用于制备具有载入的HTC材料的复合绝缘带的方法技术

在本发明专利技术一个实施方案中，用ＨＴＣ颗粒浸渍复合带（５６），利用ＨＴＣ颗粒渗透复合带的织物层（５１），并通过织物层（５１）将浸渍树脂浸渍到复合带中。至少５％渗入织物层的ＨＴＣ颗粒被浸渍树脂带出织物层并进入与织物层结合的云母层（５２）。在某些实施方案中，浸渍树脂本身包含ＨＴＣ颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及绝缘带，更具体地涉及将HTC材料载入 复合带中。
技术介绍
随着任何形式电气设备的使用，需要电绝缘导体。在不断 降低尺寸和使所有电气和电子系统简单化的推动下，相应地需要找到 更好和更致密的绝缘体和绝缘体系。良好的电绝缘体本质上也趋向于是良好的热绝缘体，这是 不理想的。热绝缘性，尤其是对空气冷却的电气设备和部件而言，会 降低所述部件以及整个设备的效率和耐久性。需要制备具有最大电绝 缘性和最小热绝缘性的电绝缘体系。虽然有许多因素影响电绝缘领域，但所述领域更受益于传 热能力，且不降低该绝缘体的其他所需物理性质。所需要的是导热率 高于传统材料，但不损害电绝缘性和包括结构完整性在内的其他性能 因素的电绝缘材料。电绝缘通常以绝缘带形式出现，绝缘带本身具有多种层。 这些类型的绝缘带共有的是在界面与纤维层结合的纸层，通常用树脂 浸渍纤维层和纸层。纸层由电绝缘性高的材料组成，例如云母。云母 带的改进包括如美国专利6,103,882教导的催化云母带。如果可提高5独立于绝缘带中用途或与绝缘带中用途结合的纸的导热率，那么电气 系统也将得到显著改善。现有技术还存在其他问题，某些问题将通过 进一步阅读下文变得明显。专利技术概述考虑到上述内容，本专利技术方法和装置通过将高导热率(HTC) 材料混合至绝缘纸主基质上和/或混入绝缘纸主基质中而特别有助于 绝缘纸的导热性。本专利技术HTC材料可为各种类型，例如纳米填料或 表面涂层，纳米填料和表面涂层本身包含各种子基团。可在各个步骤 将HTC材料加入到所述纸中，例如当所述纸为原料或基底步骤时、 当形成所述纸时或当已形成所述纸后。对绝缘纸而言，云母是一种特 别的基底，因其具有高电阻率。绝缘纸可单独或与其他材料结合形成绝缘带。这些其他材 料通常包括纤维背衬，例如玻璃，和树脂浸渍物。所述其他材料也可 与HTC材料混合从而制备复合HTC材料绝缘带产品。具体实施方案通过用HTC颗粒浸渍复合带给出了本专利技术 这些和其他目的、特征和优势，并提供了利用HTC颗粒渗透复合带 的织物层(fabric layer)以及通过所述织物层将浸渍树脂浸渍到复合带 中。至少1%渗透入织物层的HTC颗粒，更具体地至少5%所述颗粒， 被带出织物层并进入云母层，云母层通过单独的粘合树脂，通过浸渍 树脂与织物层结合，浸渍树脂浸渍在整个带结构中，将绝缘带缠绕在 电器上后就可使用了。在某些实施方案中，浸渍树脂本身包含HTC 颗粒。在具体实施方案中，使织物层与云母层结合后才进行所述 织物层的渗透，织物层可在云母层结合面的相对面上具有树脂背涂 层，从而所述树脂背涂层使HTC颗粒保持在织物层中。在其他相关实施方案中，HTC颗粒包括小颗粒和大颗粒的 混合物，其中所述小颗粒包含长度为5-100 nm、长宽比为1-10的颗粒，并占所述复合带中HTC颗粒总体积的至少5%，所述大颗粒的长 度一般大于100nm。小颗粒主要包括球形和薄片形状。在其他相关实施方案中，约10%体积HTC颗粒聚积在织 物层/云母层界面，从而在界面产生HTC颗粒致密填充的区域。当其 渗透入织物层时,HTC颗粒是干燥的，或者当其渗透入织物层时,HTC 颗粒与树脂混合。所述HTC颗粒包括氧化物、氮化物和碳化物中的 至少一种，更具体地，包括A1203、 A1N、 MgO、 ZnO、 BeO、 BN、 Si3N4、 SiC或Si02，以及混合的化学计量和非化学计量组合物(with mixed stoichiometric and non-stoichiometric combinations), 其长度为 1-1000 nm，高导热率填料的长宽比为3-100。在本专利技术用于用HTC颗粒浸渍复合带的另一个实施方案 中，提供了用HTC颗粒干法填充复合带织物层，所述HTC颗粒包含 小颗粒和大颗粒的混合物。然后用树脂层密封织物层的暴露表面，并 用浸渍树脂(impregnating resin)浸渍复合带。树脂层可溶于浸渍树脂， 浸渍树脂从织物层流入与织物层结合的云母层中。织物层中至少5% 的HTC颗粒被浸渍树脂带入云母层中，其中小颗粒较大颗粒趋向于 被携带得更远， 一些HTC颗粒保持在织物层/云母层界面，从而产生 HTC颗粒浓度更高的区域。HTC颗粒为氧化物、氮化物和碳化物中 的至少一种。在某些实施方案中，已对HTC颗粒进行表面官能化，例如 已对小颗粒进行表面官能化以限制与其他小颗粒的相互作用。HTC 颗粒占复合带为0.1-65%体积，更具体地，为1-25%体积。复合带中 HTC颗粒的量应足以形成渗滤结构并使其通过复合带；织物中的 HTC颗粒的量较孔有限的云母中更大。这些渗滤结构可以是邻接的， ^f旦也可通过复合带具有不同形式。织物中的浓度与填充树脂的浓度相 当，并与长宽比有关。在云母中，这将更小，因为孔结构控制了用于 产生渗滤的存在量。对不同多孔纸而言，云母纸中的孔内体积为总体 积的约5-15%;因此云母层本身的体积浓度范围可为0.01%-10%(通过按上述0.1-65%计算)。HTC颗粒的云母组分尺寸小到足以进入所 述孔结构，其应小于500nm,更理想的大小小于100 nm。在本专利技术用于用HTC颗粒浸渍复合带的另一个实施方案 中，提供了将云母层与至少一层织物层连接在一起，并用HTC颗粒 填充织物层。然后用树脂层密封织物层的暴露表面，并用浸渍树脂浸 渍复合带。织物层中至少5%的HTC颗粒被浸渍树脂带入云母层中。本专利技术还存在其他实施方案，这些实施方案将通过进一步 阅读专利技术详述而变得明显。附图简述通过实施例并参考以下附图更具体地解释本专利技术: 附图说明图1示出了用于本专利技术的复合带的横截面。专利技术详述本专利技术提供了将高导热率(HTC)材料结合到用于纸绝缘的 基底中和结合到用于纸绝缘的基底上，例如用于电绝缘带中的基底。 绝缘带通常包括主基质，例如云母，所述基质在纸中成形，然后通常 用树脂或促进剂或二者浸渍。浸渍之前或之后，将用于绝缘带的纸添 加至高拉伸强度背村，例如玻璃或聚合物膜。绝缘带的主基质是非常 好的电绝缘体，但也绝热良好，而绝热是不理想的副作用。因此需要提高基底的导热率。本文所使用的基底指形成绝 缘纸的主材料，而基质指由所述基底制备的更完整的纸件。当讨论本 专利技术时，这两个术语可一定程度互换使用。应实现导热率的提高而不 会显著损害电性能，例如耗散因数，或基底的物理性质，例如拉伸强 度和粘结性。在某些实施方案中物理性质甚至可能提高，例如具有表 面涂层的实施方案。此外，在某些实施方案中主基质的电阻率也可通 过加入HTC材料得到增强。可在制备绝缘纸的多个步骤中的一个或多个步骤将HTC 材料加入到基底或基质中。绝缘纸的制备中存在不同步骤。为了本发 明目的，这些步骤可分为三步。原料步骤、浆料步骤和纸产品步骤。 例如，云母纸首先为云母，使其转变为薄片，然后使其转变为云母小 薄片，然后与液体结合形成浆料，然后使所述浆料通过机器以制备云 母纸。除通常用于电绝缘的标准云母(白云母、金云母)外，还有 黑云母以及几种其他云母样铝^f圭酸盐材料，例如高呤石、埃洛石、蒙 脱石和绿泥石。蒙脱石在其结构中具有晶格，所述晶格可轻易地被例 如金属阳离子、有机化合物、单体和聚合物等HTC材料浸渍，得高 电介质强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于用ＨＴＣ颗粒浸渍复合带的方法，所述方法包括：　利用ＨＴＣ颗粒渗透所述复合带的织物层；　通过所述织物层将浸渍树脂浸渍到所述复合带中；　其中至少１％渗入所述织物层的所述ＨＴＣ颗粒被所述浸渍树脂带出所述织物层并进入与所述 织物层结合的云母层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-4-3 11/396,9901. 一种用于用HTC颗粒浸渍复合带的方法，所述方法包括利用HTC颗粒渗透所述复合带的织物层；通过所述织物层将浸渍树脂浸渍到所述复合带中；其中至少1％渗入所述织物层的所述HTC颗粒被所述浸渍树脂带出所述织物层并进入与所述织物层结合的云母层。2. 权利要求1的方法，其中使所述织物层与所述云母层结合后才渗透所述织物层。3. 权利要求2的方法，其中所述织物层在所述云母层结合面的相对面上具有树脂背涂层，从而所述树脂背涂层使所述HTC颗粒保持在所述织物层中。4. 权利要求l的方法，其中所述HTC颗粒包含小颗粒和大颗粒的混合物，其中所述小颗粒包含长度为5-100 nm、长宽比为1-10的颗粒，并占所述复合带中HTC颗粒总体积的至少5%，所述大颗粒的长度一般大于100 nm。5. 权利要求1的方法，其中所述小颗粒主要包括球形和薄片形状。6. 权利要求l的方法，其中所述浸渍树脂包含HTC颗粒。7. 权利要求1的方法，其中在织物层/云母层界面积聚一定量HTC颗粒，从而在界面产生HTC颗粒致密填充的区域。8. 权利要求l的方法，其中当渗入所述织物层时，所述HTC颗粒是干燥的。9. 权利要求l的方法，其中当渗入所述织物层时，所述HTC颗粒与树脂和溶剂中的至少一种混合。10. 权利要求1的方法，其中所述HTC颗粒包含氧化物、氮化物和碳化物中的至少 一种。11. 权利要求10的方法，其中所述HTC颗粒包含Al203、 A1N、MgO、 ZnO、 BeO、 BN、 Si3N4、 SiC和Si02...

【专利技术属性】
技术研发人员：JDB史密斯，G斯蒂芬斯，JW伍德，
申请(专利权)人：西门子发电公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]