Способ получения электроизоляционного слоистого материала Советский патент 1993 года по МПК H01B3/00 C08J5/06 B32B31/22 

СО

о

со

Использование: для создания электроизоляционных слоистых пластиков высоковольтного и высокочастотного назначения. Сущность изобретения: способ получения электроизоляционного слоистого материала включает пропитку ткани на основе комбинированных скрученных стеклопо- лиэфирных нитей в соотношении полиэфирная нить : стеклянная нить 10-60 : 40-60 мас.%. термореактивным полимерным связующим, сушку и прессование, причем используют полиэфирные нити, предварительно подвергнутые термофиксации с усадкой 0;1-6,0%. скрученные со стеклянными нитями, обработанные прямым замзс- ливателем, а прессование проводят при температуре 150-170°С и давлении 1.5-6.0 МПа. 1 табл. ел

Изобретение относится к созданию электроизоляционных слоистых пластиков высоковольтного и высокочастотного назначения.

Задача изобретения решается в способе получения электроизоляционных материалов, включающем пропитку термореактивным полимерным связующим ткани на основе комбинированных скрученных стек- лополиэфирных нитей в соотношении полиэфирная нить : стеклянная нить (10-60) :

(40-90)мас.%. сушкуи прессование используют ткань с полиэфирными нитями, предварительно повергнутые термофиксации с усадкой от 0.1 до 6.0 % и стеклянными нитями, обработанными прямым замасливате- лем, и прессование проводят при температуре 150-170°С и давлении 1.5-6.0 МПа.

Эффект достигается за счет того, что в процессе формования пластика при температурах 150-170°С и давлении 1.5 6.0 МПа

ы

полимерные нити способны размягчаться и деформироваться, заполняя пустоты, образованные переплетением упругих стеклони- тей. Полиэфирные нити (полизтилентереф- талатные) имеют близкие по величине усадки с полимерными связующими, а также обладают способностью к химическим и полярным межмолекулярным связям по связующим.

Кроме того, в предлагаемом техническом решении применяется стекловолокно на прямом замасливателе, что дает возможность исключить операцию удаления декстринового замасливателя путем промывки ткани в воде при температуре 65°С. Также применение прямого замасливателя позволяет улучшить адгезию полимерного связующего к наполнителю и, следовательно, ведет к повышению уровня электрических свойств особенно в условиях повышенной влажности.

Наполнитель представляет собой стек- лополиэфирную ткань полотняного плетения с поверхностной плотностью 150-220 г/м2, с круткой 50-150 круток/м. Соотношение полиэфирных и стеклянных нитей (10 - 60) : (40-90) мас.%. Комплексная нить в ткани содержит 10-60 мас.% предварительно термофиксированных при 220-240°С полиэфирных нитей с усадкой 0.1 - 6.0% (ТУ6-06-487-75 и ТУ 6 06С-138-83) .на 40-90 мас.% стеклянных нитей (ТУ6-19- 313-86), обработанных прямым замаслива- телем ( регламент N 533, утв. 1973 м.) следующего состава мае.ч:

Политерпены2,0-4,0 Дициандиамидформальдегидная смола .1.5-2,5 Пластификатор 1.5-2,5 Эмульгатор 0,9-1.5 Полиэтиленгликоль 0,5-0.9 АГМ-9 0.4 ГВС-9 0.5 Диаметр полиэфирной нити - 0.09 мм, диаметр стеклянной нити -0,19-0.21 мм.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1 (прототип), Ткань представ- ляет собой взаимно скрученные полиэфирные и стеклянные нити со степенью крутки 100 кручений/м и усадкой полиэфирной нити 9 %, соотношение стеклянных и полиэфирных нитей 70 : 30 (мас.%). На стеклянную нить перед ткачеством был нанесен декстриновый замасливатель. Ткань перед пропиткой промывали в горячей (65°С) воде, при этом удалялось 30 % замасливателя.

Далее ткань пропитывали связующим. Связующее изготавливается из 100 мае.ч.

эпоксидной смолы ЭД-16 (ГОСТ 10587-84). 50 мае.ч сурьмы (ТУ6-09.3267--84), 100 мае.ч. поливинилхлорида суспензионного (ГОСТ 14332-78Е), 82 мае.ч. аддукта малеинового

ангидрида и метилциклопентадиена (ГОСТ 11153-80), 90 мае.ч бутадиенакрилонит- рильного каучука (ТУ 38.403-71-87). 1 мае.ч. 2,4,5-трис (диметиламинометил) фенола (ТУ6-09-4136-75), 0,5 мае.ч. антиоксиданта

(входит в состав каучука).

Пропитанную и высушенную при 100°С в течение 15 мин ткань нарезали на листы размером 400 х 400 мм и собирали в пакет, состоящий из 1 листа пропитанной ткани и

листа медной фольги толщиной 5 мкм (ТУ 48-1414-86). Прессование вели на гидравлическом прессе при температуре 145°С и удельном давлении 1,24 МПа в течение 40 мин.

П р и м е р 2. Тканый наполнитель, состоящий из 50 мас.% стеклянной нити и 50 мас.% термофиксированной полиэфирной нити, с усадкой 2% (опытные партии комбинированной ткани) пропитывали ма пропиточной машине эпоксидно-фенолфор- мальдегидным связующим (марки ИФ-1 /ЭП по СТП И37-41-87 ПО Электроизолит). Лак ИФ-1 /ЭП изготавливается на основе 65 мас.% эпоксидной смолы ЭД-16 (ГОСТ

10587-84) и 35 мас.% фенолформальдегид- ной смолы резольного типа марки ФЛ-5111 (ТУ 16-503.035-75) в качестве растворителя используется спирто-толуольная смесь в соотношении 35 : 65 мас.% соответственно.

Пропитанный наполнитель сушили При температуре 100°С в течение 24 мин. Пропитанная ткань содержала 40 мас.% связующего. Ткань нарезали на листы размером 190 х 120 мм, собирали в пакет из 20 слоев

и прессовали на гидравлическом прессе при температуре 160°С и удельном давлении 4,0 МПа в течение 80 мин.

П р и м е р 3, Тканый материал на основе 85 мас;% стеклянной нити и 15 мас.% термофиксированной полиэфирной нити с усадкой 6% (опытные парти комбинированной ткани) пропитывали связующим, содержащим 70 мас.% эпоксидной смолы ЭД-22 (ГОСТ 10587-84) и 30 мас.% фенолформальдегидной смолы марки ФЛ-5111 (ТУ 16- 503.035-75) на пропиточной машине со скоростью 1,2 м/мин при температуре 110°С в течение 20 мин, содержание связующего составляло 42 мас%. Пропитанную

ткань нарезали на листы размером 190 х 120 мм. собирали в пакет из 18 листов и прессовали на гидравлическом прессе при 160°С и удельном давлении 3.0 МПа в течение 80 мин.

П р и м е р 4. Тканый материал на основе 70 мас.% стеклянной нити и 30 мас;% тер- мофиксированной полиэфирной нити с усадкой 0,1% (ЭЗ/ПЭ-165-39 ТУ 6-48- 5786902-62-90) пропитывали связующим, состоящим из 65 мас;% эпоксидной смолы марки ЭД-16 (ГОСТ 10587-84) и 35 мас;% анилинофенолформальдегидной смолы марки СФ-340 (ГОСТ 18694-80) на пропиточной машине со скоростью 0,8 м/мин при температуре 95°С в течение 30 мин, содержание связующего составляло 38 мас.%. Пропитанную ткань нарезали на листы размером 400 х 400 мм и помещали в виде пакета из 16 листов между плитами пресса. Прессование вели при температуре 170°С и удельном давлении 1,5 МПа в течение 50 мин. Затем пресс охлаждали до 30°С и образцы извлекали из пресса.

П р и м е р 5. Ткань, содержащую 90 мас.% стеклянной нити и 10 мас.% термо- фиксированной полиэфирной нити с усадкой 4% (опытные партии комбинированной ткани) пропитывали фенолформальдегид- ным лаком марки ФЛ 5111 (ТУ 16-503.035-75) на пропиточной машине со скоростью 1 м/мин при температуре 95°С в течение 24 мин,содержание связующего составляло 38 мас.%. Пропитанную ткань нарезали на листы размером 100 х 100 мм. собирали в пакет из 50 листов и прессовали на гидравлическом прессе при 150°С и удельном давлении 6,0 МПа а течение 90 мин. Затем пресс охлаждали до 30°С. образцы извлекали из пресса.

П р и м е р 6. Ткань, состоящую из 40 мас.% стеклянной нити и 60 мас.% термо- фиксированной полиэфирной нити с усадкой 1,5%, пропитывали на машине связующим со скоростью 1.5 м/мин при температуре 115°С в течение 16 мин. Связующее состоит из спирто-ацетонотолуольно- го раствора (соотношение растворителей 15 : 15 : 70 соответственно) эпоксидной смолы ЭД-22 (ГОСТ 10587-84) 70 мас.% и фенол- формальдегидной смолы марки ФЛ-5 1.11 (ТУ 16-503.035-75)30 мас.%. Пропитанная ткань содержала 50 мас.% связующего. Ткань нарезали на листы размером 150 х 100 см. Собирали в пакет из 15 листов и прессовали в вакуумном прессе при температуре 120°С в течение 20 мин, затем при 165°С в течение 60 мин при удельном давлении 2,0 МПа.

П р и м е р 7. Ткань, пропитанную по примеру 6, нарезали на листы размером 120 х 120 мм, собирали в пакет из 8 листов, в качестве поверхностных слоев с обеих сторон применяли медную фольгу (ТУ 48-7-3885) толщиной 50 мкм. Прессование проводили при температуре 160°С в течение 90 мин при удельном давлении 6,0 МПа.

ПримерЗ. Комбинированную ткань,

состоящую из стеклянных и нетермофикси- рованных полиэфирных нитей с усадкой 7%, пропитывали, сушили и прессовали по примеру 2. После пропитки ткань из-за большой усадки нетёрмофиксированного полиэфира

имела ярко выраженные гофры. Это затрудняло технологическую переработку ее: нарезку, сборку пакетов. Готовый пластик имеет повышенное коробление. Причиной являются, вероятно, высокие остаточные

напряжения, возникающие в процессе от- верждения из-за большой разницы усадок полимерного связующего, полиэфирного волокна и стеклянного волокна. Это, в свою очередь, приводит к снижению электрических свойств полученного материала.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 2, однако прессование вели при 145°С и удельном давлении 6 МПа. При этой температуре

прессования полиэфирная нить не размягчается и ведет как стеклянное волокно, что характеризуется снижением свойств.

ПримерЮ. Аналогично примеру 2, но прессование проводили при температуре

175°С. При температуре 175°С имеет место значительное размягчение и вытекание полиэфирного волокна, что приводит к образованию дефектов (пустот, трещин) в слоистом материале.

П р и м е р 11. Аналогично примеру 2, но удельное давление прессования - 1,2 МПа. Давление прессования - ниже 1,5 МПа, не обеспечивает достаточного уплотнения.

П р и м е р 12. Как в примере 2, но удельное давление прессования 7 МПа. Давление, превышающее 6 МПа, ведет к чрезмерному вытеканию смолы, образуются оголенные дефектные места.

П р и м е р 13. По примеру 2, но на стеклянную нить перед ткачеством был нанесен декстриновый замасливатель.

П р и м е р 14. По примеру 2, но использовали нетермофиксированные полиэфирные нити.

Пример 15. Ткань пропитывали и сушили аналогично примеру 1.

Пропитанную и высушенную ткань нарезали на листы размером 400 х 400 мм и

собирал и в пакет из 20 листов. Прессование вели на гидравлическом прессе при температуре 145°С и удельном давлении 1,24 МПа в течение 90 мин.

П р и м е р 16. Ткань, состоящую из 70. мас.% стеклянной нити и 30 мас.% термофиксированной полиэфирной нити, с усадкой 0.1 %, пропитывали связующим, описанным в примере 1. Пропитанную ткань сушили при ТОО°С в течение 15 мин, нарезали на листы размером 400 х 400 мм. Нарезанную ткань собирали в пакет, состоящий из одного листа пропитанной ткани и листа медной фольги толщиной 5 мкм (ТУ 48- 1414-86). Прессование вели на гидравлическом прессе при температуре 155°С и удельном давлении 4 МПа в течение 40 мин.

Свойства пластиков, полученных по примерам 1-16. приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность получить слоистый пластик с повышенными электрическими характеристиками, особенно длительной электрической прочностью, а также дает возможность исключить операцию удалеСвойства слоистых пгастикоа

Пробивное напряжение па- рлплепьно слоям п трансформаторном млело при

аосс. xew.

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц поспе кондиционирования в условиях Д u/23 С/пистиллировэн- мля вода Диэгектримескзя прони 5

65

60

40

65 40 35 35

35

$ 50 4о 60

0,035 0,022 0,034 0,030 О.ОЗЬ 0,020 0,022 0,040 0.048 0,01(0 О,МО 0, 0.032 0,03 0;033 0,033

ния декстринового замасливателя, что снижает себестоимость готового материала. Формула изобретения Способ получения электроизоляционного слоистого материала, включающий пропитку термореактивным полимерным связующим ткани на основе комбинированных скрученных стеклополиэфирных нитей в соотношении, мас.% полиэфирная нить :

стеклянная нить 10-60: 40-90, сушку и прессование, отличающийся тем, что, с целью повышения электрических характеристик, преимущество повышения устойчивости материала к воздействию высокого

напряжения, и обеспечения длительной электрической прочности, используют ткань с полиэфирными нитями, предварительно подвергнутыми термофиксации с усадкой от 0.1 до 6% и со стеклянными нитями, обработайными прямым замасливателем, и прессование проводят при температуре 150-170°С и давлении 1.5-6.0 МПа.

40

65 40 35 35

35

$ 50 4о 60