一种云母带及其制备方法与流程

本发明涉及高电压绝缘技术与电气绝缘材料，具体为一种云母带及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国经济的持续发展和科技进步，人们对电能的需求逐渐增加，绝缘材料在电气设备中的应用也引起了人们的关注。云母带作为一类绝缘材料，具有耐高温、高压、耐老化、耐腐蚀、绝缘等优点；并富有耐剪切力和抗张强度大等物理性能，在工业上被广泛用于电缆、大型机电设备中作为绝缘包绕材料。

2、由于少胶vpi主绝缘提高了云母含量，可以大幅减薄绝缘厚度，并提高电机的耐电压、耐电晕等各方面性能，使得高压电机技术水平有了质的飞跃，因此具有更加广阔的应用前景。因而，在高压电机领域，使用少胶云母带能在保证设备绝缘等级的技术上有效提高电器设备的使用性能，并达到提高电压、增大电容、缩小体积等目的，以使得对应的高压电机设备能在高温、高载等苛刻条件下长期可靠运行，继而缩减运维成本。

3、而随着着电力行业的发展，现代发电设备与输电设备逐步向高压大容量、集成化发展，我国一些百万千瓦级大型高压发电机组的主绝缘结构尺寸变大，其厚度最高能达到5～7mm，因而对电气绝缘纸的高温耐受性、强度性能和绝缘性能提出了更高要求，现有技术生产的少胶云母带，主要由云母纸、增强纤维织物层、胶粘剂组成，其使用溶剂和树脂配制成云母带胶粘剂溶液，浸渍补强材料后与云母纸复合，再利用加热法除去溶剂；而由于云母纸本身吸胶能力强，这种方法条件下制备的云母纸中会导致云母纸的云母间隙中填充有过量的液态胶，造成云母带透气性下降，不利于vpi的进行，导致云母纸的难于满足上述使用需求，在大尺寸绝缘结构条件下会产生局部放电，使得电气绝缘性能难以达到使用要求，影响发电设备长期运行寿命；另外，胶粘剂溶液还会使得增强纤维织物层变脆，并在使用一定时间后出现间隙，而这也会影响到主绝缘材料的使用需求。

技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题在于提供一种云母带及其制备方法，以解决上述背景技术中的缺点。

2、本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

3、一种云母带，包括云母纸层以及增强纤维织物层，所述云母纸层成型于增强纤维织物层的一侧表面；并在云母纸层与增强纤维织物层之间还成型有改性聚酰亚胺薄膜，所述改性聚酰亚胺薄膜上均匀开点阵孔；改性聚酰亚胺薄膜的两侧表面涂覆有胶料渗透抑制剂层，所述胶料渗透抑制剂层的外表面上对应喷涂有胶粘剂粉末层，所述胶粘剂粉末层通过热压成型为胶粘剂层，并将两侧的云母纸层、增强纤维织物层与改性聚酰亚胺薄膜粘连成型为一体；

4、所述改性聚酰亚胺薄膜的改性过程为：

5、先利用柠檬酸根与间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(sipm)的弱酸性溶液进行第一次浸泡改性，然后取出，干燥后利用氧化石墨烯溶液进行第二次浸泡改性；

6、所述点阵孔的单孔孔径不超过3mm，且在单位面积上的改性聚酰亚胺薄膜的点阵孔面积占比为27～35％。

7、作为进一步限定，所述云母纸层优选为合成氟云母纸或者金云母纸。

8、作为进一步限定，所述增强纤维织物层为无碱玻纤布层。

9、作为进一步限定，所述增强纤维织物层为高性能织物层，所述高性能织物层为聚丙烯腈纤维织物层或者碳纤维织物层，并在所述高性能织物层的表面通过磁控溅射技术涂覆形成有tin层。

10、作为进一步限定，所述胶粘剂粉末层中采用的胶粘剂粉末以基础树脂料作为原料制备，并在其中添加有不少于5wt％的聚乙烯醇(pva)、0.7～1.5wt％的氧化石墨烯(go)以及不多于0.3wt％的羧甲基纤维素钠(cmc)；所述基础树脂料为环氧树脂或者有机硅树脂。

11、作为进一步限定，所述胶粘剂粉末层中采用的胶粘剂粉末的用量为8～15g/m2。

12、作为进一步限定，所述聚酰亚胺薄膜为经过耐电晕处理的，厚度不超过0.08mm的聚酰亚胺薄膜。

13、作为进一步限定，进行聚酰亚胺薄膜改性处理时：

14、柠檬酸根与间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的弱酸性溶液中，柠檬酸根的质量浓度为3.5～5wt％，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的质量浓度为1.5～3wt％，ph值为6.3～6.7，处理时长为30～45s；

15、氧化石墨烯溶液中为采用hummers方法制得的氧化石墨烯，直接加入到去离子水中制得的剥离型氧化石墨烯溶液，该氧化石墨烯溶液的质量浓度为3～5g/l，处理时长为120～180s。

16、作为进一步限定，所述胶料渗透抑制剂为复合试剂，其主抑制剂为氨基乙酸，辅助抑制剂为柠檬酸或者柠檬酸盐；所述主抑制剂的浓度为1.75～3.50wt％，所述辅助抑制剂的浓度为0.15～0.30wt％。

17、一种云母带的制备方法，其具体包括以下操作步骤：

18、s1选取厚度为0.05～0.08mm的聚酰亚胺薄膜作为原料，对其表面进行冲孔处理得到表面开有点阵孔的聚酰亚胺薄膜中间料，然后将开有点阵孔的聚酰亚胺薄膜中间料平摊到柠檬酸根与间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的弱酸性溶液中进第一次浸泡改性，然后取出，干燥后利用氧化石墨烯溶液进行第二次浸泡改性，取出后沥干、风干后得到改性聚酰亚胺薄膜；

19、s2将云母纸层平铺，然后在云母纸层表面利用静电喷涂方式将一层粘胶剂粉末涂覆到云母纸层表面；然后在改性聚酰亚胺薄膜的两侧表面涂覆胶料渗透抑制剂层，将一侧覆于上述云母纸层表面；

20、s3在改性聚酰亚胺薄膜的另一侧面上利用高压喷涂在对应改性聚酰亚胺薄膜的点阵孔位置进行顺次喷胶，控制喷胶量和喷胶位置以使得胶粉能完全覆盖对应点阵孔；

21、s4然后在改性聚酰亚胺薄膜另一侧面上的胶粉层表面平铺带离型膜的增强纤维织物层，送入设备预热后进行热压复合，使得胶粉层熔融并成型为胶层，然后降温固化后收卷、分切得到成品云母带。

22、有益效果：本发明的方法制得的具有上述结构特征的云母带具有透气性高、浸透性好的优点，同时具有良好的电气性能，胶粘剂含量少、柔软性好，使用成本低，可以替代传统少胶云母带应用于高压机电设备中，在利用vpi工艺中进行高导热绝缘浸渍时能大幅缩短vpi工艺的处理时长并提高浸渍比例和浸渍效果，提高绝缘致密性；vpi处理完成后的绝缘结构能在长期使用过程中不分层、不飞粉，能大大提升了电机的电气性能和运行可靠性，降低了电机的制造成本。

技术特征：

1.一种云母带，其特征在于，包括云母纸层以及增强纤维织物层，所述云母纸层成型于增强纤维织物层的一侧表面；并在云母纸层与增强纤维织物层之间还成型有改性聚酰亚胺薄膜，所述改性聚酰亚胺薄膜上均匀开点阵孔；改性聚酰亚胺薄膜的两侧表面涂覆有胶料渗透抑制剂层，所述胶料渗透抑制剂层的外表面上对应喷涂有胶粘剂粉末层，所述胶粘剂粉末层通过热压成型为胶粘剂层，并将两侧的云母纸层、增强纤维织物层与改性聚酰亚胺薄膜粘连成型为一体；

2.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，所述云母纸层为合成氟云母纸或者金云母纸。

3.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，所述增强纤维织物层为无碱玻纤布层。

4.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，所述增强纤维织物层为高性能织物层，所述高性能织物层为聚丙烯腈纤维织物层或者碳纤维织物层，并在所述高性能织物层的表面通过磁控溅射技术涂覆形成有tin层。

5.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，所述胶粘剂粉末层中采用的胶粘剂粉末以基础树脂料作为原料制备，并在其中添加有不少于5wt％的聚乙烯醇、0.7～1.5wt％的氧化石墨烯以及不多于0.3wt％的羧甲基纤维素钠；所述基础树脂料为环氧树脂或者有机硅树脂。

6.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，所述胶粘剂粉末层中采用的胶粘剂粉末的用量为8～15g/m2。

7.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，所述聚酰亚胺薄膜为经过耐电晕处理的、厚度不超过0.08mm的聚酰亚胺薄膜。

8.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，进行聚酰亚胺薄膜改性处理时：

9.根据权利要求1所述的云母带，其特征在于，所述胶料渗透抑制剂为复合试剂，其主抑制剂为氨基乙酸，辅助抑制剂为柠檬酸或者柠檬酸盐；所述主抑制剂的浓度为1.75～3.50wt％，所述辅助抑制剂的浓度为0.15～0.30wt％。

10.一种云母带的制备方法，用于制备权利要求1所述的云母带，其特征在于，具体包括以下操作步骤：

技术总结
本发明公开了一种云母带，该云母带包括云母纸层以及增强纤维织物层，所述云母纸层成型于增强纤维织物层的一侧表面；并在云母纸层与增强纤维织物层之间还成型有改性聚酰亚胺薄膜；改性聚酰亚胺薄膜的两侧表面涂覆有胶料渗透抑制剂层，所述胶料渗透抑制剂层的外表面上对应喷涂有胶粘剂粉末层，所述胶粘剂粉末层通过热压成型为胶粘剂层，并将两侧的云母纸层、增强纤维织物层与改性聚酰亚胺薄膜粘连成型为一体；同时，该发明还公开了制备该云母带的方法，该云母带具有较低的含胶量，且胶料对于云母纸的浸润性能影响较小，并具有较佳的VPI工艺性能。

技术研发人员：吴海峰,赵建虎,褚光明
受保护的技术使用者：湖南睿达云母新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12