本發(fā)明涉及絕緣件制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其提供了一種多層紙板熱壓方法。
背景技術(shù)：
酪素膠為一種利用牛奶為主要原料制作的粘接膠，以其良好的電氣性能與透油透氣性能在電工絕緣方面有較廣泛的應(yīng)用，干燥速度快，在一般工件粘接中不需加熱，但因膠層與紙板結(jié)合度低等因素造成粘接強度低，不能夠滿足高電壓、高機械強度工作環(huán)境下的要求；同時由于酪素膠的水融性與紙板吸水性結(jié)合，使膠酪素膠干燥快，加溫干燥時很容易出現(xiàn)膠層固化、老化等現(xiàn)象，造成粘接失效；而制作層壓紙板需要大面積刷膠、熱壓等工藝過程，粘接效果不理想，因此如何提高多層紙板間粘接強度，從而獲得性能更好的多層紙板成為現(xiàn)有技術(shù)亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明基于上述的原因，尤其提供了一種多層紙板熱壓方法，該方法采用酪素膠作為粘結(jié)劑，利用熱壓機一次加壓、升溫、二次加壓、保溫保壓、冷卻工藝順序操作，其中保溫保壓時間不少于30min，冷卻到40℃以下方可卸料，同時控制降溫速度，采用上述方法后可以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高膠層與紙板間的粘接強度，夠滿足高電壓、高機械強度工作環(huán)境下的要求。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：
一種多層紙板熱壓方法，采用酪素膠作為粘結(jié)劑，利用熱壓機一次加壓、升溫、二次加壓、保溫保壓、冷卻工藝順序操作，其中：
1.一次加壓：指在層壓紙板裝到壓板上，未升溫之前壓機對紙板施加的壓力，一般控制在3.5～4.5兆帕；
通過一次加壓可以使紙板間貼實，使膠液最大限度充滿紙板間隙中，包括紙板網(wǎng)紋，提高粘接強度；而且不會因紙板受熱膨脹而對壓機液壓系統(tǒng)造成影響；
2.升溫：對壓板加熱，并將溫度升到設(shè)定溫度60～80攝氏度；
上述過程中，加熱時間及其控制要求如下：升溫速度控制在10攝氏度/8分鐘(即：相當于按1.25攝氏度/分鐘控制升溫時間)，總體升溫時間控制在1小時以內(nèi)，使溫度均勻；當多層壓制時，每塊壓板各點溫度差控制在5攝氏度，升溫過程中各壓板間溫度差小于8攝氏度，以保證壓接質(zhì)量，防止層壓紙板開裂、尤其是變形等缺陷發(fā)生。
同時限定采用軟化水循環(huán)加熱的方式來加熱壓板，而不要使用蒸汽或電加熱方式直接給壓板加熱，以保證壓板各點及壓板間溫度均勻，采用軟化水則可以防止壓板內(nèi)壁形成水垢而影響加熱效果；
3.二次加壓：壓板升溫結(jié)束后將壓力升到額定壓力，控制為5～6兆帕；
在上步的升溫過程中，紙板受熱會有一定的膨脹趨勢，紙板層間溫度不平衡，存在較大應(yīng)力；因此發(fā)明人采用二次加壓的方式，在壓制中層壓紙板中的水份會不斷排出、厚度收縮；可以使層壓紙板受到足夠的壓力，使層壓紙板在后序壓制過程中的變化限制在保證產(chǎn)品質(zhì)量的范圍內(nèi)；
4.保溫保壓階段：溫度和壓力維持在上述步驟的標準上，單位厚度紙板保溫保壓時間為2.5～3.5分鐘/毫米，總保溫保壓時間不少于30分鐘；該階段壓板各點溫差控制在5攝氏度以內(nèi)；
在壓制中，層壓紙板中的水份會不斷排出、厚度方向會收縮較大，層壓紙板的溫度處于平衡過程中，通過上述的保溫保壓可以保證層壓紙板在壓制中始終受到足夠的壓力，層壓紙板溫度平衡，保證紙板成品厚度尺寸的穩(wěn)定性，不發(fā)生不可逆的不良反應(yīng)；
5.冷卻工藝：在上述溫度、壓力下的保溫保壓階段達到規(guī)定時間要求后，關(guān)閉熱源，層壓紙板隨壓機冷卻至40攝氏度以下，并保持1～2小時后再卸壓、開模、出料。
通過上述工藝保證層壓紙板充分冷卻、而且溫度均勻，減少紙板內(nèi)部應(yīng)力，防止產(chǎn)品變形，尤其是較薄的層壓紙板(如：厚度小于25毫米)時需要要求冷卻及保持時間取上限值，以減少變形。
在上述工藝的基礎(chǔ)上，發(fā)明人進一步限定：
一次加壓是壓力控制在4兆帕，以達到更好的效果；
冷卻工藝中若受環(huán)境溫度較高等因素影響導(dǎo)致降溫速度慢時，可通冷卻水降溫，當紙板溫度達40攝氏度以下時，關(guān)閉冷卻水，層壓紙板再隨壓機自然冷卻2～4小時，使紙板內(nèi)外溫度平衡后再卸壓、開模、出料,但是所采用的冷卻水也應(yīng)選擇軟化水。之所以不全程采用冷卻水降溫，是由于水冷卻速度較快，發(fā)明人通過延長40攝氏度以下層壓紙板隨壓機自然冷卻時間，可以降低層壓紙板各位置溫差，防止變形超差。
在所有工藝進行前需對紙板進行刷膠，該工序采用下述方式：
在環(huán)境溫度15～25攝氏度范圍內(nèi)快速涂膠，刷膠量控制在2平方米/公斤，務(wù)必使膠液均勻；刷膠后不必晾干，直接運至熱壓機壓制，上膠到壓機的時間控制在30分鐘以內(nèi)。
由于紙板吸水性強，酪素膠為水熔性膠液，為防止膠液水份被紙板快速吸收而影響粘接性能，要求刷膠速度快、膠層均勻，且涂膠量不能太少，刷膠量控制在2平方米/公斤(500克/平方米)，30分鐘內(nèi)完成刷膠。酪素膠刷膠工作適于在較低溫度、較大濕度的環(huán)境中完成，涂膠環(huán)境溫度一般控制在10～25攝氏度、相對濕度控制在35～70％，刷膠效果較為理想，在此環(huán)境下膠液粘度合適，同時降低紙板吸濕性能。
綜上所述，采用上述工藝進行多層紙板熱壓，通過預(yù)先加壓的方式使紙板間貼實、膠液最大限度充滿紙板間隙、確保紙板間粘結(jié)牢固，使酪素膠起到更好的粘結(jié)作用；在上述升壓后的壓力范圍內(nèi)，發(fā)明人再通過熱壓板對整個紙板進行升溫，控制升溫速率為10攝氏度/8分鐘，總體升溫時間控制在1小時以內(nèi)，最終控制溫度為60-80℃，這樣可以避免酪素膠快速失水導(dǎo)致的開裂、老化等情況發(fā)生；而在升溫過程中如果設(shè)備性能不能夠滿足相應(yīng)要求，需要在產(chǎn)品壓制前調(diào)整相關(guān)設(shè)施或進行溫度平衡試驗，設(shè)備條件滿足要求后再壓制產(chǎn)品；升溫達到該溫度區(qū)間后，發(fā)明人對整個熱壓板進行二次升壓，此時將壓力升至5-6兆帕，由于壓力的升高使得整個紙板的間隙更小、尺寸更穩(wěn)定，酪素膠在干燥的同時被壓制的更加均勻，當達到所需壓力后，為了確保效果需要對整個紙板進行保壓保溫操作，發(fā)明人經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)，單位厚度紙板保溫保壓時間為2.5-3.5分鐘/毫米，總保溫保壓時間不少于30分鐘，在上述條件下，紙板間酪素膠的含水量會緩慢下降到所需范圍，同時由于壓力作用，紙板在這一過程中不會發(fā)生形變，從而保證整個紙板的品質(zhì)，同時在這種單位時間內(nèi)保溫保壓不會導(dǎo)致酪素膠變質(zhì)，確保了粘結(jié)的質(zhì)量，這是本發(fā)明最為重要的特點之一；
經(jīng)過保溫保壓后的層壓紙板應(yīng)隨壓機冷卻至40攝氏度以下，并保持1～2小時后再卸壓、開模、出料，之所以這樣控制是為了避免降溫過快導(dǎo)致紙板內(nèi)外受熱不均導(dǎo)致的變形開裂等問題，而卸壓前再保壓1～2小時則保證了最終的效果；考慮到環(huán)境溫度的影響，發(fā)明人確定了40攝氏度為標準溫度，高于該溫度的部分可以采用冷卻水快速降溫的方式，低于該溫度后則必須隨熱壓機一起冷卻，避免快速水冷給產(chǎn)品品質(zhì)帶來的損害。
上料時需確保起吊前紙板要放平，不允許彎折，起吊過程中紙板不允許有波浪、不允許反復(fù)彎折變形，起吊位置為材料長度方向距端部1/4-1/3位置，采用兩根吊帶起吊，避免紙板形變；
或者也可以直接在熱壓機上料板上給紙板刷膠，但要將環(huán)境溫度控制在25攝氏度以下，否則會因膠層快速干燥而影響粘接效果。
綜上所述，通過上述工藝控制，本發(fā)明最終獲得的多層紙板產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，提高膠層與紙板間的粘接強度，電氣性能優(yōu)良，夠滿足高電壓、高機械強度工作環(huán)境下的要求?？捎糜谔馗邏寒a(chǎn)品制作中。
具體實施方式
下面通過具體的實施例進一步說明本發(fā)明，但是，應(yīng)當理解為，這些實施例和試驗例僅僅是用于更詳細具體地說明之用，而不應(yīng)理解為用于以任何形式限制本發(fā)明。本發(fā)明中除特殊注明外，所述均采用現(xiàn)有技術(shù)。
實施例1
一種六層紙板熱壓方法，采用酪素膠作為粘結(jié)劑，利用熱壓機一次加壓、升溫、二次加壓、保溫保壓、冷卻工藝順序操作，具體步驟如下：
刷膠：
在環(huán)境溫度15～25攝氏度，相對濕度控制在35～70％的條件下快速涂膠，刷膠量控制在2平方米/公斤，務(wù)必使膠液均勻，采用直接在熱壓機上料板上給紙板刷膠；
一次加壓：指在層壓紙板裝到壓板上，未升溫之前壓機對紙板施加的壓力，控制在4～4.5兆帕；
升溫：采用軟化水循環(huán)加熱壓板，并將溫度升到設(shè)定溫度70～80攝氏度；
升溫速度控制在1.25攝氏度/分鐘，總體升溫時間控制在1小時以內(nèi)，使溫度均勻；多層壓制時，每塊壓板各點溫度差控制在5攝氏度，升溫過程中各壓板間溫度差小于8攝氏度，以保證壓接質(zhì)量，防止層壓紙板開裂、尤其是變形等缺陷發(fā)生。
二次加壓：壓板升溫結(jié)束后后將壓力升到額定壓力，控制為5～5.5兆帕；
保溫保壓階段：溫度和壓力維持在上述步驟的標準上，單位厚度紙板保溫保壓時間為3分鐘/毫米，總保溫保壓時間不少于30分鐘；該階段壓板各點溫差控制在5℃以內(nèi)；
冷卻工藝：在上述溫度、壓力下的保溫保壓階段達到規(guī)定時間要求后，關(guān)閉熱源，層壓紙板隨壓機冷卻至40攝氏度以下，并保持1～2小時后再卸壓、開模、出料。
對所獲得的6層層壓紙板，依據(jù)jb/t10443.2-2004進行層合紙板局部放電試驗，結(jié)果為：上述酪素膠層壓紙板常態(tài)油中局部放電起始電壓為85.6kv，高于其它膠液粘接產(chǎn)品的數(shù)值。同時層壓紙板膠層間浸透性明顯好于其他工藝。機械性能與其他工藝相當。
實施例2
一種九層紙板熱壓方法，采用酪素膠作為粘結(jié)劑，利用熱壓機一次加壓、升溫、二次加壓、保溫保壓、冷卻工藝順序操作，具體步驟如下：
刷膠：
在環(huán)境溫度15～25攝氏度快速涂膠，刷膠量控制在2平方米/公斤，務(wù)必使膠液均勻，采用直接在熱壓機上料板上給紙板刷膠；
上料時需確保起吊前紙板要放平，不允許彎折，起吊過程中紙板不允許有波浪、不允許反復(fù)彎折變形，起吊位置為材料長度方向距端部1/4～1/3位置，采用兩根吊帶起吊，避免紙板形變；
一次加壓：指在層壓紙板裝到壓板上，未升溫之前壓機對紙板施加的壓力，一般控制在3.8-4兆帕；
升溫：采用軟化水循環(huán)加熱壓板，并將溫度升到設(shè)定溫度60～75℃；
升溫速度控制在1.25攝氏度/分鐘，總體升溫時間控制在1小時以內(nèi)，使溫度均勻；多層壓制時，每塊壓板各點溫度差控制在5攝氏度，升溫過程中各壓板間溫度差小于8攝氏度，以保證壓接質(zhì)量，防止層壓紙板開裂、尤其是變形等缺陷發(fā)生。
二次加壓：壓板升溫結(jié)束后后將壓力升到額定壓力，控制為5.5～6兆帕；
保溫保壓階段：溫度和壓力維持在上述步驟的標準上，單位厚度紙板保溫保壓時間為2.5分鐘/毫米，總保溫保壓時間不少于30分鐘；該階段壓板各點溫差控制在5℃以內(nèi)；
5.冷卻工藝：在上述溫度、壓力下的保溫保壓階段達到規(guī)定時間要求后，關(guān)閉熱源，通冷卻水降溫，以提高冷卻效率，紙板溫度達40攝氏度以下時，關(guān)閉冷卻水，層壓紙板再隨壓機自然冷卻2～4小時，使紙板內(nèi)外溫度平衡后再卸壓、開模、出料，以防止壓料變形、開裂等不良現(xiàn)象發(fā)生。
依據(jù)jb/t10443.2-2004進行層合紙板局部放電試驗，結(jié)果為：上述酪素膠層壓紙板常態(tài)油中局部放電起始電壓為85.3kv，高于其它膠液粘接產(chǎn)品的數(shù)值。