一种云母带的制备方法以及制备系统与流程

1.本发明涉及电线电缆绝缘材料技术领域，特别涉及一种云母带的制备方法以及制备系统。


背景技术：

2.云母带是一种耐火绝缘材料，具有优良的耐高温性能和耐燃烧性能，广泛用于电线电缆领域。传统耐火云母带是由耐高温胶黏剂将一定厚度的云母纸和补强材料粘合而成，其中的耐高温胶黏剂的溶剂为有机溶剂。此种云母带的生产一方面需经复杂的造纸工序如抄造制得云母纸，工序多，生产成本高，需消耗大量水资源，造纸工序中还会排放对环境具有污染的废水，另一方面生产过程中需使用大量的有机溶剂将胶黏剂溶解成溶液，有机溶剂的含量占溶液总量的60％-90％，此种由有机溶剂溶解的溶液涂覆在补强材料中，由于云母自身具有较强的吸湿性，云母吸入水分后会导致其绝缘性能下降，因此需对云母带进行干燥，干燥过程中会有大量的有机溶剂挥发而有大量的voc(挥发性有机化合物)逸出，这些有机溶剂的挥发不仅造成了浪费，加大云母带的生产成本，更为严重的是污染了环境。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种云母带的制备方法以及制备系统，使用水性胶黏剂，避免使用大量有机溶剂，同时将纳米处理的云母粉进行纳米喷涂，无需经过复杂的造纸工序，工序简单，生产成本较低，对环境污染小，解决其需消耗大量有机溶剂、成本高、对环境污染大的问题。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种云母带的制备方法，包括以下步骤：
6.将云母片使用超微粉碎机进行超微粉碎，制成500-600目的纳米云母粉备用；
7.将50-60份水性胶黏剂、10-30份纳米云母粉，4-10份阻燃剂，3-5份消泡剂、2-5份固化剂(以质量份计)进行充分混合制得改性绝缘涂料，之后改性绝缘涂料以滚涂方式均匀涂至补强材料上，制得云母带的半成品；
8.将云母带的半成品通过多道开有散热小孔的热压辊对其进行辊压和干燥处理，除去水分；
9.将纳米云母粉以纳米喷涂的方式喷涂至云母带的半成品上涂覆有改性绝缘材料的一面，之后晾凉后分切收卷，即制得云母带成品。
10.本发明的进一步设置为：所述改性绝缘涂料由55份水性胶黏剂、20份纳米云母粉、7份阻燃剂、3份消泡剂以及3份固化剂制得。
11.本发明的进一步设置为：所述云母片为白云母片或金云母片或合成云母片，所述水性胶黏剂为醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液，所述阻燃剂为氢氧化镁，所述消泡剂为有机硅消泡剂或磷酸三丁酯消泡剂，所述固化剂是酚醛树脂或硼铵络合物，所述补强材料是有机合成纤维或玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜。
12.本发明的进一步设置为：多道热压辊的温度依次为60℃、80℃、100℃以及120℃。
13.一种如上述制备方法所用的制备系统，所述制备系统包括滚涂设备，所述滚涂设备包括机架、转动设置于所述机架之间的两个连接轴、与两个所述连接轴相连的滚筒以及位于所述滚筒下方的用于盛放所述改性绝缘涂料的放置盘，所述滚筒和所述放置盘在竖直方向的投影具有重叠部分，还包括向放置盘通入所述改性绝缘涂料的通入设备、通入管和防溢流管，所述通入管的两端分别与所述放置盘的底部和所述通入设备相连，所述防溢流管的一端与所述通入设备相连，另一端由所述放置盘的底部穿过，所述防溢流管的顶部的高度与所述放置盘的顶部的高度一致。
14.本发明的进一步设置为：所述滚涂设备还包括将补强材料由所述滚筒和所述放置盘之间送出的送出组件，所述送出组件包括套设于两个连接轴上的两个转动筒、两个转动环、呈放射状设置于所述转动筒和所述转动环之间的若干个第一连接杆以及两端与两个转动环的相对内侧相连的第二连接杆，所述第二连接杆的轴心与所述滚筒的轴心相平行，所述第二连接杆上相对设置有两个由弹性材料制成的用于夹持所述补强材料端部的两侧的弹性夹持件，还包括对所述转动筒的位置进行定位的定位组件。
15.本发明的进一步设置为：所述定位组件包括位于所述机架和一所述转动筒之间的定位弹簧、设置于另一所述转动筒远离所述滚筒一端的呈锯齿状的第一卡接筒以及设置于所述机架上的端部呈锯齿状的第二卡接筒，所述第一卡接筒在所述定位弹簧的弹性作用下与所述第二卡接筒相卡接。
16.本发明的进一步设置为：所述定位组件包括与一所述转动筒相连的定位筒、设置于所述定位筒外壁的呈锯齿状的第一卡接部以及内侧设有第二卡接部的两个纵截面呈弧形的卡接片，所述机架上设置有铰接杆，两个所述卡接片的底部与所述铰接杆相铰接，所述第一卡接部可与所述第二卡接部相啮合，还包括控制两个卡接片张开或收拢的控制组件。
17.本发明的进一步设置为：所述控制组件包括竖直设置于所述机架背离所述滚筒一侧的固定筒、活动穿过所述固定筒的形杆、绕设于所述形杆上的控制弹簧以及顶端与形杆的顶部两端相铰接的两个传动杆，所述控制弹簧的两端与所述形杆的顶部和固定筒的顶部相连，所述机架上开设有用于两个卡接片穿过的活动槽，两个传动杆的底端分别与两个卡接片相铰接，所述形杆的底部设置有踩板。
18.通过上述的技术方案，定位组件在需使用送出组件时可向定位弹簧方向施力，使定位弹簧受压缩变短，从而使第二卡接筒与第一卡接筒相远离，此时送出组件可转动而发挥其送出组件，在不需使用送出组件时，可对送出组件进行复位后不再施力，第一卡接筒在定位弹簧的弹力作用下与第二卡接筒相卡接，此时送出组件则不能转动，从而不影响滚涂设备使用时补强材料涂覆改性绝缘涂料工作的进行。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1.对云母片进行超微粉碎后制得纳米云母粉，并且将云母原料进行纳米喷涂，可使云母原料均匀致密地喷至补强材料上，在补强材料上形成一层致密的云母层，可保证生产完成的云母带具有不差于使用云母纸制得的云母带的绝缘性能和机械性能，同时使生产完成的云母带中的云母粉与补强材料黏合更为紧密，避免以云母纸为原料生产云母带发生的分层现象的发生，具有较高的击穿强度，同时整个生产过程无需使用如抄造等造纸工序，节约水资源同时环境友好度更高；
21.2.使用水性胶黏剂，成本低，且干燥工序中voc含量较低，可大大减少有机溶剂对环境造成的污染；且水性胶黏剂无味、不燃烧，对生产车间的气味不造成较大影响，并加入了阻燃剂，增大制得的云母带的耐燃烧性能；在水性胶黏剂中混入纳米云母粉，一方面可增大水性胶黏剂中的云母粉含量，从而避免水性胶黏剂对绝缘性能的负面影响，一方面水性胶黏剂可充当分散剂的作用，防止纳米云母粉的团聚，另一方面粒度超小的纳米云母粉均匀分散于水性胶黏剂中可改善水性胶黏剂的粘度，使制得的改性绝缘涂料具有合适的粘度，同时加入消泡剂使合适粘度的绝缘涂料具有良好的融合度，不易产生气泡，从而使改性绝缘涂料通过滚涂后可均匀分布于补强材料中，且加入的固化剂使涂覆至补强材料上的改性绝缘涂料具备合适的固化速度，使固化后的改性绝缘材料涂覆面上不具有较大空隙，具有良好的平整度，利于后续步骤即纳米云母粉的喷涂的进行；同时将改性绝缘涂料制备步骤中和后续喷涂步骤中均使用纳米云母粉，使制得的云母带各处由足够的云母粉覆盖，从而使制得的云母带的绝缘性能进一步得以提升；
22.3.使用多道温度逐渐升高的热压辊的辊压来干燥处理，避免水分蒸发过快时形成较大的孔隙，热压辊上开有散热小孔利于水分从散热小孔处散发，同时使用辊压的方法将辊压与干燥结合，使刚散热的云母带立即受挤压，将孔隙的体积降至最小，如此获得良好的干燥效果，减少水分对云母带绝缘性能的不良影响，同时可保证云母带具有较高的紧实度和平整度，利于后续的纳米喷涂，保证制得的云母带具有较高的绝缘性能。
23.4.使用本发明的制备方法制备的云母带各层结合紧密，难以发生分层现象，且具有较强的机械性能，可耐受大幅度扭压，适用于各种不同规格的电线电缆的绝缘材料，使用上述云母带作为绝缘材料的电线电缆，由于其难以发生分层现象，因此其绝缘性能良好且持久，使用寿命长；
24.5.制备系统包括滚涂设备，滚涂设备中设置了防溢流管和通入管，在放置盘内的改性绝缘涂料的液面被滚筒带动而拉高时，放置盘内的改性绝缘涂料不会溢流至放置盘外，而是由防溢流管内回流至通入设备，通入管可随时对放置盘的改性绝缘涂料进行补充，保证放置盘内的改性绝缘涂料可与绕卷在滚筒上的补强材料相接触而将实现其涂覆功能；
25.6.滚涂设备还设置了送出组件和两种结构不同的定位组件，由于滚筒和放置盘之间的距离较为靠近，在使用前需将补强材料由距离较为靠近的滚筒和放置盘之间穿过而送出，空间小因此不易操作，送出组件则直接对补强材料进行导向使其由滚筒和放置盘之间穿过，大大方便了上述操作；定位组件在需使用送出组件时，则转动筒可进行转动，在不需使用送出组件时，可对转动筒的位置进行固定，使其不影响涂覆改性绝缘涂料的顺利进行。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明的制备系统中实施例一的结构示意图；
28.图2是图1中a处的放大图；
29.图3是图1中b处的放大图；
30.图4是本发明的制备系统中实施例二的结构示意图；
31.图5是图4中c处的放大图；
32.图6是本发明的制备系统中实施例二的剖视图；
33.图7是图6中d处的放大图。
34.图中，1、机架；2、连接轴；3、滚筒；4、放置盘；5、通入设备；6、通入管；7、防溢流管；8、送出组件；8a、转动筒；8b、转动环；8c、第一连接杆；8d、第二连接杆；9、弹性夹持件；10、定位组件；10a、定位弹簧；10b、第一卡接筒；10c、第二卡接筒；10d、定位筒；10e、第一卡接部；10f、第二卡接部；10g、卡接片；11、铰接杆；12、控制组件；12a、固定筒；12b、t形杆；12c、控制弹簧；12d、传动杆；13、活动槽；14、踩板。
具体实施方式
35.下面将结合附图以及具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例1
37.一种云母带的制备方法，包括以下步骤：
38.将白云母片使用超微粉碎机进行超微粉碎，制成500-600目的纳米云母粉备用；
39.向搅拌设备中依次加入50份醋酸乙烯乳液水性胶黏剂，然后分批加入30份纳米云母粉、 4份氢氧化镁、5份有机硅消泡剂和2份酚醛树脂，充分搅拌制得改性绝缘涂料；
40.将改性绝缘涂料加入涂胶装置的用于盛放改性绝缘涂料的盛放盘内，将有机合成纤维绕卷于位于盛放盘上方的滚筒上，随着滚筒的转动而将改性绝缘涂料以滚涂方式均匀涂至有机合成纤维上，制得云母带的半成品；
41.将云母带的半成品通过多道开有散热小孔的热压辊对其进行辊压和干燥处理，除去水分，多道热压辊的温度依次为60℃、80℃、100℃以及120℃，输送速度为6m/min；
42.之后使用纳米喷涂设备将纳米云母粉以纳米喷涂的方式喷涂至云母带的半成品上涂覆有改性绝缘材料的一面，之后晾凉后分切收卷，即制得云母带成品。
43.实施例2
44.一种云母带的制备方法，包括以下步骤：
45.将金云母片使用超微粉碎机进行超微粉碎，制成500-600目的纳米云母粉备用；
46.向搅拌设备中依次加入60份醋酸乙烯乳液水性胶黏剂，然后分批加入10份纳米云母粉、10份氢氧化镁、3份有机硅消泡剂和5份酚醛树脂，充分搅拌制得改性绝缘涂料；
47.将改性绝缘涂料加入涂胶装置的用于盛放改性绝缘涂料的盛放盘内，将有机合成纤维绕卷于位于盛放盘上方的滚筒上，随着滚筒的转动而将改性绝缘涂料以滚涂方式均匀涂至有机合成纤维上，制得云母带的半成品；
48.将云母带的半成品通过多道开有散热小孔的热压辊对其进行辊压和干燥处理，除去水分，多道热压辊的温度依次为60℃、80℃、100℃以及120℃，输送速度为6m/min；
49.之后使用纳米喷涂设备将纳米云母粉以纳米喷涂的方式喷涂至云母带的半成品上涂覆有改性绝缘材料的一面，之后晾凉后分切收卷，即制得云母带成品。
50.实施例3
51.一种云母带的制备方法，包括以下步骤：
52.将合成云母片使用超微粉碎机进行超微粉碎，制成500-600目的纳米云母粉备用；
53.向搅拌设备中依次加入55份醋酸乙烯乳液水性胶黏剂，然后分批加入20份纳米云母粉、 7份氢氧化镁、3份有机硅消泡剂和3份酚醛树脂，充分搅拌制得改性绝缘涂料；
54.将改性绝缘涂料加入涂胶装置的用于盛放改性绝缘涂料的盛放盘内，将有机合成纤维绕卷于位于盛放盘上方的滚筒上，随着滚筒的转动而将改性绝缘涂料以滚涂方式均匀涂至有机合成纤维上，制得云母带的半成品；
55.将云母带的半成品通过多道开有散热小孔的热压辊对其进行辊压和干燥处理，除去水分，多道热压辊的温度依次为60℃、80℃、100℃以及120℃，输送速度为6m/min；
56.之后使用纳米喷涂设备将纳米云母粉以纳米喷涂的方式喷涂至云母带的半成品上涂覆有改性绝缘材料的一面，之后晾凉后分切收卷，即制得云母带成品。
57.实施例4
58.将合成云母片使用超微粉碎机进行超微粉碎，制成500-600目的纳米云母粉备用；
59.向搅拌设备中依次加入55份丙烯酸酯乳液水性胶黏剂，然后分批加入20份纳米云母粉、 7份氢氧化镁、3份磷酸三丁酯消泡剂和3份硼铵络合物，充分搅拌制得改性绝缘涂料；
60.将改性绝缘涂料加入涂胶装置的用于盛放改性绝缘涂料的盛放盘内，将有机合成纤维绕卷于位于盛放盘上方的滚筒上，随着滚筒的转动而将改性绝缘涂料以滚涂方式均匀涂至有机合成纤维上，制得云母带的半成品；
61.将云母带的半成品通过多道开有散热小孔的热压辊对其进行辊压和干燥处理，除去水分，多道热压辊的温度依次为60℃、80℃、100℃以及120℃，输送速度为6m/min；
62.之后使用纳米喷涂设备将纳米云母粉以纳米喷涂的方式喷涂至云母带的半成品上涂覆有改性绝缘材料的一面，之后晾凉后分切收卷，即制得云母带成品。
63.对比例1
64.将合成云母片使用超微粉碎机进行超微粉碎，制成500-600目的纳米云母粉备用；
65.向搅拌设备中依次加入55份醋酸乙烯乳液水性胶黏剂，然后分批加入20份纳米云母粉、 7份氢氧化镁、3份有机硅消泡剂和3份酚醛树脂，充分搅拌制得改性绝缘涂料；
66.将改性绝缘涂料加入涂胶装置的用于盛放改性绝缘涂料的盛放盘内，将有机合成纤维绕卷于位于盛放盘上方的滚筒上，随着滚筒的转动而将改性绝缘涂料以滚涂方式均匀涂至有机合成纤维上，制得云母带的半成品；
67.将云母带的半成品通过多道开有散热小孔的热压辊对其进行辊压和干燥处理，除去水分，多道热压辊的温度依次为60℃、80℃、100℃以及120℃，输送速度为6m/min，之后晾凉后分切收卷，即制得云母带成品。
68.对比例2
69.市场上购置的云母带。
70.对实施例1-4和对比例1-2进行性能测试，
71.(1)拉伸强度：切取5条纵向试样，尺寸为1.5cm
×
10cm，将试样置于抗张试验机上进行拉伸强度和伸长率的测试，测试5次，取其平均值作为测试结果。
72.(2)撕裂强度：是指将预先切口的纸张撕成一定长度所需力的平均值，使用撕裂度仪测量，测试5次，取其平均值作为测试结果；
73.(3)体积电阻率：按照gb/t1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》进行测试；
74.(4)击穿强度：使用耐压测试仪，按照gb/t1408.1-2016《绝缘材料电气强度试验方法》进行测试。将云母带置于测试仪的上下电极之间，测试条件：23
±
2℃，湿度＜60％，采用30s 升压法，即不断升高测试电压，在30s以内使待测云母带击穿，记录击穿电压。测试5次，取平均值作为测试结果。
75.结果如下表1所示：
76.表1
[0077][0078]
由上表中可知，实施例1-4的拉伸强度在5.7mpa以上，撕裂强度在24kn/m以上，体积电阻率在3.6
×
10
14
以上，击穿强度在33kv以上，均高于对比例1和对比例2，说明本发明的制备方法所制得的云母带具有较高的绝缘性能和机械强度，且本技术的制备方法中纳米喷涂可进一步提升云母带的绝缘性能和机械强度。
[0079]
本发明提供的一种如上述制备方法所用的制备系统，所述制备系统包括滚涂设备，如图1至图7所示，所述滚涂设备包括机架1、转动设置于所述机架1之间的两个连接轴2、与两个所述连接轴2相连的滚筒3以及位于所述滚筒3下方的用于盛放所述改性绝缘涂料的放置盘4，所述滚筒3和所述放置盘4在竖直方向的投影具有重叠部分，还包括向放置盘4通入所述改性绝缘涂料的通入设备5、通入管6和防溢流管7，所述通入管6的两端分别与所述放置盘4的底部和所述通入设备5相连，所述防溢流管7的一端与所述通入设备5相连，另一端由所述放置盘4的底部穿过，所述防溢流管7的顶部的高度与所述放置盘4的顶部的高度一致，设置了防溢流管7和通入管6，在放置盘4内的改性绝缘涂料的液面被滚筒3带动而拉高时，放置盘4内的改性绝缘涂料不会溢流至放置盘4外，而是由防溢流管7内回流至通入设备5，通入管6可随时对放置盘4的改性绝缘涂料进行补充，保证放置盘4内的改性绝缘涂料可与绕卷在滚筒3上的补强材料相接触而将实现其涂覆功能。
[0080]
所述滚涂设备还包括将补强材料由所述滚筒3和所述放置盘4之间送出的送出组件8，所述送出组件8包括套设于两个连接轴2上的两个转动筒8a、两个转动环8b、呈放射状
设置于所述转动筒8a和所述转动环8b之间的若干个第一连接杆8c以及两端与两个转动环8b的相对内侧相连的第二连接杆8d，所述第二连接杆8d的轴心与所述滚筒3的轴心相平行，所述第二连接杆8d上相对设置有两个由弹性材料制成的用于夹持所述补强材料端部的两侧的弹性夹持件9，还包括对所述转动筒8a的位置进行定位的定位组件10，使用时，将补强材料的两侧塞入两个弹性夹持件9与第二连接杆8d之间，则补强材料的两侧则被夹持，此时对定位组件10进行相应操作，使两个转动环8b处于可转动状态，再使两个转动环8b绕连接轴2 转动，则随着转动环8b的转动，补强材料由滚筒3和放置盘4之间送出，之后使用定位组件 10对转动环8b的位置进行固定，避免其影响涂胶工作的进行，其中送出组件8辅助人工操作，避免操作人员在滚筒3与放置盘4之间的狭窄空间进行补强材料的穿出操作，使上述操作十分简便。
[0081]
所述定位组件10包括位于所述机架1和一所述转动筒8a之间的定位弹簧10a、设置于另一所述转动筒8a远离所述滚筒3一端的呈锯齿状的第一卡接筒10b以及设置于所述机架1上的端部呈锯齿状的第二卡接筒10c，所述第一卡接筒10b在所述定位弹簧10a的弹性作用下与所述第二卡接筒10c相卡接，在需要转动转动环8b时，推动两个连接一体的转动环8b向靠近定位弹簧10a一侧运动，至锯齿状的第一卡接筒10b与第二卡接筒10c相分离，则此时即可转动转动环8b；在需对转动环8b的位置固定时，则进行反向操作即可，操作十分简便。
[0082]
所述定位组件10包括与一所述转动筒8a相连的定位筒10d、设置于所述定位筒10d外壁的呈锯齿状的第一卡接部10e以及内侧设有第二卡接部10f的两个纵截面呈弧形的卡接片10g，所述机架1上设置有铰接杆11，两个所述卡接片10g的底部与所述铰接杆11相铰接，所述第一卡接部10e可与所述第二卡接部10f相啮合，还包括控制两个卡接片10g张开或收拢的控制组件12，在需要转动转动环8b，可对控制组件12进行相应操作，控制两个卡接片 10g张开，则第一卡接部10e与第二卡接部10f相分离，此时定位筒10d可转动，转动筒8a 可转动，转动环8b可转动；在需对转动环8b的位置进行固定时，则进行反向操作即可，操作十分简便。
[0083]
所述控制组件12包括竖直设置于所述机架1背离所述滚筒3一侧的固定筒12a、活动穿过所述固定筒12a的形杆、绕设于所述形杆上的控制弹簧12c以及顶端与形杆的顶部两端相铰接的两个传动杆12d，所述控制弹簧12c的两端与所述形杆的顶部和固定筒12a的顶部相连，所述机架1上开设有用于两个卡接片10g穿过的活动槽13，两个传动杆12d的底端分别与两个卡接片10g相铰接，所述t形杆12b的底部设置有踩板14，在需要转动转动环8b时，可脚踩踩板14使其位置下降，带动t形杆12b位置下降，再带动两个卡接片10g沿活动槽13 张开，此时转动环8b可转动；在需对转动环8b的位置进行固定时，则对踩板14不施加压力，则在控制弹簧12c的复位作用下时踩杆位置上升，t形杆12b位置上升，从而带动两个卡接片10g合拢，使第一卡接部10e与第二卡接部10f相啮合，此时转动杆的位置则固定。设置了上述结构，进一步方便了对转动筒8a的位置进行固定或使其可转动的操作。
[0084]
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0085]
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。