Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ БУМАГА И ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕЕ ОСНОВЕ
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ БУМАГА И ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕЕ ОСНОВЕ

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ БУМАГА И ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕЕ ОСНОВЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: электроизоляционная бумага содержит полиарамидные фибриды и смесь полиэфирных волокон с различной линейной плотностью соответственно равной 0,12 0,22 и 0,33 0,60 текс. Она также может дополнительно содержать поливинилспиртовое волокно. Электроизоляционный материал выполнен из одного или двух слоев вышеуказанной электроизоляционной бумаги и слоя полиэфирной пленки, соединенной с помощью связующего со слоем или слоями электроизоляционной бумаги. В качестве связующего он содержит смесь полиэфирной и эпоксидной смолы при их соотношении 1 5 5 1. Связующее дополнительно может содержать отвердитель, например, полиизоцианат. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2043446
Класс(ы) патента: D21H27/12, D21H27/36, B32B29/00, H01B3/52, D21H13:16, D21H13:24, D21H17:52, D21H17:53
Номер заявки: 93041442/12
Дата подачи заявки: 19.08.1993
Дата публикации: 10.09.1995
Заявитель(и): Научно-производственное акционерное общество закрытого типа "Синтекс" (RU)
Автор(ы): Чайкина Евгения Алексеевна[RU]; Поддубный Петр Васильевич[UA]; Васильева Елена Ивановна[RU]; Приходько Юрий Николаевич[UA]; Пак Владимир Моисеевич[RU]
Патентообладатель(и): Научно-производственное акционерное общество закрытого типа "Синтекс" (RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к электроизоляционным бумагам и композиционным материалам на основе бумаг в сочетании с термостойкими полимерными пленками.
Известны и широко применяются в электротехнике бумаги на основе полиарамидных [1] и полиэфирных волокон [2]
Наиболее близкой к предлагаемой бумаге по технической сущности является электроизоляционная бумага, содержащая полиарамидные фибриды и волокнистый компонент из полиэфирного волокна. При этом полиэфирные волокна имеют одинаковую линейную плотность [3]
Эта известная бумага имеет недостаточно равномерную структуру, а высокая сомкнутость и гладкость поверхности этой бумаги ограничивают возможность ее использования в производстве электроизоляционных композиционных материалов.
Известен электроизоляционный материал на основе электроизоляционной бумаги, выполненный из одного или двух слоев указанной бумаги, содержащей волокнистый компонент из полиэфирных волокон, и слоя полиэфирной пленки, соединенной со слоем или слоями бумаги с помощью связующего. В качестве связующего используют полиамидную или полиимидную смолу [4] При этом связующее наносят на электроизоляционную бумагу в два приема. Сначала на бумагу наносят лаковый слой на основе полиимида, затем после сушки лаковый слой полиамида, после чего бумагу вновь подвергают сушке каландрированию при температуре 190-210оС и давлении 6 кг/м2. После такой обработки бумага дублируется с полиэтилентерефталатной пленкой при температуре 50оС и скорости 6 м/мин.
Процесс получения такого материала крайне сложен технически и мало производителен.
Техническим результатом изобретения является повышение равномерности структуры электроизоляционной бумаги, снижение сомкнутости и гладкости ее поверхности при сохранении высоких физико-механических параметров.
Этот технический (эффект) результат достигается тем, что в электроизоляционной бумаге, содержащей полиарамидные фибриды и волокнистый компонент из полиэфирных волокон, согласно изобретению, волокнистый компонент выполнен из двух видов полиэфирных волокон с различной линейной плотностью, соответственно равной 0,12-0,22 и 0,33-0,60 текс при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Полиарамидные фибриды 100 Полиэфирное волокно с ли- нейной плотностью 0,12- 0,22 текс 20-300 Полиэфирное волокно с ли- нейной плотностью 0,33- 0,60 текс 8-130
При этом бумага может дополнительно содержать поливинилспиртовое волокно в количестве 6,5-11,0 мас.ч. на 100 мас.ч. полиарамидных фибридов.
Другим техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности электроизоляционного материала, технологичности и производительности процесса его изготовления.
Этот технический результат достигается тем, что в электроизоляционном материале на основе электроизоляционной бумаги, выполненном из одного или двух слоев указанной бумаги, содержащей волокнистый компонент из полиэфирных волокон, и слоя полиэфирной пленки, соединенной со слоем или слоями бумаги с помощью связующего, согласно изобретению, бумага дополнительно содержит полиарамидные фибриды, волокнистый компонент выполнен из двух видов полиэфирных волокон с различной линейной плотностью, соответственно равной 0,12-0,22 и 0,33-0,6 текс при следующем соотношении компонентов мас.ч. Полиарамидные фибриды 100 Полиэфирное волокно с ли- нейной плотностью 0,12- 0,22 текс 20-300 Полиэфирное волокно с ли- нейной плотностью 0,33- 0,60 текс 8-130, а в качестве связующего материала содержит смесь полиэфирной и эпоксидной смол при их соотношении соответственно 1:5-5:1.
При этом бумага может также дополнительно содержать поливинилспиртовое волокно в количестве 6,5-11,0 мас.ч. на 100 мас.ч. полиарамидных фибридов, а связующее отвердитель в количестве 3-10 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего.
Применение указанной смеси полиэфирных волокон позволяет получить устойчивую волокнистую суспензию без комков и хлопьев, возникающих за счет перепутывания и свойлачивания волокон в процессе диспергирования, что в дальнейшем позволяет получить равномерную структуру листа бумаги.
Указанное соотношение этих полиэфирных (ПЭ) волокон и полиарамидных (ПА) фибрид оказало неожиданное влияние на сомкнутость поверхности при ее термообработке на каландрах в сторону снижения (уменьшение показателя объемной плотности). Кроме того, в процессе термообработки такой бумаги на каландрах на одной из сторон бумаги образуется шероховатость, что, по-видимому, связано с разложением незакристаллизованной (аморфной) части полимера волокна и выход его на поверхность бумаги (легкое прилипание к горячим цилиндрам). Это явление приводит к снижению гладкости поверхности одной из сторон бумаги.
Введение в состав (композицию) бумаги дополнительно поливинилспиртовых (ПВС) волокон, прекрасно смачиваемых водой и набухающих в ней, способствуют равномерному распределению полиэфирных волокон и полиарамидных фибридов в суспензии, что, соответственно, улучшает просвет бумаги и повышает равномерность структуры листа.
Поливинилспиртовое волокно, будучи высокополярным полимером с большим количеством гидроксильных групп в процессе сушки бумаги и ее термообработки хорошо смачивает (обволакивает) поверхность гидрофобных полиэфирных волокон, тем самым создавая, по-видимому, дополнительные активные центры в бумаге, что положительно сказалось на адгезионной прочности электроизоляционного материала.
Использование в материале слоев бумаги, имеющей пониженную сомкнутость и гладкость поверхности, содержащую поливинилспиртовое волокно, и использование в качестве связующего смеси полиэфирной и эпоксидной смол, способных реагировать с активными группами бумаги, позволяют повысить адгезионную прочность материала, упростить технологию и повысить производительность получения материала.
Электроизоляционную бумагу изготавливают следующим образом.
Полиэфирные волокна линейной плотности 0,12-0,22 текс и 0,33-0,60 текс длиной резки 4-6 мм диспергируют в воде при концентрации 0,4-1,0% и смешивают с суспензией полиарамидных фибрид, размолотых до 48-52о ШР и СДВ 90-110 дг.
При изготовлении бумаги с поливинилспиртовым волокном диспергируют в воде смесь полиэфирных м поливинилспиртовых волокон, а затем смешивают с суспензией полиарамидных фибрид.
Из полученной суспензии отливают полотно на бумагоделательной машине с наклонной сеткой при концентрации 0,01-0,03% Сушат бумажное полотно при температуре 70-100оС. Бумагу подвергают термомеханической обработке на каландрах при температуре 215-250оС, преимущественно 230-240о и давлении 96-144 бар при скорости 20 м/мин.
П р и м е р 1. Полиэфирные волокна различной плотности длиной 4-6 мм диспергируют в воде при концентрации 0,6% и смешивают с суспензией полиарамидных фибрид, размолотых до 50о ШР и средневзвешенной длины волокна 96 дг (опыты 1-5), а также с суспензией поливинилспиртовых волокон (опыты 6-11).
Полученную суспензию подают на буммашину. Формуют полотно бумаги и сушат его при температуре 70-100оС. Затем бумагу подвергают термомеханической обработке на каландрах при температуре 240оС и давлении 96 бар при скорости 20 м/мин.
Полученную бумагу подвергают испытанию. Результаты испытаний приведены в табл.1.
Как видно из данных, приведенных в таблице, предлагаемая бумага, по сравнению с бумагой по прототипу, имеет меньшую сомкнутость (ниже объемную массу) и гладкость поверхности при сохранении механических и электрических свойств.
Полученную бумагу перерабатывают в электроизоляционный материал. При изготовлении электроизоляционного материала в качестве связующего используют смесь полиэфирной и эпоксидной смолы. При этом связующее дополнительно может содержать отвердитель. В качестве полиэфирной смолы используют сложные полиэфирные смолы с температурой плавления 65-155оС, например, полиэфирная смола на основе диметилового эфира терефталиевой кислоты и этиленгликоля или диметилового эфира терефталевой кислоты, этиленгликоля и диэтиленгликоля.
В качестве эпоксидной смолы может использоваться эпоксиднодиановая смола с эпоксидным числом 8-22, например, ЭД-8, ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, эпоксидноноволачная смола, например, УП-643.
В качестве отвердителя могут использоваться полиизоционаты, например, тример-толуилендиизоционат (Суризон БТП-Д). Могут использоваться также отвердители латентного типа, например, комплекс трехфтористого бора.
П р и м е р 2. Электроизоляционный материал получают следующим образом. Готовят раствор связующего. Для чего берут 250 г полиэфирной смолы на основе диметилового эфира терефталевой кислоты, этиленгликоля и диэтиленгликоля и растворяют в формальгликоле. После полного растворения полиэфира в раствор добавляют 50 г эпоксиднодиановой смолы (марка ЭД-20) и перемешивают смесь до получения однородного раствора. Полученный раствор связующего наносят на одну или обе стороны полиэтилентерефталатной пленки толщиной 125 мм и пропускают через сушильную камеру пропиточно-лакировочной машины со скоростью 25 м/мин при температуре 120-130оС для удаления растворителя. Затем на отлакированную сторону пленки накладывают бумагу, полученную по примеру 1 и опыт 1 и с той же скоростью при той же температуре припрессовывают на валковом прессе (каландре) при давлении 5 кг/см2. Получают композиционный материал односторонний: пленка ПЭТ + бумага (опыты 15-16) или двухсторонний: бумага + пленка + бумага (опыт 17).
П р и м е р 3. Электроизоляционный материал получают аналогично примеру 2, отличие заключается в том, что используют бумагу по примеру 1, опытам 6, 10, в качестве связующего используют полиэфирную смолу на основе диметилтерефталата и этиленгликоля и эпоксидную смолу марки ЭД-22 при их соотношении 1:1.
П р и м е р 4. Электроизоляционный материал получают аналогично примеру 2. Отличие состоит в том, что используют бумагу по примеру 1, опыту 8, в качестве связующего используют полиэфирную смолу на диметилтерефталате, диэтиленгликоле и глицерине и эпоксидную смолу марки ЭД-16 при соотношении 1:5.
П р и м е р 5. Электроизоляционный материал получают аналогично примеру 2, отличие заключается в том, что в раствор связующего, после полного растворения полиэфирной и эпоксидной смолы, вводят отвердитель Суризон БТП-Д в количестве 5 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего.
Показатели полученных материалов приведены в табл.2. Там же приведены результаты испытаний материала по прототипу (пример 6).
Как видно из данных, приведенных в табл.2, предлагаемый материал имеет более высокую адгезионную прочность, при сохранении электрических и механических свойств.
Кроме того, при изготовлении материала используют непропитанную бумагу (исключается предварительная 2-х ступенчатая пропитка бумаги) и композиционный электроизоляционный материал получают за один проход (вместо двух проходов при получении материала прототипа) при скорости 25 м/мин (вместо 6 м/мин при изготовлении материала прототипа). То есть, предлагаемый материал позволяет повысить и производительность его изготовления.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает достижение технического результата и соответствует требованию промышленной применимости, так как осуществимо на действующем оборудовании с использованием промышленно выпускаемого сырья и химикатов.
Формула изобретения: 1. Электроизоляционная бумага, содержащая полиарамидные фибриды и полиэфирные волокна, отличающаяся тем, что она содержит смесь полиэфирных волокон с различной линейной плотностью, соответственно равной 0,12 0,22 и 0,33 0,60 текс, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.
Полиарамидные фибриды 100
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,12 0,22 текс 20 300
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,33 0,60 текс 8 130
2. Бумага по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит поливинилспиртовое волокно в количестве 6,5 11,0 мас.ч.
3. Электроизоляционный материал, выполненный из одного или двух слоев электроизоляционной бумаги, содержащей полиэфирные волокна, и слоя полиэфирной пленки, соединенной с помощью связующего со слоем или слоями электроизоляционной бумаги, отличающийся тем, что электроизоляционная бумага дополнительно содержит полиарамидные фибриды, при этом она содержит смесь полиэфирных волокон с различной линейной плотностью, соответственно равной 0,12 0,22 и 0,33 0,60 текс, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.
Полиарамидные фибриды 100
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,12 0,22 текс 20 300
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,33 0,60 текс 8 130
а в качестве связующего материал содержит смесь полиэфирной и эпоксидной смолы при их соотношении от 1:5 до 5:1.
4. Материал по п.3, отличающийся тем, что связующее дополнительно содержит отвердитель, например полиизоцианат, в количестве 3 10 мас.ч. на 100 мас.ч. связующего.
5. Материал по п.3, отличающийся тем, что бумага дополнительно содержит поливинилспиртовое волокно в количестве 6,5 11,0 мас.ч.