Спосіб виготовлення композиційного електроізоляційного матеріалу

1 Спосіб виготовлення композиційного електроізоляційного матеріалу, при якому слюдопапір суміщають з полімерною плівкою та склотканиною, який відрізняється тим, що формують заготівку електроізоляційного матеріалу шляхом нанесення на полімерну плівку зв'язуючого у вигляді клейової композиції на основі суміші каучуків і подальшого висушування та дублювання зі слюдопапером, після чого заготівку дублюють склотканиною, просоченою електроізоляційним лаком або елек МАТЕРІАЛУ троізоляційним компаундом, при цьому використовують клейову композицію на основі суміші каучуків при наступному співвідношенні компонентів, мас % каучук натуральний 3,0-6,0 термоеластопласт 2,0 - 5,0 пластифікатор 4,0 - 8,0 стабілізатор 0,02 - 0,05 розчинник до 100 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що перед дублюванням заготівки склотканиною, просоченою електроізоляційним компаундом, на заготівку додатково наносять шар клейової композиції на основі суміші каучуків з боку слюдопаперу і в подальшому здійснюють висушування та просочування електроізоляційним компаундом всього композиційного електроізоляційного матеріалу О Винахід відноситься до електроізоляційних матеріалів, призначених для виткової та корпусної ізоляції деталей електричних машин та інших електротехнічних виробів Необхідною умовою для утворення високоякісного композиційного ізолюючого матеріалу даного виду є вибір оптимальних властивостей складових, що входять до композиційної системи, які у поєднанні могли б забезпечити достатню гнучкість, МІЦНІСТЬ та високі електроізолюючі характеристики Основою широкого загалу ізолюючих матеріалів є підкладки, на які нанесене зв'язуюче, які в подальшому, в залежності від призначення ізолятору, дублюються з тим чи іншим матеріалом Таким чином, підкладка зі зв'язуючим є як би базою для подальшого модифікування різновиду ізолюючих композиційних матеріалів Іншими словами, одну і ту ж основу (або заготівку) можна доповнювати потрібними шарами ізолюючих матеріалів і зв'язуючих речовин до утворення композиційної системи з визначеними конкретними характеристиками Звичайно, таку заготівку доцільно і зручно створювати такою, щоб вона могла зберігатися протягом деякого часу без втрати своїх властивостей, а при потребі бути використаною для подальшого дублювання В цьому винаході описана безперервна технологія, ПОСЛІДОВНІСТЬ виконання операцій якої не передбачає утворення або ж використання будь-яких заготівок електроізоляційного матеріалу Виготовлення композиційної системи починається з суміщення вологого слюдяного паперу з поліетилентетрафталатною плівкою, далі плівку разом зі слюдопапером піддають підсушуванню на сушильному циліндрі і дублюють зі склотканиною, просоченою зв'язуючим, до складу якого введений латекс стирольного каучуку, карбоксиловміщуюча смола та ІНШІ інгредієнти, як-то емульсії, гідрофільні клеючі речовини, розчинник та ін До недоліків цієї методики слід віднести наявність у складі зв'язуючого смоли, що надає технології характеру екологічно неблагодійної, а також ускладнює її через присутність супроводжуючих будь-яку смолу отверджувачів Проведення безперервного процесу виготовлення електроізоляційного матеріалу потребує повної полімеризації зв'язуючого (через вміст отверджувача), для здійснення якої потрібно здійснювати значне притискання шарів композиції, що ускладнює со 43929 процес Згідно технологи, описаної у цьому винаході, приєднання слюдопаперу до полімерної плівки проводиться без наявності будь-якого зв'язуючого, а лише завдяки взаємодії вологої поверхні слюдопаперу та плівки в умовах підвищеної температури Звичайно, за такої ситуації досягти високої адгезії між цими двома шарами практично неможливо, що є свідченням того, що поєднання шарів зі слюдопаперу та полімерної плівки абсолютно недоцільно використовувати в якості заготівки Така двошарова композиція не містить зв'язуючого прошарку, який міг би надати їй гнучкості, тому вона не піддається рулонуванню Зв'язуюче наноситься не на плівку, а на склотканину шляхом її просочування, що обмежує можливості технології виготовлення ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріалу щодо точності дозування зв'язуючих компонентів на підкладці Виходячи з вищесказаного, можна констатувати, що відомий спосіб виготовлення композиційного електроізолятора не забезпечує умов для формування заготівок з метою подальшого варіювання ізолюючими шарами та зв'язуючим, не гарантує точного дозування останнього та є технологічно складнимі малорентабельним В основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності та розширення технологічних можливостей способу виготовлення композиційного електроізоляційного матеріалу шляхом утворення заготівки, вибору оптимальної ПОСЛІДОВНОСТІ нанесення та суміщення шарів, що входять до композиційної системи, та удосконалення якісного та КІЛЬКІСНОГО складу клейової композиції, в результаті чого забезпечується висока гнучкість і МІЦНІСТЬ системи "полімерна плівка - клейова композиція - слюдопапір", обумовлена наявністю в клейовій композиції суміші каучуків, модифікованих доповнювачами, що дозволяє рулонувати заготівку і виключити зі складу зв'язуючого смолу, створювати різноманітні модифікації композиційних електроізоляторів на базі заготівки та підвищити точність дозування компонентів зв'язуючого в матеріалі Поставлена задача досягається за рахунок того, що в способі виготовлення композиційного електроізоляційного матеріалу, при якому слюдопапір суміщають з полімерною плівкою та склотканиною, згідно винаходу, формують заготівку електроізоляційного матеріалу шляхом нанесення на полімерну плівку зв'язуючого у вигляді клейової композиції на основі суміші каучуків і подальшого висушування та дублювання зі слюдопапером, після чого заготівку дублюють склотканиною, просоченою електроізоляційним лаком або електроізоляційним компаундом, при цьому використовують клейову композицію на основі суміші каучуків при наступному співвідношенні компонентів (мас %) каучук натуральний 3,0 - 6,0, термоеластопласт - 2,0 - 5,0, пластифікатор - 4,0 - 8,0, стабілізатор-0,02-0,05, розчинник-до 100 Крім цього, в запропонованому способі перед дублюванням заготівки склотканиною, просоченою електроізоляційним компаундом, на заготівку додатково наносять шар клейової композиції на основі суміші каучуків з боку слюдопаперу і в подальшому здійснюють висушування та просочування електроізоляційним компаундом всього композиційного еле ктроізоляційного матеріалу Застосування якості зв'язуючого клейової композиції на основі каучуків, один з яких є термоеластопластом, та поєднання їх з пластифікатором, стабілізатором та розчинником у передбачених винаходом інтервалах надає запропонованому композиційному матеріалу високої гнучкості та МІЦНОСТІ навіть при виключенні зі складу зв'язуючого смоли По суті, запропонована клейова композиція являє собою низькоконцентрований розчин інгредієнтів зв'язуючого в розчиннику, який при незначному ВМІСТІ каучуків (від 5 до 19%) та модифікуючих доповнювачів здатний забезпечити високу адгезію між полімерною плівкою і шаром слюдопаперу, яка є цілком достатньою для утворення заготівки з високою МІЦНІСТЮ на розрив та спроможністю до довготривалого зберігання Нанесення зв'язуючої клейової композиції на плівку, а не на склотканину (як це має місце у відомому винаході), надає змогу сформувати заготівку з рівномірним розподілом компонентів зв'язуючого по поверхні плівки, а, значить, легко регулювати його товщину як до, так і після висушування Крім того, при відсутності отверджувача автоматично відпадає необхідність проведення додаткового стиснення шарів заготівки, що суттєво спрощує процес Таким чином, запропонований винахід відрізняється від відомого можливістю утворення заготівки (або напівфабрикату), яка досягається завдяки нанесенню на полімерну плівку запропонованої клейової композиції, подальшого висушування та дублювання зі слюдопапером Змотана в рулони заготівка із завчасно передбаченими електрофізичними властивостями в будь-який час може бути направлена до технологічної лінії і доповнена потрібними складовими в залежності від призначення та умов використання Ця ВІДМІННІСТЬ винаходу дозволяє створити високотехнолопчну, рентабельну і водночас спрощену технологію виробництва різноманітних композиційних виткових та корпусних електроізоляторів на одній технологічній лінії, де базою слугує заготівка Запропонована технологія в основному розповсюджується на два види композиційних ІЗОЛЯЦІЙНИХ матеріалів перший, у якому заготівку суміщають зі склотканиною, просоченою електро-ізоляційним лаком, і другий, у якому замість лаку застосовують електроізоляційний компаунд Причому у другому випадку на заготівку з боку слюдопаперу додатково наносять клейову композицію на основі суміші каучуків, після чого висушують, і після дублювання зі склотканиною електроізоляційним компаундом просочують утворену композиційну систему Обидва види ізоляторів застосовуютьдля витковоі та корпусної ізоляції, та кожен з них має свої особливості Так, матеріалові, що містить просочену електроізоляційним лаком склотканину (перший вид), властиві специфічні характеристики, обумовлені властивостями лаку підвищену величину електричної МІЦНОСТІ та пробивної напруги, він більш жорсткий, ніж матеріал другого виду, і, як правило, у порівнянні з останнім має більшу товщину (від ЮОМк) Цей матеріал здебільшого застосовують для утворення ізоляції з високим класом термічної СТІЙКОСТІ Матеріал, просочений електроізоляційним компаундом (другий вид), більш гнучкий, за рахунок чого товщину його можна варіювати в бік зменшення від 43929 80Мк Якісна та кількісна комбінація інгредієнтів, які входять до складу клейової композиції, вибрана за умови утворення електроізолюючого матеріалу, максимально пристосованого для виткової та корпусної ізоляції деталей електричних машин Склад композиції з вмістом компонентів, меншим мінімально передбаченого у даному винаході (тобто при ВМІСТІ каучуку менше 3% термоеластопласту - менше 2%, пластифікатору - менше 4%, стабілізатору - менше 0,02%, а розчинників- ВІДПОВІДНО менше 90,98%) не в змозі забезпечити задовільної адгезії між шарами заготівки У випадку, коли вміст компонентів перевищує максимально встановлені величини (тобто при ВМІСТІ каучуку більше 6% термоеластопласту - більше 5%, пластифікатору- більше 8%, стабілізатору - більше 0,05%, а розчинників - ВІДПОВІДНО, більше 80,95%) лак може наскрізь просочити шар слюдопаперу, після чого утворена композиція стане клейкою і малопридатною для згортання в рулон Спосіб здійснюється наступним чином: Для виготовлення базової заготівки на полімерну (полимідну або політетрафталатну) плівку в фільерному пристрої наносять дозований шар клейової композиції Після ЦЬОГО плівка надходить до сушильного тракту, де в процесі висушування під дією гарячого повітря, нагрітого до температури близько 100 — 110°С, видаляються розчинники На виході з сушильного тракту висушена плівка дублюється слюдопапером -таким чином формується заготівка електроізоляційного матеріалу, яка може бути легко згорнутою в рулон Утворена заготівка є базою (напівфабрикатом) для подальшого виготовлення композиційної системи першого або другого виду При виготовленні матеріалу першого виду заго тівку ставлять на розмотування, одночасно склотканину на вузлі нанесення занурюють в лак (наприклад, марки ЕП-934), накладають шаром лаку на слюдопапір, після чого систему направляють на висушування При виготовленні матеріалу другого виду на заготівку з боку слюдопаперу наносять електроізоляційний лак, висушуванням видаляють розчинники, і далі одержані шари дублюють склотканиною Після цього утворена система про-сочується електроізоляційним компаундом Характеристики зразків композиційних електроізоляційних матеріалів, виготовлених на основі заготівки з передбаченим згідно винаходу складом інгредієнтів клейової композиції приведені в таблиці При цьому зразок № 1 (матеріал марки ЛСК-110 ТПл 0 1x20) мав наступний склад клейової композиції (мас %) каучук натуральний - 3,0%, термоеластопласт - 2,0%, пластифікатор - 4,0%, стабілізатор 0,02%, розчинник-до 100 Зразок № 2 (матеріал марки ЛСК-110 ТПл 01x20) мав склад клейової композиції (мас %) каучук натуральний - 6,0%, термоеластопласт - 5,0%, пластифікатор - 8,0%, стабілізатор - 0,05%, розчинник-до 100 Зразок № 3 (матеріал марки ЛСК-110 ТПл 01x20) мав наступний склад клейової композиції (мас %) каучук натуральний - 4,5,0%, термоеластопласт - 3,5,0%, пластифікатор - 6,0%, стабілізатор 0,03%, розчинник-до 100 Зразок № 4 (матеріал марки ЛСЕП-934 ТПл 01x20) мав склад клейової композиції (мас %) каучук натуральний - 4,5,0%, термоеластопласт 3,5,0%, пластифікатор - 6,0%, стабілізатор - 0,03%, розчинник-до 100 Зразок № 4 просочений електроізоляційним компаундом Таблиця Найменування показника Зразок № 1 Зразок №2 Зразок №3 Зразок №4 Питоме руйнуюче навантаження при розтягуванні, Н/см 60 70 72 72 Пробивна напруга, кВ 12 12 14 3,5 35 35 40 45 Середня електрична МІЦНІСТЬ В початковому стані, кВ/мм Таким чином, запропонований електроізоляційний матеріал має високу еластичність у поєднанні з механічною МІЦНІСТЮ І здатністю до деформування, що зумовлює його високу технологічність при виконанні виткової та корпусної ізоляції, а сформована згідно заявленої методики заготівка дозволяє розширити технологічні можливості способу виробництва ізоляторів цього виду ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90