电绝缘材料制造技术

本文描述了一种电绝缘材料。该电绝缘材料包括绝缘芯层和涂覆在该绝缘芯层的第一主表面上的至少一个固化环氧树脂层。在一些方面，示例性电绝缘材料还能够包括涂覆在绝缘芯层的第二主表面上的第二固化环氧树脂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电绝缘材料
本专利技术涉及用于电气装置中的电绝缘材料。具体地讲，绝缘材料为包括至少一个环氧树脂层的柔性材料。在一个方面，示例性绝缘材料可用于电气装置或马达中的槽衬，所述绝缘材料具有改善的热性能、机械性能、耐化学品性和/或介电特性。
技术介绍
旋转电机或电动马达可用于多种应用，诸如汽车应用、航空应用、工业应用等等。旋转电机或马达包括定子和转子，所述转子相对于定子旋转以将电能转换成机械能。旋转电机还可包括发电机，其中转子与定子之间的相对旋转将机械能转换成电能。电气设备或机械诸如电动马达、发电机和变压器通常需要某些形式的介电绝缘，以将处于一个电压的导体与处于不同电压的导体分开和/或为电子部件提供机械保护。例如，发电机因转子与定子之间的相对旋转而将机械能转换成电能。定子通常包括具有多个间隔开的齿的定子芯，其中所述齿之间具有槽。线圈围绕定子芯的齿缠绕在槽中。可在定子槽内提供绝缘槽衬形式的电介质绝缘，以使线圈与定子芯电隔离。类似地，转子也可在转子的转子槽内使用槽衬以使转子线圈与转子芯电隔离。常规的槽衬可包括填充材料，诸如云母基绝缘材料、单层膜诸如聚酰亚胺膜、或具有非织造材料的膜的层合体(例如，具有设置在聚酰亚胺膜的两个侧面能上的聚苯硫醚非织造材料的层合材料)。槽衬需要满足一些严格的机械、化学、热和介电特性。常规的槽衬材料难以满足所有的必备要求。例如，用于高温环境中的旋转电机需要槽衬具有足够的耐热性。将云母片结合到树脂粘结剂中的云母基绝缘材料已被使用。在制造期间，这些云母基材料可在插入到定子或转子的槽内的过程中碎裂和断裂。此外，云母基材料的耐热性仅与树脂粘结剂的耐热性一样好。为了解决这些云母基材料的脆性，可将增强树脂层添加到云母基材料。然而，云母基材料与增强层之间的热膨胀失配可导致增强层和云母基材料的分离，从而导致电气装置具有降低的热性能。需要可用于电气装置和马达中的较耐用槽衬材料。
技术实现思路
本文描述了一种电绝缘材料。该电绝缘材料包括绝缘芯层和涂覆在该绝缘芯层的第一主表面上的至少一个固化环氧树脂层。在一些方面，示例性电绝缘材料还能够包括涂覆在绝缘芯层的第二主表面上的第二固化环氧树脂层。在一些实施方案中，芯层包括绝缘膜。在其他实施方案中，芯层包括绝缘膜层和设置在绝缘膜层的表面上的至少一个非织造层。如本说明书中所用：“直接粘结”是指不使用粘合剂层的情况下的层的接合。本专利技术的上面的概述不旨在描述本专利技术的每个示出的实施方案或每个具体实施。图及其后的详细描述更特别地举例说明这些实施方案。附图说明本专利技术将参照附图作进一步说明，其中：图1为示出根据本专利技术的实施方案的第一示例性槽衬的层结构的示意图。图2为示出根据本专利技术的实施方案的第二示例性槽衬的层结构的示意图。图3为示出根据本专利技术的实施方案的第三示例性槽衬的层结构的示意图。图4为示出根据本专利技术的实施方案的第四示例性槽衬的层结构的示意图。虽然本专利技术可修正为各种修改形式和另选形式，但其具体形式已在附图中以举例的方式示出，并且将被详细描述。然而，应当理解，本专利技术不将本专利技术限制于所描述的特定实施方案。正相反，本专利技术覆盖落入如由所附权利要求书所限定的本专利技术的范围内的所有修改、等同物和另选方案。具体实施方式在以下优选实施方式的具体描述中，将参考构成其一部分的附图，在这些附图中，以举例说明的方式表示出了能实施本专利技术的具体实施方案。例示的实施方案并非旨在详尽列举根据本专利技术的所有实施方案。应当理解，在不脱离本专利技术范围的情况下，可利用其他实施方案，并且可进行结构性或逻辑性的改变。因而，不能认为以下的详细描述具有限制意义，并且本专利技术的范围由所附权利要求书限定。在本文所述的示例性绝缘材料中，包含环氧树脂涂层或环氧树脂层可改善绝缘槽衬材料的热性能、机械性能、耐化学品性和/或介电特性中的至少一种。示例性槽衬材料包括具有第一主表面和第二主表面的芯层以及设置在这些主表面中的至少一个上的固化环氧树脂层。芯层的表面上或者膜和/或非织造部件之间的环氧树脂基涂层可有助于增强单个膜和/或非织造部件未提供的特性。例如，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜不如PI膜耐化学品，并且在暴露于某些化学品时可在高温下降解。当环氧树脂基涂层设置在PEN膜层的表面上时，环氧树脂涂层可充当所述化学品渗透的屏障以防止或延迟PEN膜的降解。在另一个示例中，电绝缘材料的相对漏电起痕指数(CTI)等级可通过使用环氧树脂涂层作为材料的外部层来改善。由于CTI等级在一定程度上取决于电绝缘材料的外部暴露层，因此环氧树脂基外覆层可改善外表面上具有较低性能膜和/或非织造层的绝缘材料的CTI等级。本文所述的本专利技术为可用作槽衬的复合绝缘膜，该复合绝缘膜在基体聚合物膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯、芳族聚酰胺等)上包括固化环氧树脂涂层以便为电动马达的部件提供绝缘。示例性电绝缘材料为低成本的复合材料，该复合材料与不具有示例性涂层的类似材料相比表现出合适的机械、热、耐磨性和耐化学品特性。图1-4示出了本公开的用于槽衬的示例性柔性电绝缘材料的不同实施方案。图1示出了具有芯层110的第一示例性槽衬100。芯层包括绝缘层102并且具有位于绝缘层的任一侧的第一主表面111和第二主表面112，该第二主表面与第一主表面相对。环氧树脂层120设置在每个主表面上，即，第一环氧树脂层122设置在第一主表面上并且第二环氧树脂层124设置在第二主表面上。在一个示例性方面，环氧树脂层厚度可介于约0.5密耳和约5密耳之间，优选地介于约1密耳和2.5密耳之间。示例性的环氧树脂层可包含环氧树脂、硬化剂/交联剂、催化剂/促进剂和三水合铝(ATH)。示例性的柔性电绝缘材料可被提供为片材形式、卷材形式或被构造成适配到马达线圈的槽内的预成形的三维形状。该三维形状可为具有U形横截面、椭圆形横截面、矩形横截面和燕尾形横截面中的一者的通道。在一些实施方案中，绝缘材料的端部在一端或两端被反向折叠以形成箍，由此增强三维形状。在一个方面，该组合物中的环氧树脂可基于双酚A环氧树脂或改性双酚A诸如环氧苯酚酚醛树脂或环氧甲酚酚醛树脂、缩水甘油胺基环氧树脂、脂环族环氧树脂或它们的混合物。示例性硬化剂可包括脂族、芳族和脂环族胺诸如三甲基六亚甲基二胺和聚醚胺，或者酸酐诸如六氢邻苯二甲酸酐、十二烷基琥珀酸酐和甲基四氢邻苯二甲酸酐。在一些方面，固化促进剂可包括苄基二甲基胺、杂环胺、叔胺和三氯化硼胺络合物。任选地，环氧化物层还可包含聚丙二醇基软化剂诸如得自亨斯迈美国先进材料公司(HuntsmanAdvancedMaterialsAmericas)(德克萨斯州的伍德兰兹(TheWoodlands,TX))的DY040、或者类似的聚二醇和多元醇。在一个优选的方面，环氧树脂层包含脂环族环氧树脂和酸酐硬化剂。在一个方面，环氧树脂层可由热稳定和耐化学品的聚合物构成，所述聚合物包括环氧树脂和其他热固性树脂。在另一方面，环氧化物层可任选地包含填充剂，诸如阻燃剂、碳酸钙、云母、增韧剂和软化剂。前述实施方案中的任一个的固化环氧树脂层可包含脂环族环氧树脂、硬化剂和三水合铝。在一个示例性方面，固化环氧树脂层由15-50重量％的脂环族环氧树脂、10-50重量％的酸酐硬化剂和10-70重量％的三水合铝构成。优选地，固化环氧树脂层可基本上由20-46重量％的脂环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性电绝缘材料，所述柔性电绝缘材料包括绝缘芯层和涂覆在所述绝缘芯层的第一主表面上的至少一个固化环氧树脂层，其中所述绝缘芯层为层合体，所述层合体包括通过层合粘合剂附接到绝缘膜的第一表面的非织造材料的第一层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.10 US 62/469,7131.一种柔性电绝缘材料，所述柔性电绝缘材料包括绝缘芯层和涂覆在所述绝缘芯层的第一主表面上的至少一个固化环氧树脂层，其中所述绝缘芯层为层合体，所述层合体包括通过层合粘合剂附接到绝缘膜的第一表面的非织造材料的第一层。2.根据权利要求1所述的绝缘材料，其中所述至少一个固化环氧树脂层的第一层涂覆在所述非织造材料的第一层的暴露表面上。3.根据权利要求1或2中任一项所述的绝缘材料，其中所述至少一个固化环氧树脂层的第一层涂覆在所述膜的暴露表面上。4.根据前述权利要求中任一项所述的绝缘材料，所述绝缘芯层还包括附接到聚合物膜的第二表面的非织造材料的第二层。5.根据前述权利要求中任一项所述的绝缘材料，其中所述至少一个固化环氧树脂层涂覆在所述芯层的两个主表面上。6.一种柔性电绝缘材料，所述柔性电绝缘材料包括绝缘膜层、设置在所述绝缘膜层的主表面上的第一固化环氧树脂层和设置在所述第一固化环氧树脂层的暴露表面上的第一非织造材料层。7.根据权利要求6所述的绝缘材料，所述绝缘材料还包括设置在所述绝缘膜的第二主表面上的第二固化环氧树脂层。8.根据权利要求7所述的绝缘材料，所述绝缘材料还包括设置在所述第二固化环氧树脂层的暴露表面上的第二非织造材料层。9.根据前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木秀治，西比尔·Z·黄，小罗伯特·L·兰伯特，普拉迪普·K·班迪奥帕迪亚，大卫·V·马奥尼，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US