨酯树脂胶粘剂和乙酸乙酯按照质量比10:10混合，搅拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.1mm的聚酰亚胺薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，以去除胶粘剂胶液中的溶剂，制得带胶的聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为20.5g/m2；
(d)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合厚度为0.015mm的聚苯硫醚薄膜，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘材料。
对比实施例1
(a)将聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂和乙酸乙酯按照质量比12:1:8混合，搅拌均匀后，形成胶粘剂胶液；
(b)将厚度为0.1mm的聚酰亚胺薄膜放卷，浸入胶粘剂胶液中；
(c)将带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，以去除胶粘剂胶液中的溶剂，制得带胶的聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为18.5g/m2；
(d)在带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合厚度为0.015mm的聚芳酰胺纤维纸，经热压复合、收卷、固化处理后得到绝缘材料。
表1是上述实施例制得的绝缘材料性能测试结果
表1
由表1可知，采用聚苯硫醚薄膜与聚酰亚胺薄膜复合形成的绝缘材料，其耐化学腐蚀性能均好于采用聚芳酰胺纤维纸与聚酰亚胺薄膜复合形成的绝缘材料；而在耐ATF油(含水0.5％，高低温交变150℃、40H～-45℃、8H)实验中，可以看出通过在胶粘剂中添加聚酰亚胺胶粘剂，可以改善绝缘材料的热稳定性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐化学腐蚀的绝缘材料，其特征在于，包括依次层叠的第一聚苯硫醚薄膜、聚酰亚胺薄膜和第二聚苯硫醚薄膜；
所述聚酰亚胺薄膜与所述第一聚苯硫醚薄膜之间、与所述第二聚苯硫醚薄膜之间均通过胶粘剂粘接。
2.根据权利要求1所述的绝缘材料，其特征在于，
所述胶粘剂为复合胶粘剂，所述复合胶粘剂包括聚氨酯树脂胶粘剂和聚酰亚胺胶粘剂。
3.根据权利要求2所述的绝缘材料，其特征在于，
所述聚氨酯树脂胶粘剂和所述聚酰亚胺胶粘剂的质量比为10～15:1。
4.根据权利要求2或3所述的绝缘材料，其特征在于，
所述聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为11～30g/m2。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(b)在所述聚酰亚胺薄膜的两面均涂覆胶粘剂胶液；
(b)将带胶液的聚酰亚胺薄膜经烘道烘干，去除所述胶粘剂胶液中的溶剂，制得带胶的聚酰亚胺薄膜；
(c)在所述带胶的聚酰亚胺薄膜的两面分别贴合聚苯硫醚薄膜，经热压复合、收卷、固化处理后得到所述绝缘材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(a)之前，所述制备方法还包括：
将聚氨酯树脂胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂与所述溶剂一起搅拌均匀，形成所述胶粘剂胶液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述溶剂为选自乙酸乙酯、乙酸甲酯和丙酮中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
所述聚氨酯树脂胶粘剂、所述聚酰亚胺胶粘剂和所述溶剂的质量比为10～15:1：5～20。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
经所述固化处理后，所述聚酰亚胺薄膜上的干胶含量为11～30g/m2。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.025-0.3mm；
所述聚苯硫醚薄膜的厚度为0.01-0.03mm。
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