RU2032949C1

RU2032949C1 - Process of manufacture of electric insulation material

Info

Publication number: RU2032949C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Федорович КИБОЛ; Сергей Александрович Барыкин; Роман Викторович КИБОЛ; Анатолий Никитич Давиденко; Анатолий Матвеевич Новик
Original assignee: Виктор Федорович КИБОЛ; Сергей Александрович Барыкин; Роман Викторович КИБОЛ; Анатолий Никитич Давиденко; Анатолий Матвеевич Новик
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: process is aimed at creation of flexible electric insulation material with enhanced flexibility, electrical and mechanical strength. Fabric is manufactured from twisted basalt filaments, diameter, not less than 9 μ with linear density in warp 100-250 texes x 1 x 2, in weft 100-250 texes x 1 x 4 with multilayer weaving 1-3 mm thick. Fabric is impregnated with epoxy binder containing silicasole with following proportion of components; per cent by mass: epoxy binder 60-80, silicasole 20-40. EFFECT: expanded application field, enhanced operational characteristics.

Description

Изобретение относится к изготовлению материалов на текстильной основе, а более точно к материалам, применяемым в электрических машинах и аппаратах в качестве пазовой изоляции различных прокладок. The invention relates to the manufacture of materials based on textile, and more specifically to materials used in electrical machines and apparatuses as groove insulation of various gaskets.

Известна пропитанная стеклоткань марки Т-20, применяемая для электроизоляции. Она изготовлена из стеклянных нитей толщиной 0,15 мм/см а.с. N 599284, кл. Н 01 В 3/04, 1978). Этот материал обладает хорошей прочностью относительно его малой толщины, а также удовлетворительной огнестойкостью. Однако, при необходимости производства материала с электрической прочностью 30-40 кв общая толщина слоев должна быть не менее 4 мм. Набрать такую толщину можно только за счет увеличения числа слоев. Электроизоляционный материал такой толщины трудно получить: образуются внутри слоев складки, пористости, пустоты, появляются расслоения слоев как внутренних, так и наружных. Это снижает как механическую, так и электрическую прочность материала, его эксплуатационные характеристики. Known impregnated fiberglass brand T-20, used for electrical insulation. It is made of glass filaments with a thickness of 0.15 mm / cm a.s. N 599284, cl. H 01 B 3/04, 1978). This material has good strength with respect to its small thickness, as well as satisfactory fire resistance. However, if it is necessary to produce a material with an electric strength of 30–40 kV, the total layer thickness should be at least 4 mm. This thickness can only be achieved by increasing the number of layers. An insulating material of such a thickness is difficult to obtain: folds, porosities, voids are formed inside the layers, layers of layers, both internal and external, appear. This reduces both the mechanical and electrical strength of the material, its operational characteristics.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является пропитанная ткань (положительное решение по заявке N 4778822, кл. Н 01 В 3/48, 3/50, от 08.01.1990). Материал согласно этому изобретению выполнен на текстильной основе. Ткань выполнена из базальтовых крученых нитей линейной плотности в основе 275-388 текс х1 х 2, в утке 275-385 текс х 1 х 4 многослойным переплетением толщиной 2,8-4 мм, при этом ткань пропитана эпоксидными компаундами. The closest in technical essence and the achieved effect is the impregnated fabric (a positive decision on the application N 4778822, CL N 01 B 3/48, 3/50, from 01/08/1990). The material according to this invention is made on a textile basis. The fabric is made of linear density basalt twisted yarns at the base of 275-388 tex x1 x 2, in the weft 275-385 tex x 1 x 4 with a multilayer weave 2.8-4 mm thick, while the fabric is impregnated with epoxy compounds.

Применение в качестве электроизоляционного слоя базальтовой ткани дает возможность снизить себестоимость изделия по статье "сырье", так как стоимость исходного сырья для стеклонити на два порядка выше, чем стоимость исходного сырья для базальтовой нити. При этом следует отметить, что при производстве базальтовой нити отпадает необходимость в таких дефицитных компонентах как кальцинированная сода и борная кислота. The use of basalt fabric as an insulating layer makes it possible to reduce the cost of the product under the article "raw materials", since the cost of the raw material for glass fiber is two orders of magnitude higher than the cost of the raw material for basalt thread. It should be noted that in the production of basalt thread there is no need for such scarce components as soda ash and boric acid.

Трудозатраты при использовании пропитанной базальтовой ткани на изготовление электроизоляционного слоя уменьшается в 4,3 раза, что также является преимуществом для применения материалов на основе базальтовых тканей. The labor costs when using impregnated basalt fabric for the manufacture of an insulating layer is reduced by 4.3 times, which is also an advantage for the use of materials based on basalt fabrics.

Кроме этого, после пропитки базальтовой ткани эпоксидными компаундами и установки ее в изделие пробивное напряжение предполагаемого электроизоляционного материала составляет 36 кВ, а сопротивление надрыву 10450 Н. У материала на основе стеклоткани эти показатели составляют при прочих равных условиях соответственно 8,6-13,0 кВ и 1000-2000 Н. In addition, after impregnating basalt fabric with epoxy compounds and installing it in the product, the breakdown voltage of the proposed electrical insulating material is 36 kV, and the tear resistance is 10450 N. For indicators based on fiberglass, these indicators are, other things being equal, 8.6-13.0 kV, respectively and 1000-2000 N.

Недостатком этого электроизоляционного слоя является сравнительно невысокая термостойкость, обусловленная применением в качестве пропиточного связующего эпоксидных компаундов. С другой стороны эти компаунды обладают и повышенной дефицитностью и сравнительно высокой стоимостью, что обуславливает повышенную стоимость электроизоляционного материала. К недостаткам данного способа можно отнести также относительно небольшую гибкость электроизоляционного материала. The disadvantage of this insulating layer is the relatively low heat resistance due to the use of epoxy compounds as an impregnating binder. On the other hand, these compounds have an increased scarcity and a relatively high cost, which leads to an increased cost of electrical insulation material. The disadvantages of this method include the relatively small flexibility of the insulating material.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эластичности, электрической и механической прочности гибкого электроизоляционного материала и снижение трудозатрат при его производстве. The aim of the present invention is to remedy these disadvantages, increase the elasticity, electrical and mechanical strength of a flexible insulating material and reduce labor costs in its production.

Поставленная цель достигается тем, что пропитанная ткань для гибкого электроизоляционного материала выполнена из базальтовых крученых нитей диаметром менее 9 мкм, линейной плотности в основе 100-250 текс х 1 х 2, в утке 100-250 текс х 1 х 4 многослойным переплетением толщиной 1-3 мм, при этом ткань пропитана эпоксидным связующим, содержащим кремнезоль. This goal is achieved by the fact that the impregnated fabric for a flexible insulating material is made of twisted basalt threads with a diameter of less than 9 microns, a linear density of 100-250 tex x 1 x 2 in the warp, and 100-250 tex x 1 x 4 in a weft with a 1- multi-layer weave 3 mm, while the fabric is impregnated with an epoxy binder containing silica sol.

В основу изобретения положена задача создать слой электроизоляционного материала, обеспечивающий повышенную термостойкость при одновременном уменьшении стоимости и дефицитности получаемого изделия. The basis of the invention is the task of creating a layer of electrical insulating material, providing increased heat resistance while reducing cost and scarcity of the resulting product.

Поставленная задача решается следующим образом:
П р и м е р 1. В реактор снабженный мешалкой, загружают эпоксидную смолу 60 мас. и кремнезоль 40мас. перемешивают в течение 20 мин и пропитывают базальтовую ткань.The problem is solved as follows:
PRI me R 1. In a reactor equipped with a stirrer, load the epoxy resin 60 wt. and silica sol 40mass. mix for 20 minutes and infiltrate the basalt fabric.

Для сравнения, согласно описанным выше режимам прототипа, был изготовлен образец электроизоляционного материала на основе ткани из базальтового волокна, пропитанный эпоксидным связующим без добавки кремнезоля при этом пробивное напряжение электроизоляционного материала составило 36 кВ, с добавкой кремнезоля составило 40 кВ. For comparison, according to the prototype modes described above, a sample of an insulating material based on a basalt fiber fabric was prepared, impregnated with an epoxy binder without silica addition, and the breakdown voltage of the insulating material was 36 kV, with silica addition it was 40 kV.

П р и м е р 2. Для обоснования линейной плотности по основе и утку были изготовлены различные образцы тканей. PRI me R 2. To justify the linear density of the base and weft were made various tissue samples.

При использовании в основе базальтовых крученых нитей линейной плотности менее 100 текс х 1 х 2 и в утке менее 100 текс х 1 х 4 не достигается толщина ткани 1,00 мм, что необходимо для обеспечения электрической прочности материала. When using basalt twisted yarns with a linear density of less than 100 tex x 1 x 2 and in a weft less than 100 tex x 1 x 4, the fabric thickness of 1.00 mm is not achieved, which is necessary to ensure the electric strength of the material.

При использовании в основе нитей линейной плотности более 250 текс х 1 х 2 и в утке более 250 текс х 1 х 4 толщина ткани превышает 3 мм, что не требуется для обеспечения диэлектрических свойств материала и необосновано увеличивается материалоемкость ткани. When using a linear density of more than 250 tex x 1 x 2 in the warp and more than 250 tex x 1 x 4 in the weft, the thickness of the fabric exceeds 3 mm, which is not required to ensure the dielectric properties of the material and the material consumption of the fabric unreasonably increases.

Применение в основе и утке нитей, указанных выше, линейных плотностей пропитанных кремнезолем обеспечивает высокие адгезионные свойства базальтовой многослойной ткани толщиной 1-3 мм, отпадает необходимость в формировании межслоевого клеевого состава. The use in the warp and weft of the threads indicated above of linear densities impregnated with silica provides high adhesion properties of a basalt multilayer fabric with a thickness of 1-3 mm, there is no need for the formation of an interlayer adhesive composition.

При этом в опрессованной многослойной базальтовой ткани, пропитанной эпоксидно-кремнезельной связкой, обеспечива- ется постоянная высокая прочность слоев ткани при высоких температурах, повышается работа на межслойный сдвиг и трансверсальная связь в многослойной ткани. At the same time, in the pressed multilayer basalt fabric impregnated with an epoxy-silica binder, a constant high strength of the fabric layers is ensured at high temperatures, the work on interlayer shear and transversal bond in the multilayer fabric is increased.

Все это в конечном итоге повышает эластичность, электрическую и механическую прочность гибкого электроизоляционного материала. All this ultimately increases the elasticity, electrical and mechanical strength of a flexible insulating material.

После пропитки этой ткани эпоксидным связующим, содержащим кремнезоль пробивное напряжение предлагаемого электроизоляционного материала составило 42 кВ у прототипа 36 кВ. After impregnation of this fabric with an epoxy binder containing silica sol, the breakdown voltage of the proposed electrical insulation material was 42 kV for the prototype 36 kV.

Пропитанная ткань для гибкого электроизоляционного материала находит широкое применение для производства печатных плат, в радиоэлектронной промышленности, в производстве изделий бытового потребления, в строительных и конструкцион- ных материалах, в промышленности и в сельском хозяйстве, в авиастроении. Impregnated fabric for flexible insulating material is widely used for the manufacture of printed circuit boards, in the electronics industry, in the production of consumer goods, in construction and structural materials, in industry and in agriculture, and in aircraft manufacturing.

Claims

METHOD FOR PRODUCING ELECTRIC INSULATION MATERIAL, including fabric formation, the warp and wefts of which are made from twisted threads, the fabric is impregnated with an epoxy binder composition, characterized in that basalt threads with a diameter of 6 to 9 microns with a linear density of 100,250 tex x 1 x are used in the fabrication of the fabric 2 and in a weft 100,250 tex x 1 x 4 with a multilayer weave with a thickness of 1 3 mm, and silica sol is additionally added to the composition when impregnated in the following ratio of components, wt.

Epoxy Binder 60 80
Silica sol 20 40