文章選自“絕緣材料”
隨著我國鐵路交通向高速、重載方向不斷發(fā)展，牽引電機(jī)絕緣系統(tǒng)的耐熱等級(jí)要求日益提高。目前，耐熱等級(jí)最高的絕緣系統(tǒng)為有機(jī)硅絕緣系統(tǒng)。盡管國內(nèi)在有機(jī)硅浸漬樹脂方面已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破并投入使用，但用于更高速度牽引電機(jī)的有機(jī)硅玻璃布補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維云母帶仍依賴進(jìn)口，制約了我國高速機(jī)車絕緣系統(tǒng)的自主化進(jìn)程。近年來，國內(nèi)多家企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)開展了有機(jī)硅浸漬樹脂與云母帶的國產(chǎn)化研究，部分成果已在實(shí)際應(yīng)用中取得良好效果。然而，國產(chǎn)有機(jī)硅玻璃布補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維云母帶在工藝性、絕緣結(jié)構(gòu)性能及環(huán)境可靠性方面仍與進(jìn)口產(chǎn)品存在一定差距。本文針對(duì)上述問題，重點(diǎn)研究云母帶中膠粘劑與浸漬樹脂的相容性，通過在膠粘劑中引入與浸漬樹脂反應(yīng)的活性基團(tuán)，提升絕緣結(jié)構(gòu)的整體性與電氣性能，推動(dòng)該材料的國產(chǎn)化應(yīng)用。
全自動(dòng)四邊倒角機(jī)
該設(shè)備用于條形層壓木、層壓紙板、墊塊、木件半成品長度方向的四邊邊棱同時(shí)倒角工作。
本研究采用無堿玻璃纖維布和芳綸纖維云母紙作為主要原材料，分別使用自制有機(jī)硅膠粘劑與市售有機(jī)硅膠粘劑制備有機(jī)硅玻璃布補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維云母帶，并與某進(jìn)口同類產(chǎn)品進(jìn)行性能對(duì)比。通過模擬線棒的制備，將三種云母帶在相同工藝條件下繞包、浸漬同一種進(jìn)口有機(jī)硅浸漬樹脂，經(jīng)烘焙固化后，系統(tǒng)評(píng)估其電氣性能、固化率及環(huán)境可靠性。試驗(yàn)內(nèi)容包括膠粘劑固化率、云母帶基本性能、常態(tài)與熱態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)、擊穿電壓、主絕緣層固化率以及多環(huán)境因子耐久性試驗(yàn)。
2.1 膠粘劑固化率與相容性
市售有機(jī)硅膠粘劑與浸漬樹脂固化后出現(xiàn)黃白色絮狀物，固化率僅為63.2%，說明其相容性差。而自制膠粘劑固化后呈透明均一狀態(tài)，固化率達(dá)77.1%，滿足≥75%的技術(shù)要求。分析認(rèn)為，自制膠粘劑中引入的乙烯基和苯基結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了與浸漬樹脂的反應(yīng)性與相容性，形成均相整體。
表1 有機(jī)硅膠粘劑與浸漬樹脂固化物外觀及固化率
2.2 膠粘劑工藝性
研究通過正交試驗(yàn)優(yōu)化膠粘劑配方，確定最佳工藝參數(shù)為：乙烯基含量5%、催化劑用量2%、反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。該條件下制備的云母帶粘結(jié)性、柔軟性優(yōu)良，無返粘現(xiàn)象，繞包工藝性好。
圖1 繞包外觀驗(yàn)證(a) 繞包線圈端部外觀；(b) 繞包引線外觀
2.3 云母帶基本性能
自制云母帶(B)與國內(nèi)某公司云母帶(A)在厚度、云母紙含量等指標(biāo)上與進(jìn)口產(chǎn)品接近，但拉伸強(qiáng)度和挺度優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，有利于繞包過程中不斷帶、包覆平整。表2 有機(jī)硅玻璃布補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維云母帶的檢測(cè)結(jié)果
常態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)：在3kV高電壓下，A云母帶線棒介質(zhì)損耗因數(shù)顯著上升，而B云母帶與進(jìn)口產(chǎn)品性能相當(dāng)，說明其絕緣整體性好、內(nèi)部氣隙少。熱態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)：在200℃條件下，B云母帶線棒性能與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)，再次驗(yàn)證其膠粘劑與樹脂的良好匹配性。擊穿電壓：B云母帶線棒擊穿電壓與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)，高于A云母帶，表明其絕緣強(qiáng)度高、整體性優(yōu)。
圖2 不同電壓下的(a)常態(tài)及(b)熱態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)
圖3 線棒擊穿電壓
B云母帶絕緣層固化率為78.6%，接近進(jìn)口產(chǎn)品的79.5%，且膠含量在25%~35%的理想范圍內(nèi)，說明其固化程度高，結(jié)構(gòu)致密。
表3 主絕緣層膠含量與固化率
通過電熱老化、機(jī)械振動(dòng)、冷熱循環(huán)、濕熱、沙塵等多因子環(huán)境試驗(yàn)，B云母帶與進(jìn)口云母帶制作的試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮?個(gè)周期后均未失效，表現(xiàn)出良好的環(huán)境適應(yīng)性與耐久性。通過系統(tǒng)研究自制有機(jī)硅玻璃布補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維云母帶的繞包工藝性、電氣性能及環(huán)境可靠性，得出以下結(jié)論：(1) 自制云母帶所用膠粘劑與浸漬樹脂相容性良好，固化率滿足技術(shù)要求；(2) 自制云母帶繞包工藝性優(yōu)良，拉伸強(qiáng)度與挺度優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品；(3) 自制云母帶在常態(tài)與熱態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)、擊穿電壓等電氣性能方面與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)，環(huán)境可靠性良好，可替代進(jìn)口產(chǎn)品用于高速牽引電機(jī)的絕緣處理。
高密弘祥機(jī)電科技有限公司是一家致力于全球客戶，提供電力變壓器裝配制造；電工絕緣紙板、絕緣層壓木、絕緣件加工制造；EVA造型加工三大系列產(chǎn)品，并且支持人工智能化專機(jī)制造。是集研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、安裝、培訓(xùn)及售后服務(wù)為一體民營企業(yè)。產(chǎn)品暢銷國內(nèi)并遠(yuǎn)銷東南亞、南美、印度、巴基斯坦、俄羅斯等國家和地區(qū)。
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產(chǎn)品不斷改良，機(jī)器外觀與技術(shù)參數(shù)變更時(shí)，均以實(shí)物為準(zhǔn)， 恕不另行通知。
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