树脂相容性层压结构体制造技术

本发明专利技术涉及一种适合于用作电绝缘材料的层压结构体，该层压结构体包括第一纸层，该第一纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式；以及支承层，该支承层包含单向长丝或单向纱线或织造纱线；其中该支承层粘合到该第一纸层上；该层压结构体具有15kV/mm或更大的介电强度、400秒或更小的Gurley孔隙率、以及60重量百分比或更大的总云母含量。该层压结构体可以进一步包括粘合到该支承层上的第二纸层，该第二纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】树脂相容性层压结构体
技术介绍

本专利技术涉及一种适合于作为电绝缘材料在如电动机、发电机和逆变器等中使用的层压结构体。相关技术的说明对于本领域技术人员而言，术语“云母纸”是指用高浓度的无机矿物云母(其量通常为至少90重量百分比或更大)与为粘结剂的其余部分(其为纸提供一定的机械完整性)制成的片材。然而，所得的云母纸不是机械上强韧的纸。授予Levit等人的美国专利号6,991,845和7,399,379披露了用于电绝缘或阻燃的片状结构，该片状结构包括具有富含云母面和贫云母面的阻挡层和包含附接于该阻挡层的贫云母面的可饱和背衬层的增强层。授予Levit等人的美国专利号6,991,845和授予Forsten等人的美国专利号6,312,561披露了芳族聚酰胺-云母共混的纸，其由间芳族聚酰胺纤维、间芳族聚酰胺纤条体和云母的均匀共混物制成。Levit等人进一步传授了这种“芳族聚酰胺-云母纸”，当与“云母纸”相比时，其具有优异的机械特性，并且可以在没有任何背衬增强的情况下使用。在一些例子中，在高压电绝缘材料市场中采用的片状结构体中使用“煅烧”云母是期望的，因为相比于“未煅烧”云母，煅烧云母具有改进的介电特性。当与天然的或未煅烧云母薄片相比时，煅烧提供较小尺寸的云母小片，这被认为改进了片材中云母的介电性能。不幸的是，这些较小尺寸的云母小片还形成较不多孔的层，这意味着该层可能难以用浸渍基质树脂来浸透。因此，需要的是制造层压结构体的改进方法，该层压结构体含有具有改进的孔隙率的煅烧云母。
技术实现思路
本专利技术涉及一种适合于用作电绝缘材料的层压结构体，该层压结构体包括：a)第一纸层，该第一纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式；以及b)支承层，该支承层包含单向长丝或单向纱线或织造纱线，该支承层具有第一面和第二面；其中该支承层的该第一面直接粘合到该第一纸层的面上；该层压结构体具有15kV/mm或更大的介电强度、400秒或更小的Gurley孔隙率、以及60重量百分比或更大的总云母含量。本专利技术还涉及一种适合于用作电绝缘材料的层压结构体，该层压结构体包括：a)第一纸层，该第一纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式；b)支承层，该支承层包含单向的或织造的长丝纱线，该支承层具有第一面和第二面；以及c)第二纸层，该第二纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式；其中该支承层的该第一面直接粘合到该第一纸层的面上，并且该支承层的该第二面直接粘合到该第二纸层的面上；并且该层压结构体具有60重量百分比或更大的总云母含量。优选地，层压结构体具有15kV/mm或更大的介电强度和400秒或更小的Gurley孔隙率。具体实施方式本专利技术涉及一种具有出人意料的高孔隙率和高介电特性的组合的层压结构体，该层压结构体至少包括第一纸层(含有煅烧云母和支承材料)以及支承层。第一纸层的面直接且均匀地粘合到支承层的面上。直接且均匀地粘合是指两层基本上彼此接触，条件是短语“接触”被理解为包括(但不限于)使用粘合剂将两层附接在一起。本专利技术还涉及一种多层层压结构体，该多层层压结构体至少包括第一纸层和第二纸层，各自含有煅烧云母和支承材料，其中支承层被定位在这两层纸之间并且附接至这两层纸上。如本文所使用的，“煅烧云母”是指云母，如白云母或金云母、或其共混物，其通过将天然云母加热至高温(通常大于800℃，有时大于950℃)而获得。这种处理去除了水分和杂质，并且改进了云母的耐温性。煅烧云母一般以片状颗粒的形式使用，并且白云母类型的云母是优选的。相比于天然云母或未煅烧云母，煅烧云母具有改进的介电特性和耐电晕性。当与天然或未煅烧的云母薄片相比时，煅烧提供了较小尺寸的云母小片。不幸的是，这些较小尺寸的云母小片还形成较不多孔的层，这意味着该层可能难以用浸渍基质树脂来浸透。通过测量层或层压结构体的Gurley孔隙率来证明层或层压结构体的孔隙率，该Gurley孔隙率测量在一定压差下使一定体积的空气通过一定的材料区域花费的时间(以秒计)。较高的值(即较长的时间)意味着较不多孔的结构。较小的值表明更多孔的结构。如本文所用的“未煅烧云母”是指基本上处于纯天然形式的云母(如白云母或金云母)，其优选已被均化和纯化以去除瑕疵和杂质。由于天然云母薄片的较大尺寸，未煅烧云母可以形成非常多孔的云母层。其易于被基质树脂润湿和浸渍。不幸的是，未煅烧云母具有比煅烧云母更低的介电强度。层压结构体中使用的第一纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料(基于该层中煅烧云母和支承材料的总量)。在一些优选的实施例中，第一纸层包含95至99百分比的均匀分布的煅烧云母和1至5重量百分比的支承材料(基于该层中煅烧云母和支承材料的总量)。均匀分布是指云母可以遍及纸层均匀分布，或云母可以遍及纸中的集中平面区(更接近该层的面之一)均匀地区域性地分布。在这个定义中隐含的是云母充分分布以提供最终层压结构体的期望的电性能。在第一纸层中，虽然仅存在少量的支承材料，但是按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式。已经发现，当按重量计大部分(即，大于50重量％)的支承材料是絮状物时，尽管存在极大量(90至99wt％)的煅烧云母，但所得的纸层具有出人意料的良好的孔隙率。优选地，基于纸层中的支承材料的总量，絮状物以60重量百分比或更大的量存在于第一纸层的支承材料中。在另一个实施例中，基于纸层中的支承材料的总量，絮状物以80重量百分比或更大的量存在于第一纸层的支承材料中。在一些实施例中，絮状物是芳族聚酰胺、纤维素、醋酸纤维、丙烯酸类、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、玻璃、岩棉、多晶如氧化铝、单晶如钛酸钾、或其混合物。在一个实施例中，第一纸层中的支承材料包含大于50重量百分比至65重量百分比的絮状物(基于该层中支承材料中的絮状物的总量)。在另一个实施例中，第一纸层中的支承材料包含65至80重量百分比的絮状物(基于该层中支承材料中的絮状物的总量)。在一些优选的实施例中，第一纸层中的支承材料包含1至20重量百分比的粘结剂和80-99重量百分比的絮状物(基于该层中支承材料中的粘结剂和絮状物的量)。支承材料含有大部分的絮状物，并且剩余的支承材料可以是一种或多种粘结剂。粘结剂可以是一种或多种类型的粘结剂，并且虽然该一种或多种粘结剂可以是本领域已知的用于粘合絮状物或纤维材料以形成纸的任何化学品或处理剂或添加剂，但在一个优选的实施例中，该粘结剂是粘结剂颗粒，优选具有薄膜状结构的颗粒。优选的粘结剂颗粒是纤条体，并且优选的纤条体是芳族聚酰胺纤条体。在一个优选的实施例中，第一纸层中的支承材料仅由呈芳族聚酰胺纤条体形式的芳族聚酰胺粘结剂和芳族聚酰胺絮状物组成。对于粘结剂、纤条体和絮状物优选的芳族聚酰胺包括聚(间苯二甲酰间苯二胺)。第一纸层本身优选地具有50克/平方米或更大的基重。在一些实施例中，100克/平方米或更大的基重是优选的。从实际的观点来看，该层具有150克/平方米的最大基重。在优选的实施例中，第一纸层本身具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合于用作电绝缘材料的层压结构体，该层压结构体包括：a)第一纸层，该第一纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式；以及b)支承层，该支承层包含单向长丝或单向纱线或织造纱线，该支承层具有第一面和第二面；其中该支承层的该第一面直接粘合到该第一纸层的面上；该层压结构体具有15kV/mm或更大的介电强度、400秒或更小的Gurley孔隙率、以及60重量百分比或更大的总云母含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.04 US 62/3315611.一种适合于用作电绝缘材料的层压结构体，该层压结构体包括：a)第一纸层，该第一纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式；以及b)支承层，该支承层包含单向长丝或单向纱线或织造纱线，该支承层具有第一面和第二面；其中该支承层的该第一面直接粘合到该第一纸层的面上；该层压结构体具有15kV/mm或更大的介电强度、400秒或更小的Gurley孔隙率、以及60重量百分比或更大的总云母含量。2.如权利要求1所述的层压结构体，其中该絮状物是芳族聚酰胺、纤维素、醋酸纤维、丙烯酸类、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、玻璃、岩棉、多晶如氧化铝、单晶如钛酸钾、或其混合物。3.如权利要求2所述的层压结构体，其中基于该第一纸层中的该支承材料的总量，该第一纸层中的该絮状物以60重量百分比或更大的量存在。4.如权利要求3所述的层压结构体，其中基于该第一纸层中的该支承材料的总量，该第一纸层中的该絮状物以80重量百分比或更大的量存在。5.如权利要求2所述的层压结构体，其中该芳族聚酰胺是聚(间苯二甲酰间苯二胺)。6.一种适合于用作电绝缘材料的层压结构体，该层压结构体包括：a)第一纸层，该第一纸层包含90至99重量百分比的均匀分布的煅烧云母和1至10重量百分比的支承材料，按重量计大部分的该支承材料呈絮状物的形式；b)支承层，该支承层包含单向的或织造的长丝纱线，该支承层具有第一面和第二面；以及c...

【专利技术属性】
技术研发人员：BS姜，SW李，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国,US