适用于电绝缘的多层结构制造技术

本发明专利技术涉及多层结构，其包括：(a)包含聚酯和纤维素的第一层，其中(i)所述聚酯以0至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，(ii)所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在，并且(iii)所述聚酯以0.5至75重量％的量存在，并且所述纤维素以25至99重量％的量存在，所述百分比是基于所述聚酯和纤维素计的；和(b)包含纤维素浆料纤维的第二层，前提条件是所述第二层不包含聚酯。所述第一层还可包含芳族聚酰胺。所述多层结构尤其适用于变压器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适用于电绝缘的多层结构
[0001 ] 本专利技术涉及一种适用于电绝缘的多层结构。
技术介绍
由纤维素浆料制成的牛皮纸由于其绝缘特性良好且较为经济而被广泛用作油浸变压器中的固体电绝缘物。然而，该纤维素聚合物易于因长期暴露于高温而水解。通过共混高温合成纤维与纤维素浆料，能够改善热稳定性以及机械强度。加入聚合物粘合剂以有利于合成纤维和纤维素浆料之间的粘结。然而，在纸材加工期间以及在高温运行时其与变压器线圈接触的使用期间，聚合物粘合剂可导致纸材中的不均匀性和粘着问题。因此期望制备出一种具有改善的热稳定性和机械强度的用于电绝缘的纸材，同时降低其在加工和最终使用期间的粘着性。
技术实现思路
本专利技术涉及多层结构，其包括:(a)包含聚酯和纤维素的第一层，其中(i)所述聚酯以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，(ii)所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在，并且(iii)所述聚酯以0.5至75重量％的量存在,并且所述纤维素以25至99重量％的量存在，所述百分比是基于所述聚酯和纤维素计的；和(b)包含纤维素浆料纤维的第二层，前提条件是所述第二层不包含聚酯。本专利技术在另一个实施例中涉及多层结构，其包括:(a)包含聚酯、纤维素和芳族聚酰胺的第一层，其中⑴所述聚酯以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，(ii)所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在，(iii)所述芳族聚酰胺作为间位芳族聚酰胺以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，并且(iv)所述聚酯以0.5至75重量％的量存在,所述纤维素以0.5至85重量％的量存在，所述芳族聚酰胺以0.5至75重量％的量存在，所述百分比是基于所述聚酯、纤维素和芳族聚酰胺计的；(b)包含纤维素浆料纤维的第二层，前提条件是所述第二层不包含聚酯或芳族聚酰胺。本专利技术的其他实施例在第二层的不面向第一层的一侧上包括一个或多个附加层，即附加层不位于第一层和第二层之间。如果存在至少三个或四个层，则认为第一层表示某个构造中的外层。任何附加层均可具有第一层和第二层的构造。四层构造的例子包括第一层和第二层的组合物(按任何顺序)。上述多层构造为一种适用于具有电导体的装置的电绝缘物。优选的是用于变压器中。【具体实施方式】如本文所用，术语“层”通常是指薄平面材料，有时其被描述为“纸”。通常纸将具有不超过1.0毫米的厚度。因此，在优选的用途中，所公开的层将各自具有不大于1.0毫米的厚度。如本文所用，术语“聚酯”是指热塑性、形成膜、饱和的聚酯例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(对苯二甲酸环己二甲醇酯)(poly (cyclohexylene dimethylene terephthalate))、聚(4.4’ -亚异丙基-1,4’-二苯基碳酸酯)、聚(4，4’ -碳酰-2，2-二苯基丙烷)、以及其他聚酯。术语“聚酯”包括天然聚酯以及回收聚酯二者。如本文中所用，术语“纤维素浆料”是指通过如下方式制备的纤维的纤维素材料:以化学方式或机械方式从木材、纤维作物或废纸中分离出纤维。纤维素浆料纤维为本专利技术的多层结构的一种所需的组分。优选的纤维素浆料为未漂白的软木浆料。如本文所用，术语“絮状物”是指被切割成短的长度且通常用于制备湿铺纸片的纤维。通常，絮状物具有3至20毫米的长度。优选的长度为3至7毫米。絮状物通常通过使用本领域熟知的方法将连续纤维切割成所需长度来产生。如本文所用，术语“纤条体”是指非粒状、纤维质或膜状颗粒，其中它们的三维尺寸中的至少一维尺寸相对于最大尺寸具有微小的量值。这些颗粒能够通过使用非溶剂在高剪切下沉淀聚合材料的溶剂来制备。纤条体具有在0.2mm至Imm范围内的最大尺寸长度,其中长度与宽度的长宽比为5:1至10:1。厚度尺寸为大约几分之一微米，例如0.1微米至约1.0微米。纤条体在被干燥之前可按润湿状态使用，并且能够被沉积为形成组件的纸材。如本文所用，术语“芳族聚酰胺(aramid) ”是指芳族聚酰胺(aromaticpolyamide),其中至少85%的酰胺(-C0NH-)连接基直接连接到两个芳族环。任选地,可将添加剂用于芳族聚酰胺并且可分散在整个聚合物结构中。已发现按重量计至多达约10%的其他聚合材料能够与芳族聚酰胺共混。还发现能够使用共聚物，所述共聚物具有多达10%的取代芳族聚酰胺的二胺的其他二胺或多达10%的取代芳族聚酰胺的二甲酰氯的其他二甲酰氯。间位芳族聚酰胺为其中酰胺连接基相对于彼此处在间位的那些芳族聚酰胺。一种优选的间位芳族聚酰胺为聚(间苯二甲酰间苯二胺)。本专利技术涉及多层结构，其包括(a)包含聚酯和纤维素的第一层和(b)包含纤维素浆料纤维的第二层。所述多层结构中的第一层是包含聚酯和纤维素的层，其中所述聚酯以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，并且所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在。所述聚酯以0.5至75重量％的量存在，并且所述纤维素以25至99重量％的量存在，所述百分比是基于所述聚酯和纤维素的总重量计的。更优选范围的一个例子为25至50重量％的聚酯和50至75重量％的纤维素。如果使用的是絮状物和纤条体的组合，则絮状物与纤条体的优选的重量比在0.5至4.0且更优选地0.8至2.0范围内。所述第二层包含纤维素浆料纤维，前提条件是所述第二层不包含聚酯。本专利技术的多层结构通常在常规的造纸机上形成。常规的添加剂可用于第二层的形成，虽然此类添加剂不是必要的。合适添加剂的实例包括聚合物粘合剂诸如聚乙烯基醇、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚脲、聚氨酯、三聚氰胺甲醛和聚酯。如果与所需第一层和第二层结合地使用一个或多个附加层，则能够获得改善的性能。希望在附加构造中第一层为外层。另一个附加层可具有第一层的组成(具有相同或不同的聚酯/纤维素比率)或不具有聚酯的第二纤维素层可相同或不同于所述第二层。本专利技术的多层结构能够用作电绝缘纸材，并且该结构尤其适用于制造变压器，SP通过感应耦合的导体(变压器线圈)将电能从一个电路传递至另一个电路的装置。合适的变压器包括大型装置，其具有处理至少200kVA且更一般地至少400kVA的容量。此类大型变压器通常将包含油，这是人们熟知的。适于用于变压器中的油的例子为植物油，包括植物油的高油等级、多元醇酯、以及他们的混合物。所述多层结构的至少一层可包含I至25重量％，或者更优选I至10重量％的油。优选地，当电绝缘纸材包裹在变压器的导电线圈周围时，绝缘纸材的第一含聚酯层邻近线圈定位。期望第一含聚酯层中不含聚合物粘合剂以防止粘附并在使用期间减少多层结构的热降解。在另一个实施例中，本专利技术涉及多层结构，其包括(a)包含聚酯、纤维素和芳族聚酰胺的第一层和(b)包含纤维素浆料纤维的第二层。该多层结构中的第一层是包含聚酯、纤维素和芳族聚酰胺的层，其中所述聚酯以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，并且所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在；并且所述芳族聚酰胺作为间位芳族聚酰胺以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在。所述聚酯以0.5至75重量％的量存在，所述纤维素以0.5至85重量％的量存在，所述芳族聚酰胺以0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层结构，包括：(a)包含聚酯和纤维素的第一层，其中(i)所述聚酯以0至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，(ii)所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在，并且(iii)所述聚酯以0.5至75重量％的量存在，并且所述纤维素以25至99重量％的量存在，所述百分比是基于所述聚酯和纤维素计的；和(b)包含纤维素浆料纤维的第二层，前提条件是所述第二层不包含聚酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.26 US 61/5277621.多层结构，包括: (a)包含聚酯和纤维素的第一层，其中 (i)所述聚酯以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在， (?)所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在，并且 (iii)所述聚酯以0.5至75重量％的量存在，并且所述纤维素以25至99重量％的量存在，所述百分比是基于所述聚酯和纤维素计的；和 (b)包含纤维素浆料纤维的第二层，前提条件是所述第二层不包含聚酯。2.根据权利要求1所述的多层结构，其中所述聚酯选自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)和聚(对苯二甲酸环己二甲醇酯)。3.根据权利要求1所述的多层结构，其中所述第一层不包含聚合物粘合剂。4.根据权利要求1所述的多层结构，其中所述第一层包含以0.5至4.0的重量比存在的絮状物和纤条体。5.根据权利要求1所述的多层结构，还包括至少一个附加层，其中所述附加层选自另一个第一层和另一个第二层。6.装置，包括电导体和电绝缘多层结构材料，所述多层结构材料包括: (a)包含聚酯和纤维素的第一层，其中 (i)所述聚酯以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在， (?)所述纤维素以纤维素浆料纤维形式存在，并且 (iii)所述聚酯以0.5至75重量％的量存在，并且所述纤维素以25至99重量％的量存在，所述百分比是基于所述聚酯和纤维素计的；和 (b)包含纤维素浆料纤维的第二层，前提条件是所述第二层不包含聚酯。7.根据权利要求6所述的装置，其为变压器。8.多层结构，包括: (a)包含聚酯、纤维素和芳族聚酰胺的第一层，其中 (i)所述聚酯以O至50重量％量的絮状物和50至100重量％量的纤条体存在，...

【专利技术属性】
技术研发人员：BS康，G芬伊维斯，S雷鲍伊拉特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US