用於製作高壓電機納米複合主絕緣的環氧預浸玻璃布帶的製作方法
2024-02-29 14:04:15
專利名稱：用於製作高壓電機納米複合主絕緣的環氧預浸玻璃布帶的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於製作高壓電機納米複合主絕緣的環氧預浸玻璃布帶，具體涉及一種先用納米複合環氧樹脂浸潰玻璃布、然後分切成帶狀的納米複合材料。
背景技術：
現有高壓電機的主絕緣主要由雲母、玻璃纖維和粘結樹脂等三種材料複合而成，其中雲母材料採用的是優質天然白雲母，在主絕緣中的重量比含量一般不低於50%;天然白雲母具有優良的耐電暈性能，在確保主絕緣的擊穿場強和電壽命等方面起關鍵作用，但天然雲母資源如今已日趨枯竭，迫切需要找到其替代品。現已證實聚合物納米複合材料的耐電暈性能與雲母材料相當，在現有材料中最有可能替代雲母製成一種不含雲母的納米複合主絕緣，但在用納米複合材料來製造高壓電機主絕緣之前，我們需要解決納米複合材料的製備技術以及與之相適應的應用工藝等問題。現有技術中有兩種製作高壓電機主絕緣的方法:一是採用多膠粉雲母帶繞包線棒，然後熱壓成型，同業人員稱之為多膠熱壓工藝，或稱為多膠模壓工藝；二是先採用少膠雲母帶繞包線棒，然後通過真空壓力的方式輸入粘結樹脂，最後再加熱固化成型；為了在主絕緣中引入雲母材料，這兩種方法都需要事先將主要含雲母和玻璃纖維補強材料的帶狀物纏繞在線棒上。如果沿用上述現有技術中的多膠熱壓工藝來製作不含雲母的納米複合主絕緣，由於不再需要引入雲母，只需保留玻璃纖維補強材料，故可以直接使用無鹼玻璃布上膠，製成一種預浸有納米複合樹脂、不含雲母的預浸帶，用來替代現有的多膠雲母帶，用以對線棒進行繞包操作，然後熱壓成型即可。現有的環氧預浸玻璃布帶由於沒有考慮到上述納米複合主絕緣組成材料和應用工藝方面的變化，存在以下不足:現有的環氧預浸玻璃布帶絕大多數都不含具有耐電暈功能的納米無機物，個別預浸帶雖然含少量納米無機物，但並沒有根據高壓電機主絕緣的技術要求進行優化，其固化物的擊穿場強、耐電老化等關鍵性能均不能滿足高壓電機主絕緣的要求，不能用於製造不含雲母的納米複合主絕緣。
發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術中的不足，提供一種專供採用熱壓工藝製作高壓電機納米複合主絕緣使用的環氧預浸玻璃布帶。本發明的技術方案:
一種用於製作高壓電機納米複合主絕緣的環氧預浸玻璃布帶，由納米粉體、無鹼玻璃布和環氧化物組成，其中各組分重量百分比為:納米粉體5 10%、無鹼玻璃布30-50%和環氧化物40 65%。所述納米粉體為氧化鋁粉、二氧化鈦粉、二氧化矽粉和氮化硼粉中的一種或多種，所述納米粉體的粒徑為3 300納米。
所述無鹼玻璃布為平紋布、斜紋布或網格布，所述無鹼玻璃布的厚度為0.05、.25毫米。 所述環氧化物與製造傳統環氧預浸玻璃布帶使用的環氧化物相同。本發明的環氧預浸玻璃布帶的生產工藝與傳統環氧預浸玻璃布帶的生產工藝相同，包括浸潰樹脂配製、上膠、烘乾、收卷、分切等工序。本發明的環氧預浸玻璃布帶的用途:該環氧預浸玻璃布帶用於採用熱壓工藝製作電壓等級不低於3kV的高壓電機的納米複合主絕緣。本發明的優點是:本發明的環氧預浸玻璃布帶在固化前柔軟服貼，適合於對高壓電機的線棒進行繞包操作，適合於採用熱壓工藝製作不含雲母的納米複合主絕緣；採用本發明提供的環氧預浸玻璃布帶製作的高壓電機納米複合主絕緣，擊穿場強不低於35kV/mm、在10kV/mm場強下的電壽命不低於1000小時。
具體實施例方式實施例:
下面以製作IOOkg本發明的環氧預浸玻璃布帶為例，環氧預浸玻璃布帶各組分重量百分比為:納米粉體(粒徑為20納米的二氧化矽粉)6.8%、環氧化物(34.5kg CYD127環氧樹脂+8.5kg 732環氧活性稀釋劑+2.2kg硼胺絡合物)45.2%和平紋無鹼玻璃布48%。製備環氧預浸玻璃布帶的具體步驟為: 將34.5kg CYD127環氧樹脂、8.5kg 732環氧活性稀釋劑、30kg甲苯和20kg丙酮投入配料釜中，開動攪拌後投入6.8kg粒徑為20納米的二氧化矽粉體，攪拌15分鐘後啟動間歇式高剪力分散機，高速分散兩次，每次累計0.5小時，兩次分散的時間間隔0.5小時；然後再加入2.2kg硼胺絡合物，攪拌0.5小時後放料；所放的料轉移到立式上膠機的膠槽中，給48克定量為IOOg/ m2、厚度為0.10毫米的平紋無鹼玻璃布上膠:烘道前段溫度控制在60°C，中段溫度控制在120°C，末段溫度控制在80°C，車速控制在1.5m/分鐘，連續上膠兩遍，經收卷、分切後得到厚度為0.14毫米的環氧預浸玻璃布帶。取上述實施例所得的本發明環氧預浸玻璃布帶，採用熱壓工藝製作單面絕緣厚度為3.5毫米的模擬鋁排試樣，其主絕緣的擊穿場強不低於37kV/mm，在10kV/mm場強下的電壽命不低於1100小時。關於採用熱壓工藝製作高壓電機模擬鋁排試樣的具體工藝步驟及工藝參數，如:模擬鋁排的尺寸要求、繞包層數、繞包張力、預烘條件、真空脫揮發分、入模加壓、升溫固化、冷卻卸模等工序細節，為同行業人員所熟知，此處不再贅述，但本發明所公開的技術方案以及該環氧預浸玻璃布帶的用途應當屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於製作高壓電機納米複合主絕緣的環氧預浸玻璃布帶，其特徵在於所述環氧預浸玻璃不帶由納米粉體、無鹼玻璃布和環氧化物組成，其中各組分重量百分比為:納米粉體5 10%、無鹼玻璃布30 50%和環氧化物40 65% ； 所述納米粉體為氧化鋁粉、二氧化鈦粉、二氧化矽粉和氮化硼粉中的一種或多種，所述納米粉體的粒徑為3 300納米； 所述無鹼玻璃布為平紋布、斜紋布或網格布，所述無鹼玻璃布的厚度為0.05、.25毫米; 所述環氧化物與製造傳統環氧預浸玻璃布帶使用的環氧化物相同。
2.根據權利要求1所述的環氧預浸玻璃布帶的用途，其特徵在於所述環氧預浸玻璃布帶用於採用熱壓工藝 製作電壓等級不低於3kV的高壓電機的納米複合主絕緣。
全文摘要
本發明公開了一種用於製作高壓電機納米複合主絕緣的環氧預浸玻璃布帶。由納米粉體、無鹼玻璃布和環氧化物組成，其中各組分重量百分比為納米粉體5~10%、無鹼玻璃布30~50%和環氧化物40~65%。該環氧預浸玻璃布帶在固化前柔軟服貼，適合於對高壓電機的線棒進行繞包操作，用於採用熱壓工藝製作電壓等級不低於3kV的高壓電機的納米複合主絕緣。採用本發明提供的環氧預浸玻璃布帶製作的高壓電機主絕緣，擊穿場強不低於35kV/mm、在10kV/mm場強下的電壽命不低於1000小時。
文檔編號C08L63/00GK103113714SQ201310051570
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月17日 優先權日2013年2月17日
發明者饒保林, 韋衍樂 申請人:桂林理工大學