Спосіб виготовлення багатошарового композиційного ізоляційного матеріалу

Спосіб виготовлення багатошарового композиційного ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріалу, при якому на органічну підкладку наносять зв'язуюче, що містить каучук, видаляють розчинник і дублюють з термостійким Винахід відноситься до електротехніки, а саме до полімерних плівок і матеріалів на їх основі, які можуть бути застосовані в якості ізоляції Найбільше поширення винахід має в галузі пазової ізоляції електричних машин До композиційних матеріалів, які застосовуються для ізоляції пазів електрообладнання, крім вимог забезпечення високих електрофізичних властивостей, ставляться посилені вимоги щодо гнучкості, МІЦНОСТІ та СТІЙКОСТІ ДО деформації За прототип запропонованого винаходу прийнято спосіб виготовлення багатошарового композиційного ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріалу, при якому на органічну підкладку наносять зв'язуюче, що містить каучук, видаляють розчинник і дублюють з термостійким волокном Наявність в композиції термостійких волокон, зокрема, склотканини, підвищує и термостійкість та МІЦНІСТЬ Для придания ізолятору потрібних фізичних характеристик, однією з яких є задовільна адгезія, до зв'язуючого, наряду з каучуком, додають епоксидну смолу з ВІДПОВІДНИМ їй отверджувачем Але введення цієї смоли є причиною ймовірної появи тріщин на згинах пазової ізоляції, і, як наслідок, виникнення в цих місцях пробоїв діелектрика Смола у поєднанні з каучуком сприяє підвищенню еластичності ізолятора, але, враховуючи той факт, що вона втрачає свої властивості набагато раніше, ніж каучук (тобто раніше "старіє"), ізолюючий матеріал, до складу якого входить смо волокном, який відрізняється тим, що електроізоляційний матеріал з боку термостійкого волокна дублюють з другою органічною підкладкою з нанесеним на її поверхню зв'язуючим, а як зв'язуюче використовують суміш уретанового каучуку з отверджувачем ізоціанатного типу і розчинником при наступному співвідношенні компонентів, мас % каучук уретановий 25-35 отверджувач ізоціанатного 2,5-3,5 типу розчинник до 100 ла, по проходженні певного часу починає тріскатись, особливо на згинах, саме по причині "старіння" смоли Крім того, як було сказано вище, застосування смоли, як токсичної речовини, підвищує ШКІДЛИВІСТЬ технології та робить и малорентабельною Ускладненість технології виражається також у и високій енергоємності через застосування обладнання, що пресує, яке використовується при пресуванні композиційного матеріалу До того ж пресування проводиться при високих температурах порядку 150 - 200°С Застосування пресів і високих температур диктується необхідністю забезпечення умови досягнення високої адгезії між зв'язуючим та шарами композиції В основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності здійснення способу виготовлення багатошарового композиційного ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріалу шляхом підбору оптимального чергування його шарів та оптимізацм КІЛЬКІСНОГО та якісного складу інгредієнтів, що входять до складу зв'язую чого, зокрема, поєднання фізико-хімічних властивостей каучуку з ВІДПОВІДНИМ йому отверджувачем, що забезпечує прийнятні для пазової ізоляції діелектричні та фізичні характеристики ізолюючого матеріалу - високу адгезію, гнучкість та МІЦНІСТЬ без необхідності застосування смол та смоляних отверджувачів Поставлена задача досягається за рахунок того, що в способі виготовлення багатошарового О со со 43931 композиційного ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріалу, при якому на органічну підкладку наносять зв'язуюче, що містить каучук, видаляють розчинник і дублюють з термостійким волокном, згідно винаходу, електроізоляційний матеріал з боку термостійкого волокна дублюють з другою органічною підкладкою з нанесеним на її поверхню зв'язуючим, а в якості зв'язуючого використовують суміш уретанового каучуку з отверджувачем ізоціанатного типу і розчинником при наступному співвідношенні компонентів, мас % Каучук уретановий 25 - 35 Отверджувач ізоціанатного типу 2,5 - 3,5 Розчинник до 100 Запропонований ізолюючий матеріал, як і всяка композиційна система, що складається з декількох компонентів з властивими їм характеристикам, має специфічні електрофізичні властивості, ВІДМІННІ від сумарних властивостей складових частин Саме поєднання властивостей уретанового каучуку із максимально сумісним з ним ізоціанатним отверджувачем в передбачених згідно винаходу КІЛЬКІСНИХ інтервалах забезпечує можливість одержання ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріалу, що має високі діелектричні характеристики, є придатним для пазової ізоляції, і технологія виготовлення якого значно спрощена у порівнянні з тією, при якій застосовуються різноманітні смоли Так, висока адгезійна МІЦНІСТЬ композиції головним чином є результатом наявності в зв'язуючому вказаних компонентів - уретанового каучуку і ізоціанатного отверджувача Присутність ізоціанатного отверджувача по відношенню до уретанового каучуку становить близько 10%, що у поєднанні з розчинником, в якості якого застосовують суміш ацетону та етилацетату, є оптимальним для забезпечення потрібної гнучкості і МІЦНОСТІ ізолятора В якості отверджувача застосовують полизоціанат марки Б, триїзоціанат ТТ-75, або ж суризон марок АНМЗ, АТТ-2, АТТД-65 Запропонована композиція по своїм електрофізичним характеристикам не поступається описаній у відомому винаході, вона максимально пристосована до умов утворення пазової електроізоляції і при цьому позбавлена основного компоненту, який є діючим фактором, що викликає зломи та розтріскування смоли Крім того, така композиція значно довше зберігає свої властивості, а технологія її виготовлення малотоксична Відсутність в композиції смоли надає можливості одержання еластичного, з низьким значенням ЩІЛЬНОСТІ енергії когезії, матеріалу Такий матеріал легко рулонується, що є важливою перевагою при транспортуванні Характер взаємодії складових композиції забезпечує високу адгезійну МІЦНІСТЬ зв'язуючого з поверхнею її шарів, при цьому оптимальні характеристики матеріалу можуть бути одержані шляхом пресування на каландрах, а не на пресах, як це має місце у відомому винаході Це дозволяє не тільки уникнути необхідності застосування енергоємного обладнання, а й знизити температуру пресування до 70 - 80°С ПОСЛІДОВНІСТЬ проведення операцій по вигото вленню ізолюючого матеріалу, а саме - нанесення зв'язуючого на поверхню органічної плівки, дублювання зі склотканиною і подальше приєднання другої органічної плівки - забезпечує точне дозування компонентів зв'язуючого у системі, високу МІЦНІСТЬ і термопластичність останньої та можливість регулювання товщини матеріалу в потрібних інтервалах залежно від його призначення та конкретних умов застосування При необхідності ізолятор може бути доповнений додатковими шарами як органічної плівки, так і склотканини Гнучкість ІЗОЛЯЦІЙНОГО матеріалу забезпечує його високу СТІЙКІСТЬ до деформації, здатність сприйняття та розподілення механічних напружень, які виникають при утворенні пазової ізоляції Це є важливою характеристикою, яка вказує на збереження пробивної напруги матеріалу після укладення його в пази електричних машин Кількісне співвідношення інгредієнтів зв'язуючого вибране за умови утворення матеріалу, максимально пристосованого до умов утворення пазової ізоляції і спрощення та здешевлення технології його виробництва Зменшення їх складу до величини, меншої за мінімально передбачену згідно винаходу (тобто каучуку - менше 25мас %, отверджувача - менше 2,5мас %, і, ВІДПОВІДНО, розчинника - менше 72,5мас %), знизить показники гнучкості та МІЦНОСТІ матеріалу до рівня, при якому ізолятор буде неприйнятним для ізолювання пазів електромашин Перевищення вказаного максимального інтервалу компонентів призведе, по-перше, до необгрунтованих витрат компонентів, а, по-друге, суттєво знизить МІЦНІСТЬ матеріалу Запропонований спосіб виготовлення ізолятору здійснюється наступним чином На органічну підкладку (полимідну або поліетилентетрафталатну плівку) на вузлі нанесення, яким може бути філь'єра або валок, наноситься зв'язуюче (або композиція, що склеює) Органічна підкладка разом зі зв'язуючим надходить до сушильного тракту, де відбувається видалення розчинника Висушений матеріал надходить до вузла дублювання-припресування, де до нього на каландрі за допомогою тиску гумового валика прокатується неорганічна підкладка-склотканина Такий напівфабрикат прокатується до другої органічної плівки з нанесеним на неї вищевказаним методом зв'язуючим Готовий композиційний матеріал скочується в рулони Приклад № 1 На поліетилентетрафталатну плівку нанесена зв'язуюча композиція у складі каучук - 25мас %, отверджувач - 2,5мас %, розчинник - до ЮОмас % Плівка з шаром нанесеного зв'язуючого висушувалась, після чого надходила до 9 каландру, де до неї прикочувався шар склотканини Виготовлена двошарова композиція з розміщеним між шарами зв'язуючим на каландрі приєднувалась до другої органічної плівки з передчасно нанесеним на неї зв'язуючим Приєднання шарів композиції на каландрі проводилось при температурі 75°С Виготовлений матеріал має назву ІЗОФЛЕКС Приклад № 2 Збережена ПОСЛІДОВНІСТЬ виконання та техно 43931 ЛОГІЧНІ режими, наведені у прикладі № 1, а зв'язуюча композиція мала склад каучук 35мас %, отверджувач - 3,5мас %, розчинник - до 100мас % Приклад №3 Збережена ПОСЛІДОВНІСТЬ виконання та технологічні режими, наведені у прикладах № 1 та 2, а зв'язуюча композиція мала склад каучук ЗОмас %, отверджувач - З.Омас %, розчинник - до 100мас % Приклад №4 ПОСЛІДОВНІСТЬ виконання та технологічні режими, описані в прикладі № 3, не змінювались, за винятком того, що в якості органічної плівки була застосована полимідна Виготовлений матеріал має назву ІМІДОФЛЕКС Порівняльні характеристика матеріалів ІМІДОФЛЕКСУта ІЗОФЛЕКСУ наведені в таблиці 1 2 3 Приклад №1 Найменування показника Питоме руйнувальне навантаження, Н/см, не менше, - в подовжньому напрямку - в поперечному напрямку Відносне подовження при розриві, % - в подовжньому напрямку - в поперечному напрямку Пробивна напруга, кВ - в початковому стані - після перегинання Як видно з таблиці, запропонований композиційний ізолюючий матеріал - імідофлекс та ізофлекс має високі діелектричні та механічні характеристики, що при суттєво спрощеній технології виготовлення надає можливості широкого його Приклад №2 Приклад №3 Приклад №4 125 90 130 95 140 100 120 100 2,5 1,5 2,5 1,5 ю со № п/п ю со Таблиця 13 9 13 9 13 9 13 8 застосування при ізоляції пазів електричного обладнання і в багатьох інших випадках, які потребують утворення надійної і порівняно недорогої ізоляції ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90