[发明专利]一种高导热超薄云母带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于少胶云母带制造技术领域，尤其涉及高导热的单面补强少胶超薄云母带及其制备方法。

背景技术

云母带是电机特别是大型、高压电机中不可替代的最为关键的绝缘材料，但云母的机械强度太低，不能满足电机制造过程中和电机实际运行中对机械强度的要求，必须使用补强材料予以增强。目前，国家标准、行业标准、各个云母带生产企业的企业标准中所用的补强材料都是电工用无碱玻璃纤维布、绝缘纸、塑料薄膜。

从上世纪50年代VPI技术诞生之日起，世界各大电机公司和绝缘材料制造公司就从未停止对少胶云母带的研究。目前世界上具有少胶云母带生产能力的公司较多，比较出名的包括瑞士Von-Roll-ISOLA、瑞士Micafil、比利时COGEBI、德国Krempel、巴西DMI等，日本、韩国等也都拥有众多具备少胶云母带生产能力的公司。

少胶云母带有多个种类，其中高导热少胶云母带最近才发展起来的，该类少胶带除了使用环氧树脂或聚酯树脂作为胶粘剂外，还在胶粘剂中加入了高导热性的三氧化二铝、氮化硼等无机微粒，使形成的绝缘层导热性提高，可以降低电机的温升，缩小电机体积，但由于成本较高，对整机温升和散热作用有限，目前高导热少胶云母带在电机上的应用还不是十分广泛。

国外Vonroll公司在上世纪90年代就研制出了高导热少胶云母带，应用于ABB和东芝的发电机，可以显著降低定子线圈的温升。尽管如此，目前仍未得到广泛的使用，主要是现有高导热少胶云母带的导热性仍不是很高，仅从原来的0.3W/(m·K)提升到0.5W/(m·K)；二是虽然可降低定子线圈的温升，但对整机的散热能力贡献有限；三是价格成本的限制。国内对高导热多胶云母带做过一些研究，但也未能得到批量应用，而高导热少胶云母带则更是很少有人涉足。但作为未来的一个发展方向，还是可以在这方面做一些基础研究工作，如在云母纸抄造过程中加入导热纤维或颗粒、使用高导热胶粘剂、甚至开发高导热补强材料和具有高导热性的浸渍树脂与之配合使用，以全面提高整个主绝缘系统的导热性，这其中有很多需要解决的基础问题。

发明内容

由于在大功率发电机中需要较高的导热要求，因此国内外早已开始研究将高导热填料加入到普通云母带中，最常见的是加入纳米氧化铝，但是由于其碱性较大，使得胶化的时间缩短，影响云母带的储存期；此外在云母带加入固体填料还会使得云母带的加工过程中出现沉降、分层等问题。针对现有技术中存在的这些问题，本发明对纳米氧化铝进行了特殊的表面改性，并在加工工艺上进行了改进，使得云母带既满足良好的导热性能，不会减少使用寿命，又具有较好的加工性能。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

一种高导热超薄少胶云母带的生产方法，包括以下步骤：1)、纳米氧化铝的改性；2)聚芳纶纤维无纺布浸渍；3)复合；4)、烘焙；5)、冷却切割；其特征在于：

1)纳米氧化铝的改性：有机酸和阳离子表面活性剂，钛酸四丁酯按照1：1-2：0.1-0.5的质量比混合，将纳米氧化铝浸渍在混合液中1-10h，用去离子水洗涤后干燥，即可得到改性纳米氧化铝；

2)、聚芳纶纤维无纺布浸渍；将0.025～0.060mm厚的聚芳纶纤维无纺布开卷，过装有浸渍胶黏剂的胶槽，所述的浸渍胶黏剂包括主胶，有机溶剂，改性剂，改性纳米氧化铝，所述主胶为环氧型胶粘剂或聚酯环氧型胶粘剂，有机溶剂为碳酸二甲酯或聚乙二醇，改性剂是石油磺酸钡或是有磺酸钠；其中主胶，有机溶剂，改性剂，改性纳米氧化铝的质量比是1：0.05-0.2：0.01-0.05：0.01-0.1，优选为1：0.1-0.2：0.02-0.04：0.03-0.05；

3)复合：将云母纸开卷并复合在涂了胶黏剂的聚芳纶纤维无纺布上，用滚筒将二者压合在一起形成云母带胚带；

4)、烘焙：将上述云母带胚带通过烘箱烘焙，烘箱的温度由室温逐渐升高到40℃～80℃，烘焙3～8min；

5)、冷却切割：出烘焙后在室温空气中冷却2～3min，冷却后将制成的云母带胚料进行收卷；将云母带胚料装置在分切机上，按客户要求的宽度进行分切成带状并收卷，即得到产品

步骤1)中所述有机酸是乙酸或乙二酸；所述阳离子表面活性剂是咪唑啉类或三嗪类表面活性剂；有机酸和阳离子表面活性剂，钛酸四丁酯的质量比优选是1：1：0.3的质量比混合。

步骤2)中所述主胶为环氧型胶粘剂或聚酯环氧型胶粘剂，有机溶剂为碳酸二甲酯或聚乙二醇，改性剂是石油磺酸钡或是有磺酸钠；