[发明专利]绝缘带材料、制造方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘带材料，尤其是用于制造电绝缘纸、如云母纸的绝缘带材料，所述电绝缘纸包含在导热的绝缘带中，这些绝缘带例如在高压绝缘时被使用。

背景技术

导热的绝缘带例如被用作主绝缘体以防止电动机、高压机器和/或（高压）发电机的过压和/或击穿。

电机、譬如电动机和发电机具有电导体、电绝缘部和定子铁芯。绝缘部所具有的目的是使导体相对于彼此、相对于定子铁芯并且相对于周围环境电绝缘。在机器运行中的机械负荷或热负荷的情况下在绝缘部与导体之间或在绝缘部与定子铁芯之间的界面处可能形成空腔，在这些空腔中可能由于局部放电而形成火花。由于火花可能在绝缘部中构成所谓的“树状（Treeing）”通道。由于“树状”通道，可能出现穿过绝缘部的电击穿。对局部放电的阻挡通过在绝缘部中使用具有高的抗局部放电性的云母来实现。云母以小板状云母颗粒形式使用，所述云母颗粒具有数百微米到数毫米的传统颗粒大小，其中所述云母颗粒被加工成云母纸。

在制造云母纸时将小板状云母颗粒层状地布置，使得所述颗粒尽可能彼此平行地布置，其中直接叠置的云母颗粒在构成接触表面的情况下重叠。在接触表面之间由于范德瓦尔斯力和氢桥键而构成相互作用，这些相互作用为云母纸提供高机械承载能力并且因此提供稳定的形状。

在制造绝缘部时，云母纸围绕要绝缘的导体被缠绕并且以树脂浸渍。接着，使由树脂和云母纸构成的复合体硬化。附加地，云母纸可以被施加到由玻璃或聚酯构成的载体织物上，其中该载体织物为云母纸赋予附加的稳定性。粘合剂将载体织物和云母纸连接成云母带。为了避免在机器运行中导体中的高温，必须将热量从导体导出到周围环境中。云母纸的导热性在室温下仅为大约0.2到0.25W/mK，由此阻碍了从电导体散热。

导热的改善不仅可以通过减小绝缘部的厚度而且可以通过绝缘部的改善的导热性来实现。代替小板状云母颗粒而使用小板状氧化铝颗粒是已知的，其中氧化铝以大约25到40W/mK具有比云母明显更高的导热性。

至今已知了绝缘带，这些绝缘带例如包括织物和云母，其中在构成云母保护带的情况下粘合剂将这两个部件连接。

然而，通过将无机和聚合材料组合也降低无机云母的最初高的导热性。通常使用的以环氧树脂浸渍的具有玻璃或聚酯织物作为载体材料的云母带的导热性在室温下为大约0.2-0.25W/mK，而纯云母的导热性处于大约0.5W/mK。

因此，当前的系统结构和与此相联系的制造过程尽管良好地适于确保足够持久的电绝缘作用，然而从电导体导出热量由于材料复合体的更确切地说热绝缘的特征而受阻碍。

由在此全部内容被参考并且公开内容是本说明书的一部分的EP11164882已知了一种用于制造用于电绝缘纸的多孔颗粒复合体的方法，该方法具有如下步骤：混合功能化剂、载液和小板状颗粒的分散体，所述功能化剂分布在载液中并且在该分散体中具有如下质量份额，该质量份额相对于颗粒的质量份额对应于事先确定的质量比；通过分散体的沉淀产生沉淀物，由此小板状颗粒基本上层状地平面平行地布置在沉淀物中；将载液从沉淀物中去除；将能量引入沉淀物中以克服功能化剂与颗粒的化学反应的活化能，该化学反应在经由功能化剂耦合颗粒的情况下由沉淀物构成颗粒复合体，其中质量比被事先确定，使得颗粒复合体具有多孔结构。这样构成的颗粒的耦合增强颗粒彼此之间的相互作用，使得颗粒复合体有利地具有用于纸制造的足够的强度。

该方法的缺点是，尽管通过过滤方法来制造云母氧化铝带，但该云母氧化铝带事后与提高强度的纤维支承体连接，其中使用粘合剂，该粘合剂通常填满提高强度的纤维复合体的网眼。由于以不导热的聚合物对纤维复合体网眼进行聚合填充，总系统的导热性受限制。

发明内容

本发明的任务因此是使纤维复合体中的小板状的能导热的颗粒的布置定向，尤其是平行地定向，使得在纤维复合体之内构成导热路径。

本发明的任务的解决方案和主题是一种绝缘带材料，其包括颗粒复合体和织物，其中以该颗粒复合体填充该织物的间隙。此外，本发明的主题是一种用于制造被填充的绝缘带的方法，其包括如下步骤：混合载液与小板状颗粒的分散体；通过分散体的沉淀产生沉淀物，由此小板状颗粒基本上层状地平面平行地布置在沉淀物中；将织物引入沉淀物中并且将载液从沉淀物中去除。最后，本发明的主题是绝缘带材料用于制造绝缘部的应用，该绝缘部用于防止电动机、高压机器和/或（高压）发电机的过压和/或击穿。

根据本发明的一种有利的扩展方案，织物网状地存在，使得在网状结构中存在网眼。