新型固化促进剂的研究及应用

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摘要:为降低F级云母带的固化温度和缩短固化时间,我们对云母带用胶粘剂进行研究,探索了一种新型固化促进剂。用该促进剂配制的云母带用胶粘剂具有介质损耗小、固化温度低、固化速度快、绝缘性能好等特点,明显降低了能耗。

$ j/ u* L- E' _0 _) N& O- r关键词:胶粘剂;固化促进剂;云母带
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& ^5 }1 w5 D, p/ w$ d自上个世纪80年代,桐马环氧玻璃粉云母带用于高压电机定子线圈主绝缘后,我国电机绝缘水平迅速提高,进入了世界先进水平的行列。而目前使用的桐马环氧玻璃粉云母带需要在较高的温度下及较长的模压时间才能使电机定子线圈绝缘获得优异的电气及机械性能。由于其能耗高,生产效率低,增加了电机制造成本。而降低能耗、提高劳动生产率成为我们今天亟待解决的课题之一。根据原云母带胶粘剂的固化反应机理,我们研制出一种新型高效液体促进剂(MY),将其添加到F级粉云母带胶粘剂中,改进了固化工艺,使绝缘线棒在150℃模压3h能够获得良好的绝缘性能,应用该固化促进剂生产的云母带将对电机行业的节能降耗起到关键的作用。
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. a, q4 A" j4 z( \, I    1　实验部分
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    1.1　新型固化促进剂的制备

    我们选取不同的咪唑类及酸酐类固化剂,按一定比例在70～80℃反应1h,冷却,得到低粘度棕褐色液体化合物MY,即为新型固化促进剂MY。

    1.2　含不同固化促进剂的F级云母带胶粘剂的制备　　
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    为了对比不同促进剂对胶粘剂固化工艺的影响,我们制备了以下3种胶粘剂:原云母带用胶粘剂(简称A胶);只含固化促进剂MY的云母带用胶粘剂(简称B胶);A胶粘剂中加入一定量的固化促进剂MY(简称C胶)。

    1.3　性能测试
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    我们分别对以上3种胶粘剂进行了如下对比试验1)用圆穴法做A胶170℃,B、C胶150℃的胶化时间(见表1)。

    (2)我们将以上3种胶粘剂灌制了胶片,测试胶片的常态、热态介质损耗因数(见表2)。

    (3)我们分别用以上胶粘剂做成3种云母带,采用模拟线圈的压制工艺包绕小线棒,取5mm×17mm×400mm的扁铜条,用云母带半叠绕包在铜条上(包绕的绝缘层长度为300mm,包后整体厚度为12.5mm),绕好后再用聚四氟乙烯薄膜带包好,备用。压制方法:将包有聚四氟乙烯薄膜带的小线棒放在涂有硅脂的模具中,连同模具一起放入烘箱中,升温至130℃,保温30min后加初压,连续升温至(170±2)℃,注意观察线棒中流出胶的情况,当线棒流出的胶粘稠时,把模具合拢,A胶云母带压制工艺为170℃/5h;B胶和C胶云母带绕包的小线棒压制工艺为150℃/3h。试样尺寸:铜条长度400mm,绝缘层长度为300mm。绝缘层单面厚度为2.5mm,精确到0.02mm。测试3种小线棒的介质损耗因数(见表3)。

  U- k% O5 x; \# J    2　结果与讨论
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3 {* ?) _. m: T    从表1可以看出,加入固化促进剂MY以后,B胶、C胶在150℃与A胶在170℃的胶化时间相近。这说明了我们采用新型固化促进剂MY达到了降低胶粘剂固化温度的目的。

     由表2可见,B胶、C胶的常态、热态介质损耗因数均符合标准要求,从而说明了降低固化温度而介电性能不变。由表3小线棒的介质损耗因数的数据对比可见,在常态下B胶和C胶云母带的介质损耗稍高于A胶云母带,但155℃的介质损耗比A胶云母带低,尤其是C胶云母带常态和热态的介质损耗都比较低,这更加说明了B胶、C胶介电电性能相对优异,因其固化温度较低,从而降低了云母带固化时所需的能耗。这是因为C胶中除MY的活泼氢与环氧基反应外,再加上与原云母带胶粘剂中潜伏性促进剂形成复配体系,使MY、A胶的固有促进活性显着提高,固化充分,介电性能更为理想。

4 e* C6 D. u: y  f    3　结论
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    (1)在云母带胶粘剂中加入新型固化促进剂MY,使固化温度由170℃降至150℃,固化时间由5h缩短为3h,并且固化后的介质损耗因数仍保持在较好水平。
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    (2)应用含新型固化促进剂MY的胶粘剂生产的粉云母带制造电机线圈,可大大降低电机生产能源消耗,提高劳动生产率,在高低压电机制造业具有广阔前景。