RU2656226C2 - Электроизоляционная бумага - Google Patents
Электроизоляционная бумага Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656226C2 RU2656226C2 RU2015124163A RU2015124163A RU2656226C2 RU 2656226 C2 RU2656226 C2 RU 2656226C2 RU 2015124163 A RU2015124163 A RU 2015124163A RU 2015124163 A RU2015124163 A RU 2015124163A RU 2656226 C2 RU2656226 C2 RU 2656226C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aramid
- paper
- fibride
- pulp
- para
- Prior art date
Links
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 title 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 85
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000003490 calendering Methods 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000531908 Aramides Species 0.000 description 43
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 6
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 6
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 229920003366 poly(p-phenylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 4
- 229920000561 Twaron Polymers 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004762 twaron Substances 0.000 description 3
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- -1 aromatic dicarboxylic acid halide Chemical class 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- MHSKRLJMQQNJNC-UHFFFAOYSA-N terephthalamide Chemical compound NC(=O)C1=CC=C(C(N)=O)C=C1 MHSKRLJMQQNJNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010036 direct spinning Methods 0.000 description 1
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C21 KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/48—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials
- H01B3/52—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials wood; paper; press board
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H5/00—Special paper or cardboard not otherwise provided for
- D21H5/12—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials
- D21H5/20—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials of organic non-cellulosic fibres too short for spinning, with or without cellulose fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F5/00—Coils
- H01F5/06—Insulation of windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Paper (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Insulating Bodies (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электроизоляционной бумаге, которая может быть использована для изготовления изолированного проводника в трансформаторе, генераторе, электромоторе и других устройствах. Предложенная электроизоляционная бумага содержит 40-80 мас.% арамидного фибрида, 10-50 мас.% арамидной пульпы и 10-50 мас.% арамидной крошки, причем арамидной пульпой является пара-арамидная пульпа длиной 0,5-6 мм и степенью помола по Шопперу-Риглеру 15-85. Предпочтительно фибридом является пара-арамидный фибрид и/или крошкой является пара-арамидная крошка, более предпочтительно фибридом является пара-арамидный фибрид и крошкой является пара-арамидная крошка. Обнаружено, что бумага, соответствующая приведенным выше требованиям, демонстрирует увеличенное значение диэлектрической прочности (выраженной в кВ/мм) и показателя прочности при растяжении (Нм/г) продукта по сравнению с системами, которые содержат только два из упомянутых компонента или содержат меньше чем 40 мас.% арамидного фибрида, что является техническим результатом изобретения. Бумагу относительно легко получить и она имеет хорошее разрывное усилие. Бумага особенно пригодна для использования в изолированных проводниках. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к электроизоляционной бумаге, к изолированному проводнику, который содержит упомянутую бумагу, к трансформатору, генератору или электромотору, содержащему упомянутый изолированный проводник, и к способу получения упомянутой бумаги.
WO 2012/093048 описывает электроизоляционную бумагу, содержащую 40-100 масс.% пара-арамидного фибрида и до 60 масс.%, по меньшей мере, одного из арамидной пульпы, арамидных хлопьев, арамидного штапельного волокна, арамидного элементарного волокна, мета-арамидного фибрида, мета-/пара-арамидного фибрида, теплопроводных наполнителей и обычных добавок к бумаге, таких как наполнители, например, каолин, связующие, волокна, агенты для придания клейкости и адгезивы. Бумагу можно использовать для изолированных проводников (проводников с изоляцией) и трансформаторов, генераторов и электромоторов, сделанных из нее. Бумаги, описываемые в примерах данного применения, демонстрируют высокую диэлектрическую прочность. Однако диэлектрическая прочность - это только один из параметров, которым должна удовлетворять электроизоляционная бумага (ЭИ) высокого качества. Более конкретно - электроизоляционная бумага (ЭИ) должна сочетать высокую диэлектрическую прочность с высоким показателем прочности при растяжении, которые можно выразить как диэлектрическую прочность и показатель прочности при растяжении продукта. Дополнительно также важной особенностью является легкость обработки бумаги, а особенно трудно обрабатывать бумаги с высоким содержанием фибридов.
Таким образом, существует потребность в ЭИ бумагах с улучшенными свойствами и более простой обработкой. Настоящее изобретение предлагает такую бумагу. Дополнительные преимущества настоящего изобретения станут очевидными из дополнительного описания изобретения.
Настоящее изобретение относится к электроизоляционной бумаге, содержащей
40-80 масс.% арамидного фибрида,
10-50 масс.% арамидной пульпы и
10-50 масс.% арамидных короткорезанных отрезков (арамидной крошки),
причем арамидная пульпа является пара-арамидной пульпой с длиной 0,5-6 мм и степенью помола по Шоппер-Риглеру 15-85.
Обнаружено, что бумага, соответствующая перечисленным выше требованиям, демонстрирует повышенное значение диэлектрической прочности (выраженное в кВ/мм) и показателя прочности при растяжении (выраженного в Нм/г) продукта, по сравнению с системами, содержащими только два из названных выше компонента или содержащими менее чем 40 масс.% арамидного фибрида. Бумага, содержащая 100% арамидного фибрида, демонстрирует более высокое значение диэлектрической прочности (выраженное в кВ/мм) и показателя прочности при растяжении (выраженного в Нм/г) продукта, чем бумага в соответствии с изобретением, но такая бумага менее привлекательна из-за трудности обработки. Кроме того, прочность на разрыв бумаги, состоящей только из фибрида, может быть недостаточной для определенных применений.
Отмечено, что US 5026456 описывает бумагу с высокой пористостью, содержащую 10-40 масс.% арамидного фибрида, 5-30 масс.% устойчивых к высокой температуре хлопьев и 30-85 масс.% арамидной бумажной пульпы. Арамидной бумажной пульпой является пульпа, полученная, например, с помощью мокрого рафинирования из высушенной арамидной бумаги, содержащей хлопья и фибрид. Арамидный фибрид, хлопья и пульпа получают все из мета-арамида. Квалифицированному специалисту будет очевидно, что бумаги с высокой пористостью не пригодны для использования в качестве электроизоляционной бумаги, поскольку высокая пористость сопровождается низким электрическим сопротивлением.
В контексте настоящего описания изобретения арамидом называют ароматический полиамид, который является конденсационным полимером ароматического диамина и галоида ароматической дикарбоновой кислоты. Арамиды могут существовать в мета- и пара-форме, обе из которых можно использовать в настоящем изобретении. Использование арамида, в котором, по меньшей мере, 85% связей между ароматическими частями являются пара-арамидными связями, считается предпочтительным. В качестве типичных членов этой группы называют поли(пара-фенилентерефталамид), поли(4,4'-бензанилидтерефталамид), поли(амидпара-фенилен-4,4'-бифенилендикарбоновой кислоты) и поли(амид пара-фенилен-2,6-нафталиндикарбоновой кислоты) или сополи(пара-фенилен/3,4'диоксидифенилентерефталамид). Использование арамида, в котором, по меньшей мере 90%, более конкретно, по меньшей мере, 95% связей между ароматическими частями являются пара-арамидными связями, считается предпочтительным. Использование поли(пара-фенилентерефталамида), обозначаемого также PPTA, является особенно предпочтительным. Это применяется для всех составляющих арамида, присутствующих в бумаге согласно изобретению.
Бумага согласно изобретению содержит арамидный фибрид. Арамидные фибриды известны в области техники. В рамках контекста настоящего описания изобретения термин арамидный фибрид относится к маленьким, негранулированным, нежестким, пленкообразным частицам. Пленкообразные фибридные частицы имеют два из своих трех измерений порядка нескольких микрон и имеют одно измерение менее 1 микрона. В варианте воплощения изобретения фибриды, используемые в настоящем изобретении, имеют среднюю длину в диапазоне 0,2-2 мм и среднюю ширину в диапазоне 10-500 микрон, и среднюю толщину в диапазоне 0,001-1 микрон.
В варианте воплощения арамидный фибрид содержит менее чем 40%, предпочтительно менее чем 30% мелких частиц, причем мелкие частицы определяют как частицы, имеющие средневесовую (средневзвешенную) длину (LL), (определяемую измерением длины), менее 250 мкм.
Мета-арамидные фибриды можно получить осаждением путем сообщения сдвигового усилия полимерных растворов в коагулирующих жидкостях, что хорошо известно из Патента США №2999788. Фибриды из полностью ароматических полиамидов (арамидов) также хорошо известны из Патента США №3756908, который раскрывает способ получения поли (мета-фенилен-изофталамидных)(MPD-1) фибридов (волокнисто-пленочные связующих). Пара-арамидные фибриды получают с помощью разработанных гораздо позднее способов с высоким сдвиговым усилием, таких например, как описанные в WO 2005/059247, которые называют также фибридами, формованными посредством струйного формования.
Предпочтительно, что арамидным фибридом является пара-арамидный фибрид. Наиболее отвечающие требованиям бумаги сделаны из пара-арамидного фибрида с величиной степени помола по Шопперу-Риглеру между 50 и 90, предпочтительно между 75 и 85. Такие фибриды предпочтительно имеют удельную площадь поверхности меньше 10 м2/г, более предпочтительно между 0,5 и 10 м2/г, наиболее предпочтительно между 1 и 4 м2/г.
В варианте воплощения используют фибриды с LL0,25, по меньшей мере, 0,3 мм, конкретно, по меньшей мере, 0,5 мм, более конкретно, по меньшей мере, 0,7 мм. В варианте воплощения LL0,25 составляет не более чем 2 мм, более конкретно - не более чем 1,5 мм, еще более конкретно - не более чем 1,2 мм. LL0,25 устанавливают для средневесовой длины фибридных частиц, определяемой измерением длины, где частицы длиной меньше 0,25 мм не учитываются.
Бумага в соответствии с изобретением содержит арамидную пульпу. Арамидная пульпа хорошо известна в области техники. Пульпой является пара-арамидная пульпа.
Арамидная пульпа может быть образована из арамидных волокон, которые нарезают (рубят) длиной, например, 0,5-6 мм, а затем подвергают стадии фибрилирования (приобретения волокнистой структуры), в которой волокнистую массу расщепляют для образования элементарных волокон, прикрепленных или не прикрепленных к более толстому стержню. Пульпу такого вида можно характеризовать длиной, например, 0,5-6 мм и степенью помола по Шопперу-Риглеру 15-85. В некоторых вариантах воплощения пульпа может иметь удельную площадь поверхности 4-20 м2/г.
В рамках контекста настоящего описания изобретения термин пульпа охватывает также волокна, т.е. “пульпу”, которая преимущественно включает в себя фиблированную часть (с приобретенной волокнистой структурой) и совсем не включает или включает мало основы волокна. Эту пульпу, которую иногда обозначают так же, как арамидное волокно, можно получить, например, прямым прядением из раствора, например, описанным в WO 2004/099476. В варианте воплощения пульпа имеет структурную нерегулярность, выраженную в виде различия садкости (скорости обезвоживания) по канадскому стандарту (CSF) не подвергавшейся сушке и высушенной пульпы, по меньшей мере, 100, предпочтительно, по меньшей мере, 150. В одном варианте воплощения используют волокна, имеющие во влажной фазе величину садкости по канадскому стандарту (CSF) меньше чем 300 мл, и удельную площадь поверхности (SSA) меньше чем 7 м2/г после сушки, и предпочтительно средневесовую длину, определяемую измерением веса для частиц, имеющих длину >250 микрон (WL 0,25), меньше чем 1,2 мм, более предпочтительно меньше чем 1,0 мм. Отвечающие требованиям волокна и способ их получения описываются, например, в WO 2005/059211.
Бумага согласно изобретению содержит арамидную крошку (short cut). В варианте воплощения используют арамидную крошку, которой в настоящем изобретении являются волокна, нарубленные длиной, например, 0,5-15 мм, конкретно - длиной 2-10 мм, более конкретно - 3-8 мм. Предпочтительно арамидной крошкой является пара-арамидная крошка.
Бумага согласно изобретению содержит 40-80 масс.% арамидного фибрида, 10-50 масс.% арамидной пульпы и 10-50 масс.% арамидной крошки. Обнаружено, что именно наличие всех трех компонентов дает в результате бумагу с хорошими свойствами, что доказано увеличенной диэлектрической прочностью (выраженной в кВ/мм) и показателем прочности при растяжении (выраженным в Нм/г) продукта.
В варианте воплощения бумага содержит не более чем 70% фибрида, или не более чем 60% фибрида, с одной стороны для того, чтобы допускать присутствие большего количества других компонентов, а с другой стороны - для улучшения способности бумаги к обработке. Наличие большого количества фибрида связывают с пониженной рабочей вязкостью, поскольку удаление воды из содержащей фибрид бумаги, в процессе получения затруднено. Дополнительно разрывное усилие для бумаги, содержащей очень большое количество фибрида, может быть недостаточным.
В варианте воплощения бумага содержит, по меньшей мере, 15 масс.% арамидной крошки, более конкретно, по меньшей мере, 20 масс.%, поскольку это способствует получению бумаги с улучшенной прочностью. Для бумаги предпочтительным может быть содержание не более чем 40 масс.% крошки. Если количество крошки слишком большое, то это может пагубно отразиться на изоляционных свойствах. Если количество крошки слишком низкое, можно не получить свойства изобретения.
В варианте воплощения бумага включает в себя, по меньшей мере, 15 масс.% пульпы. Для бумаги предпочтительным может быть содержание не более чем 40 масс.% пульпы, более конкретно - не более чем 30 масс.% пульпы. Если количество пульпы слишком большое, то это может пагубно отразиться на изоляционных свойствах. Если количество пульпы слишком низкое, можно не получить свойства изобретения.
В варианте воплощения бумага содержит 40-60 масс.% арамидного фибрида, описанного выше, 20-40 масс.% пара-арамидного фибрида, описанного выше, и 15-30 масс.% пара-арамидной пульпы, описанной выше.
Если необходимо, бумага может содержать один или более обычных компонентов бумажного производства, таких как наполнители, включающих слюду, глину, например, каолин и бентонит, теплопроводные электроизоляционные наполнители, минералы, связующие, волокна, вещества для придания липкости, адгезивы и тому подобное. Может быть предпочтительно, что бумага содержит каолин в качестве добавки. Дополнительно предпочтительно вводить каолин в бумагу в виде фибрида, например, используя фибриды, содержащие каолин, полученные путем включения в фибрид каолина в процессе прядения, как, например, было описано в WO 2008/122374.
Теплопроводные электроизоляционные наполнители известны в области техники. Их обычно используют в электрических генераторах мощности, для режима переключения источников питания и усилителей сигнала. Примеры таких материалов можно найти в US 4869954, они включают нитрид алюминия, оксид алюминия, нитрид бора, оксид магния и оксид цинка.
В варианте воплощения бумага этого изобретения имеет объемную плотность, по меньшей мере, 0,7 г/см3, предпочтительно 0,9 г/см3 или больше. Было обнаружено, что бумаги с объемной плотностью меньше, чем 0,7 г/см3, имеют более низкую диэлектрическую прочность. Как максимальную можно назвать величину 1,4 г/см3.
В варианте воплощения бумага согласно изобретению имеет электрическое сопротивление, по меньшей мере, 1013Ω⋅см в соответствии с методом ASTM D-257 для определения объемного электрического сопротивления. Предпочтительно сопротивление составляет, по меньшей мере, 1015Ω⋅см.
В варианте воплощения бумага согласно изобретению имеет граммаж (массу в граммах) в интервале 20-1000 г/м2, более конкретно - в интервале 30-300 г/м2.
В варианте воплощения бумага согласно изобретению имеет толщину в интервале 20 микрон-1 мм, более конкретно - в интервале 30-300 микрон.
Изобретение относится также к способу получения вышеупомянутых электроизоляционных бумаг. Для способа согласно изобретению подготавливают суспензию, обычно водную суспензию, содержащую арамидный фибрид, арамидную пульпу и арамидную крошку, описанные выше. Суспензию наносят на пористый экран так, чтобы уложить на экран матрицу из произвольным образом переплетающегося материала. Воду удаляют из этой матрицы, например, прессованием и/или с использованием вакуума, с последующей сушкой для получения бумаги. Оказалось, что бумаги с улучшенными свойствами можно получить, если высушенную бумагу подвергают стадии каландрирования. Стадии каландрирования известны в области техники. Они обычно заключаются в пропускании бумаги через ряд каландров. Было обнаружено также, что дополнительное улучшение можно было получить, если выполнять каландрирование при повышенной температуре, особенно при 100°C или выше, предпочтительно между 150°C-300°C, более предпочтительно между 180-220°C и наиболее предпочтительно между 180-200°C.
Для электрических свойств бумаги может быть выигрышно подвергнуть фибрид сдвигающему усилию, например, в гомогенизаторе Уоринга перед тем, как использовать его в процессе производства бумаги.
Это обычная практика в производстве изолированных электрических обмоток, таких как используемые в электромоторах или в силовых трансформаторах, для изоляции соответствующих витков обмоток друг от друга путем размещения листа изоляционного материала между витками обмотки. Такая изоляция листовым изоляционным материалом необходима обычно только для высоковольтных обмоток или обмоток, имеющих относительно большие витки, которые создают в действительности достаточно высокое напряжение между соседними витками обмотки. Такая бумага пригодна для изолирующих проводников и для изготовления трансформаторов, генераторов и электромоторов. Таким образом, настоящее изобретение относится также к использованию бумаги в соответствии с изобретением для изолированных проводников, и к использованию таких изолированных проводников в трансформаторах, генераторах и электромоторах. Настоящее изобретение относится также к изолированному проводнику, содержащему бумагу, описанную в данном документе, или бумагу, полученную с помощью способа получения, описанного в данном документе, и к трансформатору, генератору или электромотору, содержащему упомянутый изолированный проводник. В варианте воплощения бумагу согласно изобретению используют во вращающемся электрооборудовании, например, для проволочного вывода, обмотки, ориентирующего паза, фазы электротехнического устройства, клина и концевой изоляции. Еще в одном варианте воплощения бумагу согласно изобретению используют в трансформаторах для обмотки, слоя, барьера и изоляции переключателя выходного напряжения.
Отмечено, что варианты воплощения бумаги, описанной в данном документе, можно объединить друг с другом в порядке, понятном квалифицированному специалисту. Все варианты воплощения и свойства, описанные для бумаги применимы также к способу изготовления бумаги по отдельности или в сочетании. Все варианты воплощения, описанные для бумаги применимы также для их использования в любом применении по отдельности или в сочетании.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Способ производства бумаги (общий порядок действий)
Все составы бумаги были получены на Rapid Koethe (RK) листоотливном аппарате в соответствии с методом ISO 5269-2. Сушку проводили, используя RK-сушильное устройство под вакуумом при 95°C. Каландрирование высушенных бумаг проводили при 200°C с контролем зазора 10 мкм. Для каландрирования использовали два стальных вала.
Измерения диэлектрической прочности выполняли по ASTM D149 97A 920040. Толщину бумаги измеряли по TAPPI 411 om-05 в состоянии диэлектрического пробоя. Эту толщину использовали для вычисления диэлектрической прочности. Измеряли, по меньшей мере, 5 пробоев для получения среднего значения диэлектрической прочности (которое обозначено в Таблице). Показатель прочности при растяжении (TI) и удлинение при разрыве (EAB) определяли по ISO 1924-2. Герли (Gurly) (воздухопроницаемость по Герли) определяли по ISO5636-5.
Исходными материалами были следующие:
PPTA фибрид: Twaron® D8016 от Teijin Aramid, Нидерланды
Крошка PPTA волокна: Twaron® T1000, 6мм, от Teijin Aramid, Нидерланды
PPTA пульпа: Twaron® 1094 от Teijin Aramid, Нидерланды
Примеры
Бумаги изготавливали в соответствии со способом ISO 5269-2 и после этого каландрировали согласно общему порядку действий, если не указано иначе. Составные части для получения бумаги составляли 1,6 г материала (исходя из сухого веса), имея результатом листы 50 г/м2. Составы, граммаж и толщину различных бумаг представляют далее в Таблице 1. Пример 1 представляет бумагу в соответствии с изобретением. Бумаги A-E приводят для сравнения.
| Таблица 1 | |||||
| Пример |
Фибриды | Крошка | Пульпа | Граммаж |
Толщина |
| [%] | [%] | [%] | [г/м2] | [мкм] | |
| Ex 1 | 50 | 30 | 20 | 50 | 49,5 |
| A | 20 | 30 | 50 | 50 | 52,3 |
| B | 50 | 50 | 50 | 55,0 | |
| D | 100 | 50 | 48,7 | ||
| C | 50 | 50 | 50 | 49,0 | |
| E | 50 | 50 | 50 | 55,6 | |
Определяли различные свойства этих бумаг, и эти результаты представлены ниже в Таблице 2.
| Таблица 2 | |||||
| Пример | Диэлектрическая прочность (DiS) | Показатель прочности при растяжении (TI) | Удлинение при разрыве (EAB) | Герли (Gurly) (воздухопроницаемость по Герли) | Диэлектрическая прочность, показатель прочности при растяжении (TI⋅DiS) |
| [кВ/мм] | [Нм/г] | [%] | [Gсек] | ||
| Ex 1 | 36,2 | 50,6 | 1,5 | 91400 | 1832 |
| A | 19,6 | 37,8 | 1,1 | 1230 | 741 |
| B | 23,4 | 54,4 | 1,9 | 7150 | 1273 |
| C | 67,1 | 69,5 | 3,2 | 1986096 | 4663 |
| D | 44,3 | 31,2 | 2,2 | 30000 | 1382 |
| E | 12,0 | 6,5 | 0,7 | 12 | 78 |
Из результатов Таблицы 2 можно видеть, что бумага Примера 1 согласно изобретению демонстрирует высокое значение показателя прочности при растяжении и диэлектрической прочности для продукта, что делает ее пригодной для использования в различных сферах применения. Бумага, которая содержит только фибриды, обладает очень высоким значением этого параметра, но удаление воды в процессе изготовления было затруднено и разрывное усилие было низким.
Claims (25)
1. Электроизоляционная бумага, содержащая:
40-80 мас.% арамидного фибрида,
10-50 мас.% арамидной пульпы и
10-50 мас.% арамидной крошки,
причем арамидной пульпой является пара-арамидная пульпа с длиной 0,5-6 мм и степенью помола по Шоппер-Риглеру 15-85,
причем бумага имеет объемную плотность по меньшей мере 0,9 г/см3.
2. Бумага по п. 1, в которой фибридом является пара-арамидный фибрид и/или крошкой является пара-арамидная крошка, предпочтительно фибридом является пара-арамидный фибрид и крошкой является пара-арамидная крошка.
3. Бумага по п. 1, в которой арамидный фибрид имеет степень помола по Шоппер-Риглеру между 50 и 90, предпочтительно между 75 и 85 и/или удельную площадь поверхности менее чем 10 м2/г, более предпочтительно между 0,5 и 10 м2/г, наиболее предпочтительно между 1 и 4 м2/г.
4. Бумага по п. 1, где в состав бумаги входит не более чем 70 мас.% фибрида или даже не более чем 60 мас.% фибрида.
5. Бумага по п. 1, где в состав бумаги входит по меньшей мере 15 мас.% арамидной крошки, более конкретно по меньшей мере 20 мас.% и/или не более 40 мас.% крошки.
6. Бумага по п. 1, где в состав бумаги входит по меньшей мере 15 мас % пульпы и/или не более чем 40 мас.% пульпы, более конкретно не более чем 30 мас.% пульпы.
7. Бумага по п. 1, которая имеет электрическое сопротивление по меньшей мере 1013 Ом⋅см согласно способу ASTM D-257 для удельного объемного электрического сопротивления, предпочтительно по меньшей мере 1015 Ом⋅см.
8. Способ получения бумаги по любому из предшествующих пунктов, содержащий стадии:
- подготовки суспензии, содержащей арамидный фибрид, арамидную пульпу и арамидную крошку,
- нанесение суспензии на пористый экран так, чтобы уложить на экран матрицу из произвольным образом переплетающегося материала,
- удаление воды из матрицы прессованием и/или с использованием вакуума,
- воздействие стадии сушки на матрицу, из которой удалена вода.
9. Способ по п. 8, где бумагу подвергают воздействию стадии каландрирования, предпочтительно стадии каландрирования при повышенной температуре.
10. Способ по п. 9, в котором каландрирование выполняют при 100°C или выше, предпочтительно между 150 и 300°C, более предпочтительно между 180 и 220°C и наиболее предпочтительно между 180 и 200°C.
11. Электроизоляционная бумага по п. 1, пригодная для изоляции проводника.
12. Электроизоляционная бумага по п. 1, пригодная для изоляции проводника в трансформаторе, генераторе или электромоторе.
13. Изолированный проводник, который содержит бумагу по любому из пп. 1-7 или бумагу, полученную по любому из пп. 8-10.
14. Трансформатор, содержащий изолированный проводник по п. 13.
15. Генератор, содержащий изолированный проводник по п. 13.
16. Электромотор, содержащий изолированный проводник по п. 13.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12193957.3 | 2012-11-23 | ||
| EP12193957 | 2012-11-23 | ||
| PCT/EP2013/073782 WO2014079761A1 (en) | 2012-11-23 | 2013-11-14 | Electrical insulating paper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015124163A RU2015124163A (ru) | 2017-01-10 |
| RU2656226C2 true RU2656226C2 (ru) | 2018-06-04 |
Family
ID=47257555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015124163A RU2656226C2 (ru) | 2012-11-23 | 2013-11-14 | Электроизоляционная бумага |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9922750B2 (ru) |
| EP (2) | EP3373309B1 (ru) |
| JP (1) | JP6194008B2 (ru) |
| KR (2) | KR102262649B1 (ru) |
| CN (1) | CN104798144B (ru) |
| ES (2) | ES2676035T3 (ru) |
| RU (1) | RU2656226C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014079761A1 (ru) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3373309B1 (en) * | 2012-11-23 | 2020-01-22 | Teijin Aramid B.V. | Electrical insulating paper |
| JP6217894B2 (ja) * | 2013-02-08 | 2017-10-25 | デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社 | 着色アラミド紙及びその製造方法 |
| JP6405583B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2018-10-17 | 特種東海製紙株式会社 | 絶縁紙 |
| WO2016190694A2 (ko) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 아라미드 페이퍼, 그의 제조방법 및 용도 |
| EP3504719A4 (en) * | 2016-08-25 | 2021-02-17 | 3M Innovative Properties Company | THERMAL INSULATING MATERIAL |
| ES2928052T3 (es) * | 2016-11-30 | 2022-11-15 | Teijin Aramid Bv | Papel de aramida apto para uso en aplicaciones electrónicas |
| CN108010692A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-05-08 | 江苏源通电气有限公司 | 一种具有高绝缘性能的干式电力变压器 |
| CN108305765A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-20 | 江苏源通电气有限公司 | 一种具有高散热性能的干式电力变压器 |
| CN108461261A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-28 | 江苏源通电气有限公司 | 一种具有高撕裂强度的干式电力变压器 |
| CN108305767A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-20 | 江苏源通电气有限公司 | 一种具有高耐磨性能的干式电力变压器 |
| CN108305766A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-20 | 江苏源通电气有限公司 | 一种非包封干式电力变压器 |
| KR102629653B1 (ko) * | 2018-05-28 | 2024-01-29 | 데이진 아라미드 비.브이. | 개선된 성질들을 갖는 아라미드-기반 페이퍼 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5026456A (en) * | 1990-06-14 | 1991-06-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aramid papers containing aramid paper pulp |
| CN1952226A (zh) * | 2006-09-30 | 2007-04-25 | 烟台氨纶股份有限公司 | 间位芳纶沉析纤维及其制备方法 |
| JP2007242584A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-09-20 | Teijin Techno Products Ltd | 電子部品用セパレータ |
| RU2363800C2 (ru) * | 2005-01-18 | 2009-08-10 | Асахи Касеи Кемикалз Корпорейшн | Бумага из поликетоновых волокон, материал сердцевины на основе бумаги из поликетоновых волокон для печатных монтажных плат и печатные монтажные платы |
| CN101872852A (zh) * | 2010-06-21 | 2010-10-27 | 深圳市龙邦新材料有限公司 | 基于芳纶纤维的电池隔膜的制备方法 |
| WO2012093048A1 (en) * | 2011-01-04 | 2012-07-12 | Teijin Aramid B.V. | Electrical insulating paper |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR8402613A (pt) * | 1983-06-02 | 1985-04-30 | Du Pont | Estrutura em folha de falso tecido de baixa densidade e processo aperfeicoado para sua preparacao |
| US4888091A (en) | 1983-06-02 | 1989-12-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low density nonwoven aramid sheets |
| US4729921A (en) * | 1984-10-19 | 1988-03-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High density para-aramid papers |
| US4698267A (en) * | 1985-09-17 | 1987-10-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High density para-aramid papers |
| JP2000034693A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-02-02 | Du Pont Teijin Advanced Paper Kk | 複合体シートおよびその製造方法 |
| EP1310593A4 (en) * | 2000-08-04 | 2005-04-20 | Teijin Ltd | THERMORESISTANT FIBROUS PAPER |
| US20020142689A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-10-03 | Levit Mikhail R. | Non-woven sheet of aramid floc |
| MY145156A (en) * | 2003-12-09 | 2011-12-30 | Teijin Aramid Bv | Para-aramid fibrid film |
| US20050230072A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-20 | Levit Mikhail R | Aramid paper blend |
| JP2006264029A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Teijin Solfill Kk | 複合体シート、その製造方法およびそれを用いた電気電子部品 |
| US8168039B2 (en) * | 2005-05-26 | 2012-05-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Electroconductive aramid paper and tape made therefrom |
| US7740741B2 (en) * | 2005-12-21 | 2010-06-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Para-aramid pulp including meta-aramid fibrids and processes of making same |
| JP2007308836A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Teijin Techno Products Ltd | 耐熱性電絶紙 |
| US9073290B2 (en) * | 2010-06-29 | 2015-07-07 | E I Du Pont De Nemours And Company | Multilayer structure useful for electrical insulation |
| WO2012093047A1 (en) * | 2011-01-04 | 2012-07-12 | Teijin Aramid B.V. | Paper comprising microfilaments |
| CN103917360A (zh) * | 2011-08-26 | 2014-07-09 | 纳幕尔杜邦公司 | 适用于电绝缘的多层结构 |
| CN102517976A (zh) | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 烟台民士达特种纸业股份有限公司 | 一种纯对位芳纶纸的制备方法 |
| US20130260124A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Electrical insulation paper, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom |
| US9316342B2 (en) * | 2012-04-18 | 2016-04-19 | E I Du Pont De Nemours And Company | Multilayered sheet |
| EP3373309B1 (en) * | 2012-11-23 | 2020-01-22 | Teijin Aramid B.V. | Electrical insulating paper |
| US20140178661A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Electrical insulation paper, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom |
| US20140184371A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | E I Du Pont De Nemours And Company | Insulating material containing poly(phenylene-1,3,4-oxadiazole) |
| KR102215682B1 (ko) * | 2013-05-03 | 2021-02-17 | 데이진 아라미드 게엠베하 | ｐ-아라미드 펄프와 단섬유들의 혼합물의 제조 방법, 혼합물 및 이의 용도 |
| CN109518519B (zh) * | 2013-07-18 | 2022-03-04 | 帝人芳纶有限公司 | 阻燃片材 |
| KR20170099968A (ko) * | 2014-12-26 | 2017-09-01 | 도쿠슈 도카이 세이시 가부시키가이샤 | 절연지 |
-
2013
- 2013-11-14 EP EP18163015.3A patent/EP3373309B1/en active Active
- 2013-11-14 ES ES13795442.6T patent/ES2676035T3/es active Active
- 2013-11-14 ES ES18163015T patent/ES2783976T3/es active Active
- 2013-11-14 WO PCT/EP2013/073782 patent/WO2014079761A1/en active Application Filing
- 2013-11-14 RU RU2015124163A patent/RU2656226C2/ru active
- 2013-11-14 EP EP13795442.6A patent/EP2923363B1/en active Active
- 2013-11-14 CN CN201380061049.1A patent/CN104798144B/zh active Active
- 2013-11-14 KR KR1020207027040A patent/KR102262649B1/ko active Active
- 2013-11-14 JP JP2015543394A patent/JP6194008B2/ja active Active
- 2013-11-14 KR KR1020157013649A patent/KR102161429B1/ko active Active
- 2013-11-14 US US14/647,286 patent/US9922750B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5026456A (en) * | 1990-06-14 | 1991-06-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aramid papers containing aramid paper pulp |
| RU2363800C2 (ru) * | 2005-01-18 | 2009-08-10 | Асахи Касеи Кемикалз Корпорейшн | Бумага из поликетоновых волокон, материал сердцевины на основе бумаги из поликетоновых волокон для печатных монтажных плат и печатные монтажные платы |
| JP2007242584A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-09-20 | Teijin Techno Products Ltd | 電子部品用セパレータ |
| CN1952226A (zh) * | 2006-09-30 | 2007-04-25 | 烟台氨纶股份有限公司 | 间位芳纶沉析纤维及其制备方法 |
| CN101872852A (zh) * | 2010-06-21 | 2010-10-27 | 深圳市龙邦新材料有限公司 | 基于芳纶纤维的电池隔膜的制备方法 |
| WO2012093048A1 (en) * | 2011-01-04 | 2012-07-12 | Teijin Aramid B.V. | Electrical insulating paper |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104798144B (zh) | 2018-11-06 |
| ES2676035T3 (es) | 2018-07-16 |
| US9922750B2 (en) | 2018-03-20 |
| CN104798144A (zh) | 2015-07-22 |
| EP2923363A1 (en) | 2015-09-30 |
| KR102161429B1 (ko) | 2020-10-07 |
| RU2015124163A (ru) | 2017-01-10 |
| JP2016505723A (ja) | 2016-02-25 |
| US20150318078A1 (en) | 2015-11-05 |
| KR20150087248A (ko) | 2015-07-29 |
| KR20200111824A (ko) | 2020-09-29 |
| WO2014079761A1 (en) | 2014-05-30 |
| EP3373309B1 (en) | 2020-01-22 |
| EP2923363B1 (en) | 2018-05-02 |
| ES2783976T3 (es) | 2020-09-21 |
| KR102262649B1 (ko) | 2021-06-11 |
| EP3373309A1 (en) | 2018-09-12 |
| JP6194008B2 (ja) | 2017-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2656226C2 (ru) | Электроизоляционная бумага | |
| KR101981448B1 (ko) | 전기절연지 | |
| TWI598226B (zh) | Aromatic polyamine resin film laminated body and its manufacturing method | |
| TW201704591A (zh) | 聚芳醯胺（ａｒａｍｉｄ）紙及其製造方法 | |
| JP2014529538A (ja) | 電気絶縁に有用な多層構造体 | |
| JP3027273B2 (ja) | シート状全芳香族ポリアミド成形物 | |
| WO2013065467A1 (ja) | アラミド－ポリオレフィン積層体 | |
| CN110582606B (zh) | 包含间位芳族聚酰胺和聚苯硫醚的湿式无纺布及其层叠片材 | |
| JPH07331600A (ja) | 改良されたボードの製造方法 |