專利名稱：少膠云母帶及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于絕緣材料技術領域，尤其涉及一種少膠云母帶及其制備方法。
背景技術：
云母帶是一種主絕緣材料，一般由介電材料、補強材料和膠粘劑組成。按照IEC371 的標準，云母帶可以以膠粘劑含量多少為標準分為多膠云母帶和少膠云母帶，其中，多膠云母帶是指膠粘劑含量在35%以上的云母帶，通過液壓或模壓工藝作為電機絕緣結構的一部分；少膠云母帶是指膠粘劑含量較低的云母帶，經(jīng)真空壓力浸漬(VPI)工藝成為電機絕緣結構的一部分。以多膠云母帶為主體的電機絕緣結構，其云母含量較低，電氣性能、整體性和熱態(tài)性能均較差，不能滿足電機在向高電壓等級、大容量發(fā)展過程中的要求。而以少膠云母帶作為主體的電機絕緣結構，結合VPI工藝，可以為電機提供良好的絕緣性能，作為新一代主絕緣材料受到廣泛關注。少膠云母帶中的介電材料主要采用大鱗片云母紙，補強材料一般采用電工用無堿玻璃布、聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜等。膠粘劑是少膠云母帶最重要的組成部分，不僅要滿足少膠云母帶的粘合性能，而且要與浸漬樹脂有良好的相容性，兩者組成的絕緣結構在高溫時具有較低的tan δ值。目前，在少膠云母帶中使用最多的膠粘劑是環(huán)氧樹脂，如美國西屋公司、德國西門子公司、瑞士 ABB公司、日本三菱電機公司等提供的少膠云母帶均為環(huán)氧體系。公開號為CN101969M4A的中國專利文獻也公開了一種少膠云母帶，包括云母紙層、聚酯薄膜層、粘附在所述云母紙層和聚酯薄膜層之間的第一膠粘層和粘附在所述云母紙層另一面的第二膠粘層，其中，第一膠粘層和第二膠粘層采用的膠粘劑由下列重量配比的組分混合而成數(shù)均分子量為20000 50000的超支化聚酯樹脂20 40份；環(huán)氧樹脂60 90 份，有機溶劑50 120份；促進劑0. 1 1份。高分子量超支化聚酯樹脂與環(huán)氧樹脂復合形成的膠粘劑可提高環(huán)氧樹脂的粘接強度從而提高云母的含量，顯著降低介質(zhì)損耗、提高擊穿電壓，適用于高壓電機的絕緣結構中。針對當前鐵路高速、重載發(fā)展的趨勢，實現(xiàn)機車牽引電機大功率化、小型輕量化和提高電機運行可靠性已成為重要課題，而電機的絕緣系統(tǒng)是實現(xiàn)上述目標的關鍵之一。國外著名牽引機制造商對于重載機車交流變頻牽引電機和高速動車變頻牽引電機已普遍采用有機硅200級絕緣系統(tǒng)。200級絕緣機車電機線圈少膠VPI工藝絕緣結構的主體絕緣材料是少膠云母帶和有機硅無溶劑浸漬漆。為了與有機硅無溶劑浸漬漆具有良好的相容性， 其中的少膠云母帶的膠粘劑也應為有機硅類膠粘劑，而上文所述的環(huán)氧樹脂類膠粘劑少膠云母帶不能滿足有機硅200級絕緣系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種少膠云母帶及其制備方法，本發(fā)明提供的少膠云母帶與有機硅無溶劑浸漬漆具有良好的相容性，可滿足有機硅200級絕緣系統(tǒng)的要求。
本發(fā)明提供了一種少膠云母帶，包括云母紙層、玻璃布層和膠粘層，所述云母紙層和所述玻璃布層通過所述膠粘層相粘接，所述膠粘層所用的膠粘劑為乙烯基有機硅預聚體，所述膠粘劑占所述少膠云母帶的質(zhì)量百分數(shù)為5% 13%。優(yōu)選的，所述乙烯基有機硅預聚體按照以下方法制備將乙烯基有機硅樹脂、引發(fā)劑和溶劑混合反應，得到乙烯基有機硅預聚體。優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。優(yōu)選的，所述溶劑為甲苯。優(yōu)選的，所述乙烯基有機硅樹脂、引發(fā)劑和溶劑的質(zhì)量比為100 (0.3 0. 9) (10 40)。優(yōu)選的，所述反應的溫度為90°C 120°C，所述反應的時間為池 4h。優(yōu)選的，所述玻璃布層的厚度為0. 025mm 0. 045mm，所述玻璃布的單位面積質(zhì)量為 19g/m2 36g/m2。優(yōu)選的，所述云母紙層的厚度為0. 05mm 0. 11mm，所述云母紙的單位面積質(zhì)量為 90g/m2 170g/m2。本發(fā)明還提供了一種少膠云母帶的制備方法，包括以下步驟將玻璃布浸漬膠粘劑溶液后與云母紙復合，烘干、去除溶劑后得到少膠云母帶，所述膠粘劑溶液為乙烯基有機硅預聚體溶液。優(yōu)選的，所述乙烯基有機硅預聚體按照以下方法制備將乙烯基有機硅樹脂、弓I發(fā)劑和溶劑混合反應，得到乙烯基有機硅預聚體。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的少膠云母帶包括云母紙層、膠粘層和玻璃布層，所述云母紙層和所述玻璃布層通過所述膠粘層相粘接，其中，所述膠粘層所用的膠粘劑為乙烯基有機硅預聚體，所述膠粘劑占所述少膠云母帶的質(zhì)量百分數(shù)為5% 13%。本發(fā)明以乙烯基有機硅預聚體為膠粘劑，其與有機硅無溶劑浸漬漆的主體樹脂成分相似，因此，與有機硅無溶劑浸漬漆相容性較好，得到的電機線圈絕緣結構具有良好的耐熱性和電氣絕緣性能，可滿足有機硅200級絕緣系統(tǒng)的要求。另外，本發(fā)明提供的少膠云母帶中云母定量較高，介質(zhì)損耗低且擊穿電壓高。實驗表明，本發(fā)明實施例提供的少膠云母帶的云母定量達118g/m2，拉伸強度可達133N/10mm，擊穿電壓可達2. 3kV。本發(fā)明提供的少膠云母帶與ISOLA漆、瓦克H62漆和 TJ1173有機硅無溶劑漆等有機硅無溶劑浸漬漆的相容性較好，組成的絕緣結構的常態(tài)介損不大于1. 5%，180°C介損不大于2. 0%，200°C介損不大于3. 0%，介電強度可達22. 5MV/m。


圖1為本發(fā)明實施例提供的少膠云母帶的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種少膠云母帶，包括云母紙層、玻璃布層和膠粘層，所述云母紙層和所述玻璃布層通過所述膠粘層相粘接，所述膠粘層所用的膠粘劑為乙烯基有機硅預聚體，所述膠粘劑占所述少膠云母帶的質(zhì)量百分數(shù)為5% 13%。參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的少膠云母帶的結構示意圖，其中，1為云母紙層，2為膠粘層，3為玻璃布層。在本發(fā)明提供的少膠云母帶中，云母紙層由云母紙形成，是介電材料。按照本發(fā)明，所述云母紙為非煅燒云母紙，優(yōu)選為大鱗片云母紙，更優(yōu)選為507型大鱗片云母紙或 506型大鱗片云母紙。所述云母紙的厚度優(yōu)選為0. 05mm 0. Ilmm ；所述云母紙的單位面積質(zhì)量優(yōu)選為90g/m2 170g/m2。在所述少膠云母帶中，所述玻璃布層由玻璃布形成，是補強材料，能夠提高云母帶的機械強度，使其能夠承受包扎過程中較大的張力，避免云母帶受到大的損傷。所述玻璃布優(yōu)選為無堿玻璃布，更優(yōu)選為電工用無堿玻璃布，即由無堿玻璃制成的連續(xù)長絲玻璃纖維編織而成的玻璃布。所述玻璃布的厚度優(yōu)選為0. 025mm 0. 045mm ；所述玻璃布的單位面積質(zhì)量為19g/m2 36g/m2。在所述少膠云母帶中，所述膠粘層的作用在于將云母紙層和玻璃布層粘接，所述膠粘層所用的膠粘劑為乙烯基有機硅預聚體。所述乙烯基有機硅預聚體優(yōu)選按照以下方法制備將乙烯基有機硅樹脂、引發(fā)劑和溶劑混合反應，得到乙烯基有機硅預聚體。所述乙烯基有機硅樹脂為至少有一個分子側(cè)鏈中包含碳碳雙鍵的有機硅樹脂，其在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，得到乙烯基有機硅預聚體，該過程具體包括將乙烯基有機硅樹脂置于反應釜中，升溫至90°C 100°C ；向所述升溫后的乙烯基有機硅樹脂中加入引發(fā)劑和溶劑，回流反應后得到乙烯基有機硅預聚體。按照本發(fā)明，所述引發(fā)劑優(yōu)選為過氧化二異丙苯，所述溶劑優(yōu)選為甲苯，所述乙烯基有機硅樹脂、引發(fā)劑和溶劑的質(zhì)量比優(yōu)選為100 (0.3 0.9) (10 40)，更優(yōu)選為 100 (0.4 0.8) (15 35)。所述回流反應的溫度優(yōu)選為90°C 120°C，更優(yōu)選為 100°C 120°C ；所述回流反應的時間優(yōu)選為Ih 5h，更優(yōu)選為池 4h。反應完畢后，將得到的反應混合物過濾，即可得到作為膠粘劑的乙烯基有機硅預聚體。在所述少膠云母帶中，所述膠粘劑占所述少膠云母帶的質(zhì)量百分數(shù)為5% 13%，優(yōu)選為7% 11%。本發(fā)明采用耐熱性較好的乙烯基有機硅樹脂為原料，以其經(jīng)過聚合后得到的乙烯基有機硅預聚體為膠粘劑，不僅與有機硅無溶劑浸漬漆的主體樹脂成分相似，與有機硅無溶劑浸漬漆具有良好的相容性，而且具有更好的機械性能和耐熱性能，得到的電機線圈結構具有良好的耐熱性和電氣絕緣性能。另外，本發(fā)明提供的少膠云母帶具有良好的柔軟性， 繞包線圈不掉粉、不分層，具有良好的繞包工藝性能。本發(fā)明還提供了一種少膠云母帶的制備方法，包括以下步驟將玻璃布浸漬膠粘劑溶液后與云母紙復合，烘干、去除溶劑后得到少膠云母帶，所述膠粘劑溶液為乙烯基有機硅預聚體溶液。按照上文所述的方法制備得到乙烯基有機硅預聚體后，向其中加入溶劑，得到膠粘劑溶液，所述膠粘劑溶液中，乙烯基有機硅預聚體的質(zhì)量濃度優(yōu)選為40% 50%。所述溶劑優(yōu)選為甲苯。將玻璃布按照本領域技術人員熟知的方法浸漬于所述膠粘劑溶液中，使玻璃布表
5面布滿膠粘劑溶液，然后將布滿膠粘劑溶液的玻璃布與云母紙按照本領域技術人員熟知的方法復合，使玻璃布與云母紙初步粘接。將初步粘接的玻璃布和云母紙置于烘箱中烘干，去除溶劑，得到具有三層結構的少膠云母帶。所述烘干的溫度優(yōu)選為90°C 120°C，更優(yōu)選為100°C 110°C。將所述烘干后的少膠云母帶按照本領域技術人員熟知的方法進行整形、收卷和分切處理后，得到少膠云母帶。對本發(fā)明制備的少膠云母帶進行性能測試，其厚度、單位面積質(zhì)量、云母定量、膠粘劑定量、拉伸強度、擊穿電壓等性能均與市售ISOLA有機硅少膠云母帶的性能相當，甚至具有更優(yōu)的拉伸強度和擊穿電壓。本發(fā)明提供的少膠云母帶與有機硅無溶劑浸漬漆具有良好的相容性，得到的電機線圈絕緣結構具有良好的耐熱性和電氣絕緣性能，可用于200級有機硅絕緣系統(tǒng)，滿足重載機車交流變頻牽引電機和高速動車變頻牽引電機的絕緣需求。實驗表明，本發(fā)明提供的少膠云母帶的云母定量達118g/m2，拉伸強度可達133N/10mm，擊穿電壓可達2. 3kV。本發(fā)明提供的少膠云母帶與ISOLA漆、瓦克H62漆和TJl 173有機硅無溶劑漆等有機硅無溶劑浸漬漆的相容性較好，組成的絕緣結構的常態(tài)介損不大于1.5%，18(TC介損不大于2.0%， 200°C介損不大于3. 0%，介電強度可達22. 5MV/m。為了進一步說明本發(fā)明，以下結合實施例對本發(fā)明提供的少膠云母帶及其制備方法進行詳細描述。以下各實施例中所用原料均為從市場上購得，其中，乙烯基有機硅樹脂為購自廣州得爾塔有機硅技術開發(fā)有限公司，型號為DT2020。實施例1將IOOg乙烯基有機硅樹脂加入到反應釜中，升溫至95°C后加入0. 5g過氧化二異丙苯和35g甲苯，繼續(xù)升溫至110°C，回流反應3. 5h，將得到的反應混合液過濾，得到乙烯基有機硅預聚體。向所述乙烯基有機硅預聚體中加入甲苯，得到乙烯基有機硅預聚體質(zhì)量濃度為 50%的膠粘劑溶液。實施例2將厚度為(0.040士0.005)mm、單位面積質(zhì)量為(33士3) g/m2的電工用無堿玻璃布浸漬實施例1制備的膠粘劑溶液，再與厚度為(0.075士0.01)mm、單位面積質(zhì)量為 (120士 10) g/m2的506型大鱗片云母紙復合，然后在100°C烘箱中烘干，除去溶劑后，整形、 收卷、分切后得到厚度為0. 12mm的少膠云母帶，其中，膠粘劑占所述少膠云母帶的質(zhì)量百分數(shù)為11%。對所述少膠云母帶進行性能檢測，結果參見表1，表1為本發(fā)明實施例2制備的少膠云母帶的性能參數(shù)。表1本發(fā)明實施例2制備的少膠云母帶的性能參數(shù)
權利要求
1.一種少膠云母帶，包括云母紙層、玻璃布層和膠粘層，所述云母紙層和所述玻璃布層通過所述膠粘層相粘接，所述膠粘層所用的膠粘劑為乙烯基有機硅預聚體，所述膠粘劑占所述少膠云母帶的質(zhì)量百分數(shù)為5% 13%。
2.根據(jù)權利要求1所述的少膠云母帶，其特征在于，所述乙烯基有機硅預聚體按照以下方法制備將乙烯基有機硅樹脂、引發(fā)劑和溶劑混合反應，得到乙烯基有機硅預聚體。
3.根據(jù)權利要求2所述的少膠云母帶，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。
4.根據(jù)權利要求2所述的少膠云母帶，其特征在于，所述溶劑為甲苯。
5.根據(jù)權利要求2所述的少膠云母帶，其特征在于，所述乙烯基有機硅樹脂、引發(fā)劑和溶劑的質(zhì)量比為100 (0.3 0.9) (10 40)。
6.根據(jù)權利要求2所述的少膠云母帶，其特征在于，所述反應的溫度為90°C 120°C， 所述反應的時間為ai 4h。
7.根據(jù)權利要求1所述的少膠云母帶，其特征在于，所述玻璃布層的厚度為0.025mm 0. 045mm，所述玻璃布的單位面積質(zhì)量為19g/m2 36g/m2。
8.根據(jù)權利要求1所述的少膠云母帶，其特征在于，所述云母紙層的厚度為0.05mm 0. 11mm，所述云母紙的單位面積質(zhì)量為90g/m2 170g/m2。
9.一種少膠云母帶的制備方法，包括以下步驟將玻璃布浸漬膠粘劑溶液后與云母紙復合，烘干、去除溶劑后得到少膠云母帶，所述膠粘劑溶液為乙烯基有機硅預聚體溶液。
10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述乙烯基有機硅預聚體按照以下方法制備將乙烯基有機硅樹脂、引發(fā)劑和溶劑混合反應，得到乙烯基有機硅預聚體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種少膠云母帶，包括云母紙層、玻璃布層和膠粘層，所述云母紙層和所述玻璃布層通過所述膠粘層相粘接，所述膠粘層所用的膠粘劑為乙烯基有機硅預聚體，所述膠粘劑占所述少膠云母帶的質(zhì)量百分數(shù)為5％～13％。本發(fā)明還提供了一種少膠云母帶的制備方法，包括以下步驟將玻璃布浸漬膠粘劑溶液后與云母紙復合，烘干、去除溶劑后得到少膠云母帶，所述膠粘劑溶液為乙烯基有機硅預聚體溶液。本發(fā)明以乙烯基有機硅預聚體為膠粘劑，其與有機硅無溶劑浸漬漆的主體樹脂成分相似，因此，與有機硅無溶劑浸漬漆相容性較好，得到的電機線圈絕緣結構具有良好的耐熱性和電氣絕緣性能，可滿足有機硅200級絕緣系統(tǒng)的要求。
文檔編號C09J183/07GK102254650SQ20111007933
公開日2011年11月23日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者何碧波, 李強軍, 李鴻巖, 衷敬和, 陳子榮 申請人:株洲時代電氣絕緣有限責任公司