用于制造用于電絕緣紙的多孔顆粒復(fù)合材料的方法技術(shù)

一種用于制造用于電絕緣紙的多孔顆粒復(fù)合材料的方法，所述方法具有下述步驟：將由小板狀的顆粒（1）、載液和官能劑組成的分散系混合，所述官能劑分布在載液中并且在分散系中具有下述質(zhì)量份額，所述質(zhì)量份額相對于顆粒（1）的質(zhì)量份額對應(yīng)于預(yù)先確定的質(zhì)量比例；通過沉淀分散系而產(chǎn)生沉淀物，由此將小板狀的顆粒（1）基本上層狀地以平面平行方式設(shè)置在沉淀物中；從沉淀物中去除載液；將能量引入到沉淀物中，以用于克服官能劑與顆粒（1）的下述化學(xué)反應(yīng)的活化能，所述化學(xué)反應(yīng)在所述顆粒（1）經(jīng)由來自沉淀物中的官能劑聯(lián)結(jié)的情況下形成顆粒復(fù)合材料，其中，所述質(zhì)量比例預(yù)先確定為，使得顆粒復(fù)合材料具有多孔結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種。
技術(shù)介紹
電機(jī)械，例如電動機(jī)和發(fā)電機(jī)，具有電導(dǎo)體、電絕緣體和定子疊片鐵心。絕緣體的目的在于:將導(dǎo)體相對彼此、相對定子疊片鐵心，并且相對環(huán)境電絕緣。在機(jī)器運(yùn)行時的機(jī)械或熱負(fù)荷能夠在絕緣體和定子疊片鐵心之間的分界面上或者在絕緣體和導(dǎo)體之間的分界面上形成空腔，在所述空腔中由于部分放電而產(chǎn)生火花。通過火花能夠在絕緣體中構(gòu)成所謂的“樹枝化”通道。由于“樹枝化”通道，能夠引起穿過絕緣體的電擊穿。抵抗部分放電的屏障通過在絕緣體中使用具有高抗部分放電性的云母實(shí)現(xiàn)。云母以具有從幾百微米至幾微米的常規(guī)顆粒粒度的小板狀云母顆粒的形式被使用，其中所述云母顆粒被加工成云母紙。在制造云母紙時，小板狀云母顆粒層狀地設(shè)置，使得顆粒盡可能平行于彼此地設(shè)置，其中直接彼此疊置的云母顆粒在構(gòu)成接觸面的情況下重疊。在接觸表面之間由于范德華力和氫橋鍵構(gòu)成給予云母紙高機(jī)械負(fù)荷能力的進(jìn)而穩(wěn)定形狀的交互作用。在制造絕緣體時，將云母紙圍繞待絕緣的導(dǎo)體卷繞并且用樹脂浸透。接著，將由樹脂和云母紙組成的復(fù)合材料硬化。附加地，云母紙能夠施加到由玻璃和聚酯構(gòu)成的承載織物上，其中，承載織物給予云母紙額外的穩(wěn)定性。粘合劑將承載織物和云母紙連接成云母帶。為了避免當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時在導(dǎo)體中的高溫，必須將熱從導(dǎo)體引出到環(huán)境中。云母紙的導(dǎo)熱性在室溫下僅為大約0.2ff/mK至0.25ff/mK,由此阻礙了從電導(dǎo)體中進(jìn)行熱導(dǎo)出。熱傳導(dǎo)的改進(jìn)不僅能夠通過縮小絕緣體的厚度實(shí)現(xiàn)，也能夠通過改善絕緣體的導(dǎo)熱性實(shí)現(xiàn)。已知使用小板狀的氧化鋁顆粒來替代小板狀的云母顆粒，其中具有大約25W/mK至40W/mK的氧化鋁具有明顯更高的導(dǎo)熱性。在使用小板狀的氧化鋁顆粒的情況下仍存在下述缺點(diǎn):通常顆粒粒度在100微米以下，由此，相鄰氧化鋁顆粒的接觸面小至使得這些氧化鋁顆粒的用于形成顆粒復(fù)合材料的交互作用構(gòu)成為僅是弱的。伴隨于此的是所述顆粒復(fù)合材料的低強(qiáng)度，由此很難制造由氧化鋁顆粒構(gòu)成的絕緣紙。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提出一種用于制造用于電絕緣紙的顆粒復(fù)合材料的方法，其中所述顆粒復(fù)合材料具有足以制造絕緣紙的強(qiáng)度。根據(jù)本專利技術(shù)的具有下述步驟:將由小板狀顆粒、載液和官能劑組成的分散系混合，所述官能劑分布在載液中并且在分散系中具有下述質(zhì)量份額，所述質(zhì)量份額相對于顆粒的質(zhì)量份額對應(yīng)于預(yù)先確定的質(zhì)量比例；通過沉淀分散系而產(chǎn)生沉淀物，由此將小板狀的顆?；旧蠈訝畹匾云矫嫫叫蟹绞皆O(shè)置在沉淀物中；從沉淀物中去除載液；將能量引入到沉淀物中，以用于克服官能劑與顆粒的下述化學(xué)反應(yīng)的活化能，所述化學(xué)反應(yīng)在顆粒經(jīng)由來自沉淀物中的官能劑聯(lián)結(jié)的情況下構(gòu)成顆粒復(fù)合材料，其中，質(zhì)量比例預(yù)先確定為，使得顆粒復(fù)合材料具有多孔結(jié)構(gòu)。顆粒的這樣構(gòu)成的聯(lián)結(jié)強(qiáng)化了顆粒彼此間的交互作用，從而使得顆粒復(fù)合材料有利地具有足以用于制造紙的強(qiáng)度。載液優(yōu)選是官能劑能在其中溶解的溶劑，其中所述官能劑溶解在所述溶劑中。官能劑優(yōu)選選擇為，使得所述官能劑在顆粒的表面上構(gòu)成基本上單分子的薄層。用于聯(lián)結(jié)顆粒的化學(xué)反應(yīng)在薄層之間進(jìn)行。在將分散系混合之前，顆粒優(yōu)選構(gòu)成為在顆粒的表面上具有基本上單分子的薄層，其中薄層由另外的官能劑制成。用于聯(lián)結(jié)顆粒的化學(xué)反應(yīng)在薄層和官能劑之間進(jìn)行。替選地，可優(yōu)選將下述顆粒加入由具有基本上單分子的薄層的顆粒和載液組成的分散系，所述顆粒具有與原本在分散系中已有的顆粒的薄層不同的基本上單分子的薄層。用于聯(lián)結(jié)顆粒的化學(xué)反應(yīng)在兩個或更多個不同的薄層之間進(jìn)行。優(yōu)選地，顆粒選擇為，使得所述顆粒具有氧化鋁。氧化鋁的優(yōu)點(diǎn)是其與云母相比高的導(dǎo)熱性。優(yōu)選地，官能劑選擇為，使得所述官能劑是塑料，尤其是熱塑性塑料。塑料優(yōu)選選擇為，使得所述塑料是聚烯烴乙醇，尤其是聚乙二醇，或者是分子量在1000和4000之間的不完全水解的聚乙烯醇，或者是聚烷基硅氧烷，尤其是甲氧基封端的聚烷基硅氧烷，或者硅樹脂聚酯。此外，官能劑優(yōu)選選擇為，使得所述官能劑是烷氧基硅烷并且在顆粒的表面上構(gòu)成基本上單分子的薄層。烷氧基硅烷優(yōu)選選擇為，使得所述烷氧基硅烷具有環(huán)氧基，尤其是3-縮水甘油醚丙基二甲氧基硅烷，或者所述烷氧基硅烷具有氨基，尤其是3-氨丙基二甲氧硅烷。此外，官能劑優(yōu)選選擇為，使得所述官能劑具有顆粒，尤其是由具有表面的環(huán)氧官能度的二氧化硅構(gòu)成的納米顆粒。根據(jù)本專利技術(shù)的方法優(yōu)選如下地執(zhí)行:以熱和/或輻射的形式輸送用于克服活化能的能量。此外，根據(jù)本專利技術(shù)的 方法優(yōu)選如下地執(zhí)行:去除載液通過過濾和接著的熱輸送來進(jìn)行。通過輸送熱來去除溶劑和輸送熱以用于克服活化能能夠有利地在方法步驟中進(jìn)行。在此，載液優(yōu)選選擇為，使得所述載液是水?！靖綀D說明】下面，借助于所附示意圖詳細(xì)闡釋本專利技術(shù)。附圖示出根據(jù)本專利技術(shù)制造的顆粒復(fù)合材料的透視圖?！揪唧w實(shí)施方式】如附圖所示，小板狀的氧化鋁顆粒I具有顆粒表面2。設(shè)在顆粒表面2上的是羥基3和結(jié)合的氧原子4。例如，示出三個不同的結(jié)合到顆粒表面2上的基團(tuán):一個通過氧原子4結(jié)合的羥基5，一個通過三個氧原子4結(jié)合的具有環(huán)氧基7的甲硅烷基6，以及一個通過氧原子結(jié)合的具有可變殘基Y的二羥甲硅烷基。這些基團(tuán)在顆粒表面2上構(gòu)成基本上單分子的薄層9。下面，借助于三個實(shí)例來詳細(xì)闡述根據(jù)本專利技術(shù)的方法。由小板狀的氧化鋁顆粒1、水和官能劑3-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷制成分散系。3-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷在縮合反應(yīng)中在氧化鋁顆粒2的表面上構(gòu)成基本上單分子的薄層9，所述薄層具有通過三個氧原子4結(jié)合的甲硅烷基6，所述甲硅烷基具有環(huán)氧基7。在構(gòu)成薄層9之后，將塑料聚乙二醇加入到分散系中，所述塑料聚乙二醇溶解在溶劑水中。將分散系沉淀，由此小板狀的氧化鋁顆粒I層狀地以平面平行方式定向。將出現(xiàn)的沉淀物吸濾并且在爐中烘干。用于干燥的熱量選擇為，使得所述熱量足以克服下述化學(xué)反應(yīng)的活化能，所述化學(xué)反應(yīng)在將氧化鋁顆粒I彼此聯(lián)結(jié)的情況下形成顆粒復(fù)合材料?；瘜W(xué)反應(yīng)發(fā)生在表面的環(huán)氧基7和聚乙二醇的羥基之間。官能劑關(guān)于顆粒質(zhì)量的質(zhì)量比例選擇為，使得所述顆粒復(fù)合材料具有多孔結(jié)構(gòu)。由小板狀的氧化鋁顆粒1、水和官能劑3-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷制造分散系。3-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷在縮合反應(yīng)中在氧化鋁顆粒2的表面上形成基本上單分子的薄層9，所述薄層具有通過三個氧原子4結(jié)合的甲硅烷基6，所述甲硅烷基具有環(huán)氧基7。在構(gòu)成薄層之后，將表面已經(jīng)配有第二薄層9的小板狀的氧化鋁顆粒I加入到分散系中。所述第二薄層9借助于官能劑3-氨丙基三甲氧硅烷制造，并且具有通過三個氧原子結(jié)合的甲硅烷殘基，所述甲硅烷殘基具有氨基。將所述分散系沉淀，由此小板狀的氧化鋁顆粒I層狀地以平面平行方式定向。將出現(xiàn)的沉淀物吸濾并且在爐中烘干。用于干燥的熱量選擇為，使得所述熱量足以克服下述化學(xué)反應(yīng)的活化能，所述化學(xué)反應(yīng)在將氧化鋁顆粒I彼此聯(lián)結(jié)的情況下構(gòu)成顆粒復(fù)合材料?；瘜W(xué)反應(yīng)在具有第一薄層9的顆粒的表面環(huán)氧基7和具有第二薄層9的顆粒的表面氨基之間進(jìn)行。官能劑關(guān)于顆粒質(zhì)量的質(zhì)量比例選擇為，使得顆粒復(fù)合材料具有多孔結(jié)構(gòu)。由小板狀的氧化鋁顆粒1、水和具有納米級二氧化硅顆粒的官能劑制造分散系。納米級二氧化硅顆粒具有表面的甲硅烷基，所述甲硅烷基具有環(huán)氧基。將分散系沉淀，由此小板狀的氧化鋁顆粒I層狀地以平面平行方式定向。將出現(xiàn)的沉淀物吸濾并且本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.05.05 EP 11164882.01.一種用于制造用于電絕緣紙的多孔顆粒復(fù)合材料的方法，所述方法具有下述步驟: -將由小板狀的顆粒(I)、載液和官能劑組成的分散系混合，所述官能劑分布在所述載液中并且在所述分散系中具有下述質(zhì)量份額:所述質(zhì)量份額相對于所述顆粒的質(zhì)量份額對應(yīng)于預(yù)先確定的質(zhì)量比例； -通過沉淀所述分散系而產(chǎn)生沉淀物，由此將小板狀的所述顆粒(I)基本上層狀地以平面平行方式設(shè)置在所述沉淀物中； -從所述沉淀物中去除所述載液； -將能量引入到所述沉淀物中，以用于克服所述官能劑與所述顆粒(I)的下述化學(xué)反應(yīng)的活化能:所述化學(xué)反應(yīng)在所述顆粒(I)經(jīng)由來自所述沉淀物中的所述官能劑聯(lián)結(jié)的情況下構(gòu)成所述顆粒復(fù)合材料， 其中，所述質(zhì)量比例預(yù)先確定為，使得所述顆粒復(fù)合材料具有多孔結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的方法， 其中，所述載液是能溶解官能劑的溶劑， 其中，所述官能劑被溶解在所述溶劑中。3.如權(quán)利要求2所述的方法， 其中，所述官能劑選擇為， 使得在混合所述分散系時，所述官能劑在所述顆粒的表面上構(gòu)成基本上單分子的薄層(9 )。4.如權(quán)利要求2所述的方法， 具有下述步驟: -在將所述分散系混合之前，所述顆粒構(gòu)成為在所述顆粒的表面上具有基本上單分子的薄層(9)， 其中，由另外的官能劑制造所述薄層(9 )，使得在所述薄層(9 ) 和所述官能劑之間發(fā)生用于聯(lián)結(jié)所述顆粒(I)的化學(xué)反應(yīng)。5...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：弗洛里安·埃德爾，彼得·格勒佩爾，維基·格呂貝爾，斯特芬·朗，
申請(專利權(quán))人：西門子公司，
類型：
國別省市：