CN110233009A - 一种耐高温复合云母管的制造方法及制造装置 - Google Patents

一种耐高温复合云母管的制造方法及制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明专利公开了一种耐高温复合云母管的制造方法及制造装置，包括：步骤一：将云母纸浸渍有机硅树脂粘结剂，干燥后，得到有机硅树脂粘结剂质量含量在9～11％，挥发物质量小于1％的浸胶纸；步骤二：将浸胶纸表面涂抹无机盐类粘结剂，干燥后得到无机盐类粘结剂质量含量在6～8％，含水量在1～2％的复合粘结剂浸胶纸；步骤三：将复合粘结剂浸胶纸进行回潮处理；步骤四：将经过回潮处理后的复合粘结剂浸胶纸卷制成型得到云母管；步骤五：在云母管内装上管芯，将云母管连同管芯送入烘箱进行固化处理；步骤六：固化处理结束后，当固化后的云母管表面温度降至室温时，抽出管芯，得到耐高温复合云母管。

Description

一种耐高温复合云母管的制造方法及制造装置
技术领域
本发明涉及一种耐高温复合云母管的制造方法，特别涉及一种工作温度达到500℃的耐高温复合云母管的制造方法及制造装置。
背景技术
以云母为基材制成的云母管，由于具有良好的防腐、抗冲击和防雷电、防电弧、高绝缘、耐低温(-60℃)以下，耐高温(250℃)等优良性能，被广泛应用于航天、航空、军工、核电、雷达的输配电***，防雷电工程及潜艇、汽车、造船、超高压电网等高科技应用领域。
现有技术制造的这种云母管以粘结剂不同分为两大类，一是以单张云母纸浸渍有机硅树脂类或环氧树脂类粘结剂，经干燥排除溶剂卷制成型后，送入烘箱进行固化处理而得，另一类是以单张云母纸涂沫无机类粘结剂经干燥卷制成型后，送入烘箱经固化处理而得。这两种粘结剂制造的云母管各有优点同时也各有不足，主要是：
1、粘结剂为有机硅树脂，长期工作温度小于250℃，粘结剂为环氧树脂时，工作温度小于150℃，应用范围有限；
2、粘结剂为无机类时，常温下潮态性能较差，脆性大，机械强度不高；
上述云母管均无法实现耐高温，故提供一种耐高温复合云母管的制造方法尤为重要。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种耐高温复合云母管的制造方法及制造装置，以适应高速发展的现代科学技术对耐高温绝缘材料的需求。
技术方案：一种耐高温复合云母管的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：将云母纸浸渍有机硅树脂粘结剂，干燥后，得到有机硅树脂粘结剂质量含量在9～11％，挥发物质量小于1％的浸胶纸；
步骤二：将浸胶纸表面涂抹无机盐类粘结剂，干燥后得到无机盐类粘结剂质量含量在6～8％，含水量在1～2％的复合粘结剂浸胶纸；
步骤三：将复合粘结剂浸胶纸进行回潮处理；
步骤四：将经过回潮处理后的复合粘结剂浸胶纸卷制成型得到云母管；
步骤五：在云母管内装上管芯，将云母管连同管芯送入烘箱进行固化处理；
步骤六：固化处理结束后，当固化后的云母管表面温度降至室温时，抽出管芯，得到耐高温复合云母管。
进一步的，所述的有机硅树脂粘结剂的制备包括：按重量计，取固体含量50～52％的SiR-5有机硅树脂胶20～25份、纯度大于95％的工业酒精75～80份，在反应釜中加热至50～60℃，搅拌得到有机硅树脂粘结剂，所述固体含量为有机硅树脂胶中除去溶剂的不溶性树脂的含量。
进一步的，所述无机盐类粘结剂的制备包括：按重量计，取五硼酸铵19～29份、水温在50℃以上的水71～81份，搅拌均匀充分溶解得到无机盐类粘结剂。
进一步的，将复合粘结剂浸胶纸放入潮态箱中作回潮处理，所述的潮态箱中水温控制在50～60℃，相对湿度控制在70～80％。
进一步的，所述固化处理包括：
在50℃或室温下，将云母管连通管芯送入烘箱，匀速升温至120℃；在120℃条件下，保持3小时；
从120℃匀速升温至220℃，在220℃条件下，保持4小时；
从220℃匀速升温至250℃，在250℃条件下，保持2小时；
从250℃匀速降温至200℃；
从200℃降温至50℃或室温时，推出云母管和管芯。
本发明还公开了一种耐高温复合云母管的制造装置，能够实现耐高温复合云母管制造方法的装置。
进一步的，包括浸胶设备，所述浸胶设备包括第一输送辊、浸胶辊、浸胶槽、第二输送辊、烘箱、成对链轮、第一过轮、第一张紧轮和卷轴；链轮包括第一链轮和第二链轮，该第一链轮设置在烘箱的输入端，第二链轮设置在烘箱的输出端，第一链轮和第二链轮之间通过传送带配合传送；
所述第一输送辊用于输入云母纸进行浸胶，所述浸胶辊部分浸入在浸胶槽内的有机硅粘结剂中，浸胶辊将第一输送辊输出的云母纸牵引至浸胶槽，随浸胶辊转动，完成云母纸浸渍有机硅粘结剂操作，浸渍后的云母纸依次经过第二输送辊和第一链轮进入烘箱，干燥后的云母纸依次经过第二链轮和第一过轮，所述第一张紧轮与第一过轮配合作业，将干燥后的云母纸牵引至卷轴进行收卷备用。
进一步的，包括无机盐类粘结剂涂抹装置，所述无机盐类粘结剂涂抹装置包括第二张紧轮、第二过轮、第三链轮、第四链轮、第三输送轮、压紧轮、烘干机和喷头；
所述喷头用于将无机粘结剂喷涂在浸胶纸表面，该喷头位于第二过轮和第三链轮之间的上方，浸胶纸依次由第二张紧轮、第二过轮、第三链轮牵引至烘干机，在经过第二过轮和第三链轮时完成浸胶纸表面涂抹无机粘结剂操作，第三链轮位于烘干机的输入端，第四链轮位于烘干机的输出端，第三链轮和第四链轮通过传送带实现传送配合，第三输送轮和压紧轮配合工作，干燥后的浸胶纸依次经过第四链轮和第三输送轮与压紧轮的作用端，按所需长度栽断。
进一步的，包括卷制装置，所述卷制装置包括上辊筒和对辊，上辊筒置于对辊的对称轴线上方，卷制得到的云母管位于上辊筒和对辊之间。
进一步的，所述烘箱的中段部位温度预热至120-130℃。
有益效果：按照本发明的制造方法得到的云母管，它具有在环境温度小于250℃能保持有机硅树脂机械强度好、绝缘性能优良的特征，而当工作温度大于500℃时，有机硅粘结剂优良性能已完全丧失，但是由于无机类粘结剂的存在，复合云母管的各种性能仍完好如初。
附图说明：
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的浸胶设备结构示意图；
图3为本发明的无机盐类粘结剂涂抹装置结构示意图；
图4为本发明的卷制装置结构示意图；
具体实施方式：
实施例1：
如图1所示，本实施例的一种耐高复合云母管的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：将云母纸浸渍有机硅粘结剂，干燥后，得到粘结剂质量含量在9～11％，挥发物质量含量小于1％的浸胶纸；
步骤二：将浸胶纸表面涂抹无机粘结剂，干燥后得到无机粘结剂质量含量在6～8％，含水量在1～2％的复合粘结剂浸胶纸，复合粘结剂浸胶纸在备用期间应密封保存；
步骤三：将复合粘结剂浸胶纸卷制成型得到云母管；
步骤四：在云母管内装上管芯，将云母管连同管芯送入烘箱进行固化处理；
步骤五：固化处理结束后，当固化后的云母管表面温度降至室温时，抽出管芯，得到本实施例的耐高温复合云母管；
本实施例的有机硅粘结剂制备包括以下步骤：
按重量计，取固体含量50～52％的SiR-5有机硅树脂25份、纯度大于95％的工业酒精75份，在温度50～60℃的反应釜中搅拌2小时制得；
本实施例的无机粘结剂制备具体为：按重量计，取工业级五硼酸铵20份，水温在60～70℃的水80份，搅拌均匀；
本实施例的步骤一采用的烘干机的烘箱长度为12米，中心区域8米长，烘箱内温度控制在120～130℃，传送带运速度每分钟5～6米；
本实施例的步骤二采用的烘干机的烘箱长度16米，温度控制在100～110℃；
本实施例的固化处理包括：
在50℃或室温下，将云母管连通管芯送入烘箱，历经2小时，使其匀速升温至120℃；在120℃条件下，保持3小时；
历经3小时，从120℃匀速升温至220℃，在220℃条件下，保持4小时；
历经2小时，从220℃匀速升温至250℃，在250℃条件下，保持2小时；
历经2小时，从250℃匀速降温至200℃；
历经2小时从200℃降温至50℃或室温时，推出云母管和管芯。
实施例2：
本实施例包括以下步骤：
步骤一：有机硅粘结剂制备：按重量计，取SiR-5有机硅树脂24份，酒精度大于95％乙醇75份，市售促进剂0.8份，市售固化剂0.2份，在温度为50～60℃的反应釜中搅拌2小时，得到有机硅粘结剂；
步骤二：无机粘结剂制备：按重量计，取五硼酸铵20份，水温在50℃以上的水80份，搅拌均匀充分溶解，得到无机粘结剂；
步骤三：将云母纸浸渍有机硅粘结剂，干燥后，得到粘结剂质量含量在9～11％，挥发物小于1％的浸胶纸；具体的，本实施例采用如图2所示的浸胶设备完成步骤三；
本实施例的浸胶设备包括第一输送辊、浸胶辊、浸胶槽、第二输送辊、烘箱、成对链轮、第一过轮、张紧轮和卷轴；所述第一输送辊用于输入云母纸进入浸胶设备，所述浸胶辊部分浸入在浸胶槽内的有机硅粘结剂，浸胶辊将第一输送辊输入的云母纸牵引至浸胶辊，随浸胶辊转动，完成云母纸浸渍有机硅粘结剂操作，浸渍后的云母纸依次经过第二输送辊和第一链轮进入烘箱，本实施例的烘箱的中段部位温度预热至120-130℃，干燥后的云母纸依次经过第二链轮和第一过轮，在卷轴上进行收卷备用，所述张紧轮与第一过轮配合作业，将干燥后的云母纸牵引至卷轴；由此可知，本发明的链轮包括第一链轮和第二链轮，该第一链轮设置在烘箱的输入端，第二链轮设置在烘箱的输出端，第一链轮和第二链轮之间通过传送带配合传送；
步骤四：将浸胶纸表面涂抹无机粘结剂，干燥后得到无机粘结剂质量含量在6～8％，的复合粘结剂浸胶纸，复合粘结剂浸胶纸在备用期间应密封保存；本实施例采用如图3所示的无机粘结剂涂抹装置，该装置包括张紧轮、第二过轮、第三链轮、第四链轮、第三输送轮、压紧轮、机械手、烘干机和喷头；所述喷头用于将无机粘结剂喷涂在浸胶纸表面，该喷头位于第二过轮和第三链轮之间的上方，浸胶纸依次由张紧轮牵、第二过轮、第三链轮牵引至烘干机，在经过第二过轮和第三链轮时完成浸胶纸表面涂抹无机粘结剂操作，第三链轮位于烘干机的输入端，第四链轮位于烘干机的输出端，第三链轮和第四链轮通过传送带实现传送配合，第三输送轮和压紧轮配合工作，干燥后的浸胶纸依次经过第四链轮和第三输送轮与压紧轮的作用端，按所需长度裁断。
步骤五：将复合粘结剂浸胶纸放入潮态箱中作回潮处理，本实施例采用的潮态箱中水温控制在50～60℃，相对湿度控制70～80％；复合粘结剂浸胶纸含水量控制在1～2％之间。
步骤六：将经过回潮处理后的复合粘结剂浸胶纸卷制成型得到云母管；本实施例采用如图4所示的卷制装置，该卷制装置包括上辊筒和对辊，上辊筒置于对辊的对称轴线上方，卷制得到的云母管位于上辊筒和对辊之间；
步骤七：在云母管内装上管芯，将云母管连同管芯送入烘箱进行固化处理；本实施例的固化处理为：
在50℃或室温下，将云母管连通管芯送入烘箱，历经2小时，使其匀速升温至120℃；在120℃条件下，保持3小时；
历经3小时，从120℃匀速升温至220℃，在220℃条件下，保持4小时；
历经2小时，从220℃匀速升温至250℃，在250℃条件下，保持2小时；
历经2小时，从250℃匀速降温至200℃；
历经2小时从200℃降温至50℃或室温时，推出云母管和管芯。
步骤八：固化处理结束后，当固化后的云母管表面温度降至室温时，抽出管芯，得到本实施例的耐高温复合云母管；
按本实施例制造的云母管与现有的云母管，经在500℃的条件下焙烧2小时后，主要性能对比见表1：
从表1所列数据可以看出，在500℃的条件下，只经过短短2小时，现有的云母管主要应用性能巳完全丧失，而按本实施例制造的云母管仍保持了优良的绝缘性能和机械强度。

Claims (10)

1.一种耐高温复合云母管的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将云母纸浸渍有机硅树脂粘结剂，干燥后，得到有机硅树脂粘结剂质量含量在9～11％，挥发物质量小于1％的浸胶纸；
步骤二：将浸胶纸表面涂抹无机盐类粘结剂，干燥后得到无机盐类粘结剂质量含量在6～8％，含水量在1～2％的复合粘结剂浸胶纸；
步骤三：将复合粘结剂浸胶纸进行回潮处理；
步骤四：将经过回潮处理后的复合粘结剂浸胶纸卷制成型得到云母管；
步骤五：在云母管内装上管芯，将云母管连同管芯送入烘箱进行固化处理；
步骤六：固化处理结束后，当固化后的云母管表面温度降至室温时，抽出管芯，得到耐高温复合云母管。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温复合云母管的制造方法，其特征在于：所述的有机硅树脂粘结剂的制备包括：按重量计，取固体含量50～52％的SiR-5有机硅树脂胶20～25份、纯度大于95％的工业酒精75～80份，在反应釜中加热至50～60℃，搅拌得到有机硅树脂粘结剂，所述固体含量为有机硅树脂胶中除去溶剂的不溶性树脂的含量。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温复合云母管的制造方法，其特征在于：所述无机盐类粘结剂的制备包括：按重量计，取五硼酸铵19～29份、水温在50℃以上的水71～81份，搅拌均匀充分溶解得到无机盐类粘结剂。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温复合云母管的制造方法，其特征在于：将复合粘结剂浸胶纸放入潮态箱中作回潮处理，所述的潮态箱中水温控制在50～60℃，相对湿度控制在70～80％。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温复合云母管的制造方法，其特征在于：所述固化处理包括：
在50℃或室温下，将云母管连通管芯送入烘箱，匀速升温至120℃；在120℃条件下，保持3小时；
从120℃匀速升温至220℃，在220℃条件下，保持4小时；
从220℃匀速升温至250℃，在250℃条件下，保持2小时；
从250℃匀速降温至200℃；
从200℃降温至50℃或室温时，推出云母管和管芯。
6.一种耐高温复合云母管的制造装置，其特征在于：包括采用权利要求1-5任意一项所述的制造方法的装置。
7.根据权利要求6所述的一种耐高温复合云母管的制造装置，其特征在于：包括浸胶设备，所述浸胶设备包括第一输送辊(11)、浸胶辊(12)、浸胶槽(13)、第二输送辊(14)、烘箱(15)、成对链轮(16)、第一过轮(17)、第一张紧轮(18)和卷轴(19)；链轮(16)包括第一链轮和第二链轮，该第一链轮设置在烘箱(15)的输入端，第二链轮设置在烘箱(15)的输出端，第一链轮和第二链轮之间通过传送带配合传送；
所述第一输送辊(11)用于输入云母纸进行浸胶，所述浸胶辊(12)部分浸入在浸胶槽(13)内的有机硅粘结剂中，浸胶辊(12)将第一输送辊(11)输出的云母纸牵引至浸胶槽(13)，随浸胶辊(12)转动，完成云母纸浸渍有机硅粘结剂操作，浸渍后的云母纸依次经过第二输送辊(14)和第一链轮进入烘箱(15)，干燥后的云母纸依次经过第二链轮和第一过轮(17)，所述第一张紧轮(18)与第一过轮(17)配合作业，将干燥后的云母纸牵引至卷轴(19)进行收卷备用。
8.根据权利要求6所述的一种耐高温复合云母管的制造装置，其特征在于：包括无机盐类粘结剂涂抹装置，所述无机盐类粘结剂涂抹装置包括第二张紧轮(21)、第二过轮(22)、第三链轮(23)、第四链轮(24)、第三输送轮(25)、压紧轮(26)、烘干机(27)和喷头(28)；
所述喷头(28)用于将无机粘结剂喷涂在浸胶纸表面，该喷头(28)位于第二过轮(22)和第三链轮(23)之间的上方，浸胶纸依次由第二张紧轮(21)、第二过轮(22)、第三链轮(23)牵引至烘干机(27)，在经过第二过轮(22)和第三链轮(23)时完成浸胶纸表面涂抹无机粘结剂操作，第三链轮(23)位于烘干机(27)的输入端，第四链轮(24)位于烘干机(27)的输出端，第三链轮(23)和第四链轮(24)通过传送带实现传送配合，第三输送轮(25)和压紧轮(26)配合工作，干燥后的浸胶纸依次经过第四链轮(24)和第三输送轮(25)与压紧轮(26)的作用端，按所需长度栽断。
9.根据权利要求6所述的一种耐高温复合云母管的制造装置，其特征在于：包括卷制装置，所述卷制装置包括上辊筒(31)和对辊(32)，上辊筒(31)置于对辊(32)的对称轴线上方，卷制得到的云母管(33)位于上辊筒(31)和对辊(32)之间。
10.根据权利要求7所述的一种耐高温复合云母管的制造装置，其特征在于：所述烘箱的中段部位温度预热至120-130℃。
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