Электроизоляционный материал и способ его изготовления Советский патент 1977 года по МПК H01B17/60 

1

Изобретение относится к электроизоляционным материалам, в частности слоистым.

Известные слоистые материалы на основе стеклотканей, например стеклотекстолиты, обладают высокими механическими свойствами, но Недостаточно высокой электрической прочностью, а материалы на основе стеклобумаги - высокой электрической прочностью и недостаточно высокой механической прочностью.

Для обеспечения высоких электрических свойств, например, пазовой изоляции ротора турбогенератора применяются композиционные фасонные листовые материалы, в которых между слоями пропитанной стеклоткани прокладывается несколько слоев стеклослюдинитовой или асбестовой бумаги. Однако стеклослюдинит осыпается при укладке н обламывается на краях, а готовый слоистый материал имеет тенденцию к растрескиванию и расслоению на границе разнородных материалов. Материал, содержащий асбестовую бумагу, имеет недостаточно высокую электрическую прочность.

Известен также -слоистый материал, содержащий отдельные слои стеклобумаги и слои стеклоткани. Недостатками этого материала являются пониженная нагревостойкость вследствие применения хлопковых волокон в составе бумаги (не менее 15% от состава бумаги) Н пониженная влагостойкость. Кроме того, в процессе пропитки стеклянной бумаги, имеющей невысокую механическую црочность бумага часто рвется, скорость пропитки низкая, вследствие чего снижается производительность труда. Применение стеклянной бумаги без хлопкового волокна повышает нагрево- и влагостойкость бумаги, но так резко ее прочность, что пропитка представляет собой исключительно сложную задачу. Целью изобретения является повып1ение электрофизических свойств материала и технологичности его изготовления. Это достигается тем, что в предлагаемом электроизоляционном материале, содержащем чередующиеся пропитанные слои непрерывного стекловолокна и бумаги, между указанными слоями расположен слой, образованный непрерывным стекловолокном п внедренной в ячейки между

стекловолокнами волокнистой массой бумаги. Такой материал изготавливают путем совмещения волокнистой массы во время ее отлива с непрерывным стекловолокном, обработанным водным раствором проклеивающего

состава, с последующей пропиткой полученного материала связующим и формованием.

Применение предложенного электроизоляционного материала в электротехнике, например для деталей турбо- и гидрогенераторов и

других электрических мащин, позволяет повысить электрофизические характеристики, в особенности электрическую прочность и tg б, по сравнению с аналогичными изделиями на основе стеклотканного наполнителя, а также нагревостойкость и разрывную прочность по сравнению с изделиями из стеклобумаги и комбинированных материалов на основе стекло- или асбобумаги и стеклоткани.

Использование предлагаемого способа получения электроизоляционного материала позволяет повысить производительность на некоторых этапах технологического процесса, например пропитки, за счет повышения скорости процесса пропитки, а также уменьшить бра.к от обрывности. Это объясняется тем, что в процессе пропитки получаемого на бумагоделательных машинах сдублированного волокнистого материала органическими или неорганическими связующими разрывные усилия воспринимаются подложкой и прочность бумаги не играет роли.

Пример 1. (А) В ролл загружают 4 кг 1итапельного стеклянного волокна, 0,5 кг асбестового волокна и 0,1 кг штапельиого волокна поливинилового спирта, массу перемешивают и проклеивают дивинилметияметакрилатом в количестве 5-7% от веса сухого

волокна. Проклеенная волокнистая масса поступает на круглосеточную машину. Стеклоткань ic отдающего устройства поступает в ванну, где она обрабатывается водным раствором крахмала 1,5%-ной концентрации. Обработанная таким образом стеклоткань проходит систему валков и совмещается с отформованной на сукне бумагоделательной машины мокрой волокнистой бумажной массой.

Совмещенный материал проходит нрессующее и сушильное устройство бумагоделательной машины и сушится при 80-150°С. Высушенный материал поступает на приемный барабан.

(Б) Полученный материал пропитывают эпоксидной смолой ЭД-16 на вертикальной пропиточной машине, затем нарезают на куски, собирают в пакеты и (В) прессуют при 160°С с удельным давлением 40-50 кг/см ;

время выдержки 20 мин/мм толщины листа. Ползченные образцы были испытаны в сравнении с образцами слоистого пласти-ка, полученного путем переслой-ки пропитанных листов стеклоткани и стеклобумаги, взятых в

соотношениях 1:1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Характеристики

Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см

Длительные рабочие температуры не более, °С

Тангенс угла диэлектрических потерь при 50 Гц

Электрическая прочность, кВ/мм

Технологичность

а)при пропитке

б)при сборке пакетов

Пример 2. Стадии (А) и (Б) как в примере 1. Пропитанный материал оборачивают вокруг специального дорна, укладывают в пресс-форму и прессуют в угловом прессе при верхнем давлении 25 кг/см и боково.м давлении 35 кг/см. Получают пазовую коробку ротора турбогенератора.

Коробку испытывали напряжением 10 кВ в течение 5 мин и далее поднимали напряжение до 20 кВ. Пробоя при 20 кВ не происходило. Испытательное напряжение но ТУ на коробки 8 кВ.

Пример 3. В ролл загружают 8 кг асбестового волокна, размалывают до длины волокна по прибору Иванова 3,0-3,5 г, перемешивают и проклеивают дивинилметакрилатом в количестве 5-7% от веса сухого воСтеклопластик, полученный путем переслойки ткани и стеклобумаги, содержащей хлопок

3200-3400

2800-3200

105

155 0,003-0,005

0,03-0,07

32-35 32-35

Однократная пропитка

еобходи.ма пропитка ткани и бумаги отдельно Без переслойки Необходима перес.аойка листов ткани и бумаги

локна. Проклеенная волокнистая масса поступает на круглосеточную бумагоделательную машину. Стеклоткань с отдающего устройства поступает в ванну, где она обрабатывается водным раствором крахмала 1,5%-ной концентрации или раствором поливинилового спирта

3%-ной концентрации. Отработанная таким образом стеклоткань из ванны проходит систему валков и совмещается с отформованным на сукне бумагоделательной машины мокрым асбестовым полотном (бумагой). Совмещенный материал проходит прессующее и сушильное устройство бумагоделательной машины и сушится при 80-150°С. Высушенный материал поступает на приемный барабан. Полученный материал пропитывают на вертикальной пропиточной машине фенольноформальдегидным лаком ИФ. Пропитанный и высушенный при 90°С в течение 30 мин материал содержит 40-45 вес. % связующего. Этот материал нарезают на отрезки определенного размера, собирают в пакеты и прессуют при 150-160°С с удельным давлением 40-60 кг/см из расчета выдержки 5 мин/мм.

Формула изобретения

электрофизических свойств и технологичности изготовления, между указанными слоями расположен слой, образованный непрерывным стекловолокном и внедренной в ячейки между стекловолокнами волокнистой массой бумаги.

2. Способ изготовления электроизоляционного материала по п. 1, заключающийся в совмещении волокнистой массы во время ее отлива с непрерывным стекловолокиом, обработанным водным раствором проклеивающего состава, пропитке полученного матернала связующим и формовании.