本發(fā)明屬于電機(jī)的絕緣材料領(lǐng)域，尤其涉及一種納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶及其制備方法。
背景技術(shù)：
：將中、高壓電機(jī)的主絕緣厚度進(jìn)行減薄，具有增加槽利用率、增大電機(jī)容量、提高主絕緣散熱能力、減少定子線棒溫差、降低過熱對(duì)絕緣材料的老化損壞、改善電機(jī)導(dǎo)熱性、縮小電機(jī)尺寸、大大減少銅材使用量和降低機(jī)械損耗、絕緣層容易被浸漬樹脂浸透、提高整體絕緣體系的性能等優(yōu)點(diǎn)。因此，減薄中、高壓電機(jī)的主絕緣厚度是代表電機(jī)絕緣系統(tǒng)技術(shù)水平和發(fā)展方向。目前6kv電機(jī)定子線圈的單邊絕緣厚度已經(jīng)由1.5mm減至1.3mm，10kv電機(jī)定子線圈的單邊絕緣厚度已經(jīng)由2.5mm減至2.1mm，但在此基礎(chǔ)上將主絕緣厚度進(jìn)一步減薄，僅通過提高云母紙的定量、減少補(bǔ)強(qiáng)材料的含量等方法，其效果不太理想。需要研究一種新的方式來進(jìn)一步減薄主絕緣厚度。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上
背景技術(shù)：
中提到的不足和缺陷，提供一種納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，為層狀結(jié)構(gòu)，由上至下，主要由補(bǔ)強(qiáng)材料層、膠粘劑層和云母紙層構(gòu)成，所述補(bǔ)強(qiáng)材料層為納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布。上述的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，優(yōu)選的，所述納米粒子為al2o3和sio2所述al2o3和sio2的質(zhì)量比為(10-30)：(90-70)；所述納米粒子在云母帶中的質(zhì)量含量為5％-10％；采用兩種粒子同時(shí)使用二種納米粒子復(fù)合改性，既能使產(chǎn)品有良好的導(dǎo)熱性能，又能保證在生產(chǎn)過程中不容易出現(xiàn)沉淀。上述的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，優(yōu)選的，所述電工無堿玻璃布定量為20g/m2-24g/m2；所述云母紙層為507型非煅燒云母紙，其云母定量為150g/m2-165g/m2。所述定量是指單位面積的質(zhì)量，單位為g/m2，與密度相當(dāng)。上述的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，優(yōu)選的，所述膠粘劑層為環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂型號(hào)為f51、f44、e51、e44和e20中的一種或者多種；所述膠粘劑層在云母帶中的質(zhì)量含量≤10％。選擇環(huán)氧樹脂作為膠粘劑層是基于環(huán)氧樹脂具有良好相溶性、優(yōu)異電氣性能以及優(yōu)良的粘合性能，這是其他膠粘劑所難以達(dá)到的技術(shù)效果。上述的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，優(yōu)選的，所述云母帶厚度為0.11mm-0.15mm。作為一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的制備方法，包括以下步驟：(1)脫除電工無堿玻璃布表面的浸潤(rùn)劑，然后將該電工無堿玻璃布浸漬于硅烷偶聯(lián)劑中，得到表面預(yù)處理的電工無堿玻璃布。(2)將步驟(1)得到的表面預(yù)處理的電工無堿玻璃布采用單面擦膠方式均勻涂覆低固體含量的膠粘劑，烘干，然后在55℃-65℃溫度下(熔融狀態(tài)下)，在電工無堿玻璃布的上膠面均勻涂覆納米粒子，即得到納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布；采用低固體含量的樹脂便于將納米粒子均勻涂覆玻璃布上，同時(shí)還不會(huì)出現(xiàn)反粘現(xiàn)象。(3)將所述納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布覆有納米粒子的一面涂覆高固體含量的膠粘劑，涂膠完成后，在納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布上得到一層膠粘劑層；采用涂覆高固體含量樹脂便于將云母紙粘接在已經(jīng)涂覆納米粒子的電工無堿玻璃布，使之不出現(xiàn)分層、脫落現(xiàn)象。(4)在膠粘劑層上平鋪云母紙，烘干，收卷分切成品，即得到納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶。上述的制備方法，優(yōu)選的，所述低固體含量膠粘劑是指固體含量為3％-8％的環(huán)氧樹脂，所述高固體含量膠粘劑是指固體含量為15％-25％的環(huán)氧樹脂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，在線圈vpi真空浸漬過程中，納米粒子間容易形成毛細(xì)現(xiàn)象，浸漬樹脂容易滲入云母紙中，增加線圈絕緣層樹脂含量，使絕緣層的整體性增強(qiáng)，從而提高線圈電氣性能，其電氣性能較普通少膠云母帶提高10％，可以應(yīng)用于單面絕緣厚度為1.0mm的6kv電機(jī)和單面絕緣厚度為1.8mm的10kv電機(jī)的主絕緣中。(2)本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，通過納米粒子改性處理電工無堿玻璃布，在一定程度上起到阻止玻璃布在繞包過程中裂紋擴(kuò)大作用，從而提高云母帶拉伸強(qiáng)度，使云母帶能夠承受更大的繞包張力，有利于云母帶繞包，使線圈絕緣層結(jié)構(gòu)緊密。(3)本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，表面處理電工無堿玻璃布后，涂覆低固體含量，在熔融狀態(tài)下涂覆納米粒子，可以解決納米粒子團(tuán)聚，使納米粒子能均勻地涂覆在玻璃布上，同時(shí)還能解決納米粒子的掉粉現(xiàn)象。(4)本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，由于納米粒子表面較大，涂膠后，納米粒子與電工無堿玻璃布、云母紙形成較大接觸面，具有良好粘合性能，同時(shí)，由納米粒子間毛細(xì)現(xiàn)象，膠粘劑容易滲入納米粒子層，使納米粒子、電工無堿玻璃布和云母紙形成一個(gè)整體，所以電工無堿玻璃布經(jīng)納米無機(jī)粒子處理后，解決了云母帶復(fù)合效果差和分層等問題。附圖說明圖1是本發(fā)明涉及的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶斷面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記：1、補(bǔ)強(qiáng)材料層；2、膠粘劑層；3、云母紙層。具體實(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本文發(fā)明做更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體實(shí)施例。除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市場(chǎng)購(gòu)買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。實(shí)施例1：一種本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，其斷面結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶為層狀結(jié)構(gòu)，由上至下，主要由補(bǔ)強(qiáng)材料層1、膠粘劑層2和云母紙層3構(gòu)成；其中，補(bǔ)強(qiáng)材料層1為納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布，納米粒子為質(zhì)量比20：80的al2o3和sio2混合物，納米粒子在云母帶中的質(zhì)量含量為8％，電工無堿玻璃布定量為22g/m2；云母紙層3為507型非煅燒云母紙，其云母定量為160g/m2；膠粘劑層2為e-44、e-20和f-51混合環(huán)氧樹脂層，膠粘劑層2在云母帶中的質(zhì)量含量為8％；該云母帶厚度為0.15mm。本實(shí)施例的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的制備方法，包括以下步驟：(1)通過化學(xué)方法脫除電工無堿玻璃布表面的浸潤(rùn)劑，然后將該電工無堿玻璃布浸漬于硅烷偶聯(lián)劑中，得到表面預(yù)處理的電工無堿玻璃布；(2)將1425kg甲苯加入反應(yīng)釜中，升溫至110℃，將50kg的e-44環(huán)氧樹脂、30kg的e-20環(huán)氧樹脂、20kg的f-51酚醛環(huán)氧樹脂加入反應(yīng)釜中，在110℃下攪拌30min，冷卻至60℃，加入475kg丙酮，配制成固體含量為5％的低固體含量膠粘劑；(3)將265kg甲苯加入反應(yīng)釜中，升溫至110℃，將50kg的e-44環(huán)氧樹脂、30kg的e-20環(huán)氧樹脂、20kg的f-51酚醛環(huán)氧樹脂加入反應(yīng)釜中，在110℃下攪拌30min，冷卻至60℃，加入87kg丙酮，配制成固體含量為22％的高固體含量膠粘劑；(4)將16kg的al2o3和64kg的sio2加入高速攪拌機(jī)，攪拌1h；(5)將步驟(1)得到的表面預(yù)處理的電工無堿玻璃布采用單面擦膠方式均勻涂覆步驟(2)得到的固體含量為5％的低固體含量膠粘劑，烘干；(6)將步驟(5)得到的涂覆低固體含量膠粘劑的電工無堿玻璃布在(60±5)℃溫度下，均勻涂覆步驟(4)得到的混合納米粒子，即得到納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布；(7)將步驟(6)的所述納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布覆有納米粒子的一面涂覆步驟(3)得到的固體含量為22％的高固體含量膠粘劑，涂膠完成后，在納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布上得到一層膠粘劑層；(8)在膠粘劑層上平鋪云母紙，烘干，收卷分切成品，即得到納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶。實(shí)施例2：一種本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶，其斷面結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶為層狀結(jié)構(gòu)，由上至下，主要由補(bǔ)強(qiáng)材料層1、膠粘劑層2和云母紙層3構(gòu)成；其中，補(bǔ)強(qiáng)材料層1為納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布，納米粒子為質(zhì)量比30：70的al2o3和sio2混合物，納米粒子在云母帶中的質(zhì)量含量為8％，電工無堿玻璃布定量為22g/m2；云母紙層3為507型非煅燒云母紙，其云母定量為155g/m2；膠粘劑層2為e-44和e-20混合環(huán)氧樹脂層，膠粘劑層2在云母帶中的質(zhì)量含量為7.5％；該云母帶厚度為0.14mm。本實(shí)施例的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的制備方法，包括以下步驟：(1)通過物理方法脫除電工無堿玻璃布表面的浸潤(rùn)劑，然后將該電工無堿玻璃布浸漬于硅烷偶聯(lián)劑中，得到表面預(yù)處理的電工無堿玻璃布；(2)將1425kg甲苯加入反應(yīng)釜中，升溫至110℃，將70kg的e-44環(huán)氧樹脂、30kg的e-20環(huán)氧樹脂加入反應(yīng)釜中，在110℃下攪拌30h，冷卻至60℃，加入475kg丙酮，配制固體含量為5％的低固體含量膠粘劑；(3)將265kg甲苯加入反應(yīng)釜中，升溫至110℃，將70kg的e-44環(huán)氧樹脂、30kg的e-20環(huán)氧樹脂加入反應(yīng)釜中，在110℃下攪拌30h，冷卻至60℃，加入87kg丙酮，配制成固體含量為22％的高固體含量膠粘劑；(4)將24kg的al2o3和56kg的sio2加入高速攪拌機(jī)，攪拌1h；(5)將步驟(1)得到的表面預(yù)處理的電工無堿玻璃布采用單面擦膠方式均勻涂覆步驟(2)得到的固體含量為5％的低固體含量膠粘劑，烘干；(6)將步驟(5)得到的涂覆低固體含量膠粘劑的電工無堿玻璃布在(60±5)℃溫度下，均勻涂覆步驟(4)得到的納米粒子，即得到納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布；(7)將步驟(6)的納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布覆有納米粒子的一面涂覆步驟(3)得到的固體含量為22％的高固體含量膠粘劑，涂膠完成后，在納米粒子改性處理的電工無堿玻璃布上得到一層膠粘劑層；(8)在膠粘劑層上平鋪云母紙，烘干，收卷分切成品，即得到納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶。將上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中得到的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的性能和普通環(huán)氧少膠云母帶(玻璃布浸膠粘劑后，云母紙直接平鋪玻璃布上)的性能對(duì)比，具體數(shù)據(jù)見表1、表2所示。將實(shí)施例1和實(shí)施例2中得到的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶和普通環(huán)氧少膠云母帶應(yīng)用于6kv線圈和10kv線圈的絕緣結(jié)構(gòu)電氣性能進(jìn)行對(duì)比，具體數(shù)據(jù)見表3和表4。表1實(shí)施例1中的納米環(huán)氧少膠粉云母帶與普通環(huán)氧少膠粉云母帶對(duì)比項(xiàng)目普通環(huán)氧少膠云母帶納米環(huán)氧少膠云母帶厚度，mm0.130.15云母帶含量，g/m2158160玻璃布含量，g/m22222膠粘劑含量，g/m27.68揮發(fā)物，％0.830.73介電性能，mv/m23.7826.76拉伸強(qiáng)度，n/10mm117.8131.8從實(shí)施例1得到的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶性能與普通環(huán)氧少膠云母帶性能的對(duì)比，可以看出本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶介電性能和拉伸強(qiáng)度比普通環(huán)氧少膠云母帶的介電性能和拉伸強(qiáng)度高出10％以上。表2實(shí)施例2中的納米環(huán)氧少膠粉云母帶與普通環(huán)氧少膠粉云母帶對(duì)比項(xiàng)目普通環(huán)氧少膠云母帶納米環(huán)氧少膠云母帶厚度，mm0.130.14云母帶含量，g/m2158155玻璃布含量，g/m22222膠粘劑含量，g/m27.67.5揮發(fā)物，％0.830.67介電性能，mv/m23.7826.15拉伸強(qiáng)度，n/10mm117.8129.58從實(shí)施例2得到的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶性能與普通環(huán)氧少膠云母帶性能的對(duì)比，可以看出本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的介電性能和拉伸強(qiáng)度比普通環(huán)氧少膠云母帶的介電性能和拉伸強(qiáng)度高出10％上。表3納米環(huán)氧少膠粉云母帶與普通環(huán)氧少膠粉云母帶在6kv線圈絕緣結(jié)構(gòu)性能對(duì)比表3為用實(shí)施例1和實(shí)施例2得到的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶繞包6kv線圈與用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包6kv線圈的電氣性能的對(duì)比，從表3中可以看出本發(fā)明的用納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的繞包6kv線圈的介質(zhì)損耗較用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包6kv線圈的介質(zhì)損耗低，用本實(shí)施例的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶繞包6kv線圈的擊穿電壓高于用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包6kv線圈的擊穿電壓10％左右；由此可見，用本發(fā)明的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶繞包6kv線圈的電氣性能要好于用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包6kv線圈的電氣性能。表4納米環(huán)氧少膠粉云母帶與普通少膠粉云母帶在10kv線圈絕緣結(jié)構(gòu)性能對(duì)比表4為用實(shí)施例1和實(shí)施例2得到的納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶繞包10kv線圈與用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包10kv線圈的電氣性能的對(duì)比，從表4中可以看出用納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的繞包10kv線圈的介質(zhì)損耗較用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包10kv線圈的介質(zhì)損耗低；用納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶的繞包10kv線圈的擊穿電壓高于用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包10kv線圈的擊穿電壓10％左右；表明用納米環(huán)氧玻璃少膠粉云母帶繞包10kv線圈的電氣性能好于用普通環(huán)氧少膠云母帶繞包10kv線圈的電氣性能。本發(fā)明采用納米改性環(huán)氧玻璃少膠云母帶制造6kv、10kv級(jí)高壓電機(jī)中定子電磁線圈主絕緣結(jié)構(gòu)，其單邊絕緣結(jié)構(gòu)厚度為6kv線圈單邊絕緣厚度為1.0mm，10kv線圈單邊絕緣厚度為1.8mm，定子電磁線圈絕緣結(jié)構(gòu)的電氣性能指標(biāo)達(dá)到j(luò)b/t50132-1999《中型高壓電機(jī)定子線圈成品產(chǎn)品質(zhì)量分等》規(guī)定的一等品要求。當(dāng)前第1頁(yè)12