Электроизоляционная лента и способ ее изготовления

 

Оп ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»649046

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 031276 (21) 2425588/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки РЙ—

Н 01 В 3/00

1«еуцарстненный комитет

СССР по делим изобре1ении и »1крытмй (23) Приоритет (53) УДК 821 ° 315

<088. 85

Опубликовано 25.0279.Бюллетень,% 7

Дата опубликования описания 2502.79 (72) Авторы изобретения л. 3. Аснович, н. н. Александров, A. и. петрашко и В. В. трезвов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ЛЕНТА И СПОСОБ

ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Предложение относится к электро изоляционным материалам, содержащим слюду и применяемым, в частности, в конденсаторостроении.

В настоящее время для создания нагревостойких конденсаторов намотанного типа используются тонкие рулонные материалы на основе слюдяных бумаг. Для обеспечения необходимых электрофизических и технологических характеристик бумага должна быть пропитана связующим соответствующей нагревостойкости.

Известны материалы на основе слюдяной бумаги, склеенной с материалом на основе волокон и пленок ароматического полиамида (1), (2). Однако такой композиционный материал может быть получен толщиной не менее 0,1—

0,2 мм со сравнительно небольшой электрической проницаемостью (2,5

3), вследствие чего он не пригоден для использования в конденсаторостроении.

Известны электроизоляционные ленты из слюдяной бумаги, поры которых содержат кремнийорганическое связую- щее (3).

Существенный недостаток этих лент заключается в том,что пленки кремний- органических полимеров, входящие в состав материала, имеют повышенную дефектность, вследствие чего получается недостаточный уровень средней электрической прочности материала, а главное — низки минимальные значения электрической прочности в отдельных точках. Кроме того, такие ленты имеют малую механическую прочность на надрыв и недостаточную эластичность, что затрудняет их применение из-эа частых обрывов и изломов.

Цель данного предложения — повышение диэлектрических и механических свойств ленты.

Указанная цель достигается тем, что электроиэоляционная лента на основе слюдяной бумаги, поры которой содержат кремнийорганическое связующее, дополнительно содержит слой циклогетероцепного полимера, при этом поры, прилегающие к этому слою, частично содержат циклогетероцепной полимер.

Способ изготовления ленты заключается во введенйи с одной стороны в слюдяную бумагу кремнийорганического связующего до полного заполнения пор с указанной стороны и частично — с противоположной, термообработ649046 ке при температуре, обеспечивающей частичную полимериэацию связующего, нанесении на противоположную сторону циклогетероцепного полимера до заполнения пор, оставшихся не заполненными кремнийорганическим связующим, и образовании поверхностного покрытия с дополнительной термообработкой до полной циклизации циклогетероцепного полимера.

Конструкция материала схематически (условно) показана на чертеже.

Предлагаемая лента, представляет собой условно трехслойную композицию, составляющую единое целое, причем каждый из слоев непрерывно переходит, как бы врастает, один в другой. Эти слои условно можно обозначать следующим образом: первый слой 1- слюдяная бумага, йоры которой содержат кремнийофганйческое связующее, второй слой 2 — слюдяная бумага, поры которой частично содержат кремнийорганическое связующее, а частично.циклогетероцепной полимЕр, третий слой 3 слой циклогетероцепного полимера.

Известные способы изготовления электроизоляционных материалов неприемлемы для получения предлагаемой ленты. Дело в том,что слюдяная бумага мгновенно распадается под действием высокополярных сред, в особенности ЗО тех, которые хорошо совмещаются с водой. Вместе с тем простым подбором раствроителей с разной степенью полярности не удается достигнуть положительного результата, так как полимеры, растворимые в высокополярных растворителях„ высаживаются при взаимодействии с неполярными растворами полимеров, в результате чего не образуется единой композиции, Предлагаемая лента может быть получена только способам, заключающимся в следующем.

Слюдяная бумага с одной стороны пропитывается кремчийорганическим связующим, при этом скорость пропитки, температура и продолжительность сушки, а также вязкость пропиточного состава выбираются с таким расчетом, чтобы поры в бумаге со стороны пропитки и во внутренней части были полностью заполнены связующим, а в 50 наружном слое с противоположной стороны — только частично. С этой второй стороны предварительно проклеенная бумага лакируется раствором циклогетероцепного полимера, который заполняет поры в наружном слое в части, свободной от кремнийорганического полимера, и образует поверхностное пленочное покрытие. Таким образом, поверхностная пленка как бы врастает своими корнями в толщу слюдяной бумаги, что обеспечивает ее прочное сцепление с последней.

Одновременно исключаются остаточные газовые включения в материале, что особенно важно для конденсаторных диэлектриков, работающих в сильных электрических полях.

В качестве кремнийорганического связующего используются полимеры, имеющие достаточную эластичность, быстро приходящие в стадию В и сохраняющие это состояние при последующей сушке и термообработке покрытия из циклогетероцепного полимера. Условия пропитки и режим сушки слюдяной бумаги зависят от ее плотности, вязкости кремнийорганического .полимера, типа растэорителя и других факторов.

B частности, при использовании для пропитки конденсаторной слюдинитовой бумаги толщиной 16-19 мкм с плотностью 1,95-2,05 г/см лака КО-9121 последний применяют с вязкостью 1012 сек и осуществляют сушку материала сначала при нормальной температуре в течение 0,5 мин, а затем в сушильной камере машины при температуре 130150 С в течение 2-3 мин.

Пропитанную и высушенную слюдяную бумагу лакиоуют раствором циклогетероцепного полимера, например, полиамида, полиамидимида, полиимида и др.

Температура и продолжительность сушки должна обеспечивать полное отверждение пленки. Обычно температуру сушки поддерживают в пределах

180-250 C в течение 5-10 мин.

Толщина образующегося лакового покрытия зависит от вязкости раствора полимера и скорости движения лакирующего полотна.

Толщина поверхностной пленки на слюдяной ленте существенно влияет на ее свойства: увеличение толщины пленки приводит к увеличению общей толщины материала и, тем самым, к снижению удельных характеристик конденсаторов. При очень малой толщине поверхностного покрытия его эффективность может оказаться недостаточной.

Установлено, что оптимальная толщина покрытия лежит, в пределах 27 мкм.

Предлагаемый способ может быть также реализован путем использования одного пропиточного состава с различным молекулярным весом. Пропитка в этом случае осуществляется низкомолекулярным составом,а допропитка с противоположной стороны бумаги с одновременной лакировкой поверхности проводится высокомолекулярным составом. Ниже приведены примеры получения ленты в соответствии с изобретением.

Пример 1. Рулон слюдяной бумаги толщиной 0,016 мм устанавливают в отпускном механизме горизонтальной лакировально-пропиточной машины. Непрерывно пропускают полотно бумаги через нижнее лакирующее ! устройство содержащее 35Ъ-ный раст1 вор полиорганосилоксанового олиго649046 мера в толуоле. Скорость движенля полотна 1,0 м/мин. Затем материал поступает в сушильную камеру,нагретую на 150 С. Длина сушилки 2,75 м.

Способ сушки — аэрофонтанный. Дополнительная пропитка бумаги с противоположной стороны с одновременной ла- кировкой поверхности осуществляется

10%-ным раствором полиамидимида в

N — метилпирролидоне. Последующую сушку материала проводят при температуре 200 С и скорости движения полот- 10 на 0,5 м/мин.

Хар

Толщина, мм

0,03-0,04 0,03-0,05 0,03

0,04

Электрическая прочность при 20О C кВ/мм средняя

150-180 минимальная в отдельных точках

180

130

14,5

10,3

5,5

Диэлектрическая проницаемость при 20ОС 4,5-5

5,5-6,0

5,3

4,5

Конденсаторный слюдинит 111 — материал, состоящий из слюдяной бумаги, 35 пропитанной кремнийорганическим олигомером; самиканит конденсаторный — материал английской фирмы The Nicanite

and Insulators Со,состоящий из слюдяной бумаги самика, пропитанной кремнийорганическим связующим.

Как видно из приведенных данных, ленты, полученные в соответствии с изобретением, существенно превосходят известные материалы аналогичного назначения по электрической и механической прочности.

Повышенная механическая прочность лент, несмотря на отсутствие армирующей стеклоподложки, делает возможным их использование для непрерывной и гильзовой изоляции электрических машин. В этом случае благодаря отсутствию стеклоподложки возрастает удельный вес слюды в изоляции и, тем самым, могут быть повышены ее электрические 55 характеристики.

Формула изобретения

1. Электроизоляционная лента на основе слюдяной бумаги, поры которой содержат кремнийорганическое связующее, отличающаяся

Предел прочности при растяжении, кГ/мм

Пример 2. Лента изготавливается аналогично ленте по примеру 1, но дополнительная пропитка бумаги с противоположной с .ороны с одновременной лакировкой поверхности осуществляется 15%-ным раствором полиамида в диметилформамиде. Последующую сушку материала проводят при о температуре 180 С и скорости движения полотна 0,3 м/мин.

Свойства слюдяных лент по предлагаемому изобретению приведены в таблице.

80-100 190-220 230-250 тем, что, с целью повышения ее механических и диэлектрических свойств, она дополнительно содержит слой циклогетероцепного полимера, при этом поры, прилегающие к этому слою, частично содержат циклогетероцепной полимер.

2. Способ изготовления ленты по п.1,- заключающийся во введении с одной стОроны в слюдЯную бумагу кремнийорганического связующего до полного заполнения пор с укаэанной стороны и частичного — с противоположной, термообработке при температуре, обеспечивающей частичную полимеризацию связующего, нанесении на противоположную сторону циклогетероцепного полимера до заполнения пор,оставшихся не заполненными кремнийорганическим связующим,и образовании поверхностного покрытия с дополнительной термообработкой до полной циклизации циклогетероцепного полимера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Ивейцарии М 491470, кл. Н 01 В 3/30, 1970.

2.Патент США к 3548789, кл.174-122, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

9 274358, кл. 39 С, 30 (Н 01 В 3/46)

1968.

649046

Составитель A.Êðóãëèêoâ

Техред М. Петко Корректор Л. Веселовская

Редактор A,Садомов

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Эакаэ 569/49 Тираж 922 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5