[发明专利]电绝缘复合物材料及包含其的电学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于纸或压板形式的电绝缘复合物材料，其中所述电绝缘复合物材料通过经由照射处理的后处理方法获得。

背景技术

油浸式配电和电力变压器的绝缘可以通过纤维素或聚合物的纸和压板实现。纤维素纸或压板主要用于具有较低热稳定性要求的变压器中，而聚合物纸或压板主要用于具有较高热稳定性要求的变压器中。杜邦的Nomex和3M的Thermal Shield是常见的市售聚合物纸或压板。通常而言，纤维素纸或压板比聚合物纸或压板更广泛地使用。主要原因是纤维素纸或压板的成本比聚合物制成的低很多。但是，纤维素纸或压板在高温下的使用受限于纤维素材料的低热稳定性。另一方面，由于聚合物纸或压板具有较高的成本，因此其应用也是不令人满意的。此外，对于一些应用，需要纸或压板不仅具有合适的高热稳定性，还具有增加的机械性能，以使得纸或压板能够提供更好的电绝缘性能。

过去，已有尝试对纸或压板的性能进行改进，大部分尝试主要集中在选择不同的聚合物和不同的加工方法。照射处理，例如电子束照射处理，γ照射处理和X光照射处理是增加一些聚合物材料的交联密度的有效方法，由此增加了聚合物的机械性能。然而，直到目前，在涉及电绝缘纸或压板的申请中也鲜有关于照射处理的报道。

US 6 824 728 B2涉及一种交联聚丙烯酸酯组合物的方法，其中，通过用电子束选择性地照射压敏粘合剂组合物，聚合物仅在特定的结构上固化，因此，可以制备结构化的压敏胶组合物。

US 3 707 692公开了一种通过用包含纤维素溶胀剂和能够与纤维素分子交联的化合物的组合物来浸渍纤维素，由此增加纤维素材料的尺寸稳定性的方法。所述交联在升高的温度下，在不存在酸性催化剂的情况下发生，并且交联的纤维素材料可用作电学装置中的绝缘器。

仍需要提供具有改进性能的纸或压板形式的电绝缘的复合物材料，所述性能例如改进的热稳定性和更好的机械性能。

发明内容

本发明提供一种纸或压板形式的电绝缘的复合物材料，其中所述电绝缘复合物材料可以通过经由照射处理的后处理方式获得。

本发明一个方面涉及用于后处理的照射处理，其中所述用于后处理的照射处理是电子束照射、γ照射和X光照射或其结合。根据本发明的一个实施方案，所述电子束照射、γ照射和X光照射在环境空气气氛下或者在注入惰性气体的情况下进行。根据本发明的另一个实施方案，电子束照射、γ照射和X光照射的剂量为30kGy至300kGy，优选50kGy至200kGy。

本发明的另一个方面涉及电绝缘复合物材料，其中所述复合物材料由纤维和纤条体组成。根据本发明的一个实施方案，所述纤维包含以下纤维中的至少一种：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯腈纤维、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、聚磺酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯醚纤维、聚醚砜纤维、聚醚醚酮纤维、聚醚酰亚胺纤维和纤维素纤维。根据本发明的另一个实施方案，所述纤条体包含以下纤条体中的至少一种：聚丙烯腈类纤条体、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤条体、聚萘二甲酸乙二醇酯纤条体、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤条体、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤条体、聚间苯二甲酰间苯二胺纤条体和聚磺酰胺纤条体。

根据本发明的一个实施方案，基于电绝缘复合物材料的总重量计，电绝缘复合物材料中的纤维的量为5重量％至95重量％，纤条体的量为5重量％至95重量％。

根据本发明的一个实施方案，所述电绝缘复合物材料为纸或压板的形式。

本发明的另一个方面涉及包含上述电绝缘复合物材料的电学装置，例如电力变压器或电动机。

本发明的发明人出乎意料地发现，通过使用电子束照射、γ照射和X光照射进行后处理可以提供一种具有改进的机械性能和热稳定性的电学装置，尤其是高压绝缘装置。具体而言，电绝缘复合物材料在这种照射处理之后显示出显著不同的性能。例如，由聚丙烯腈纤条体和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制备的电绝缘复合物材料(实施例1)，在电子束照射处理之后，降解5％的温度从323℃升高到339℃，抗拉强度从约100MPa升高到约115MPa，并且可压缩性从3.5％降低至3.1％。

附图说明

下文将参照本文所附的附图示例性地说明本发明的实施方式，附图中：

图1是根据本发明的一个实施方案的方法的示意性流程图。

具体实施方式