本发明实施例涉及电工绝缘材料领域，特别是涉及预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物、一种水力发电电机用耐低温、耐高温、耐高温上胶纸的制备方法。
背景技术：
环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，尺寸稳定性好，柔韧性较好，对大部分溶剂稳定，因而广泛应用在粘接材料、电子材料、复合材料等领域，而聚氨酯在低温下有优异的粘结性能，因此聚氨酯复配环氧树脂能很好地应用在水电粘结材料所需的行业设备上。
目前市场用到的绝缘材料有上胶牛皮纸、上胶dmd(一种聚酯薄膜聚酯纤维非织布柔软复合材料)、上胶聚酯薄膜等，其制备方法是通过将绝缘材料经过某种环氧树脂上胶后形成均匀规则的绝缘上胶材料，但是该种材料耐温等级有限，基本在f级，同时耐潮湿性能，耐低温、耐高温、耐高温较差，同时预浸胶的储存较短。因此环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的开发能对绝缘上胶纸的应用和发展具有重大意义。
技术实现要素：
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法，预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的粘度适合施胶线棒刮刀的转移，且常温下储存周期较长。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：第一方面，提供一种预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，其制备的原材料包括：环氧树脂、封闭型聚氨酯、潜伏性固化剂、促进剂及溶剂；
其中，溶剂包括第一类溶剂、第二类溶剂和第三类溶剂，第一类溶剂是选自丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种或多种，第二类溶剂是n,n-二甲基甲酰胺，第三类溶剂是选自丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种或多种；
所述环氧树脂、聚氨酯组合物与第一类溶剂的质量比为1:1～3；
所述封闭性聚氨酯与所述环氧树脂的质量比为1～2:10；
所述潜伏性固化剂与所述第二类溶剂的质量比为1:2～7；
环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物和第一类溶剂的质量之和，与潜伏性固化剂、促进剂和第二类溶剂的质量之和，二者的比为100:3～18；
第三类溶剂的质量，与环氧树脂、聚氨酯组合物和第一类溶剂的质量之和，二者的比为6～13:100。
可选地，环氧树脂是选自双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种。
可选地，潜伏性固化剂是选自双氰胺、改性可溶性双氰胺、二氨基二苯砜、脲类衍生物、咪唑固化剂中的一种或多种。
可选地，促进剂是选自脲类衍生物、改进咪唑、脂肪有机胺类中的一种或多种。
第二方面，本发明实施例还提供一种如上所述的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(a)将封闭性聚氨酯与所述环氧树脂的质量比为1～2:10混合均匀；然后再与第一类溶剂按照1:1～3的质量比搅拌均匀，形成组分a；
(b)将潜伏性固化剂与第二类溶剂按照1:2～7的质量比搅拌均匀，然后加上促进剂，形成组分b；
(c)将组分a和组分b按照100:3～18的质量比混合均匀，加上第三类溶剂稀释，得到预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，其中，第三类溶剂与组分a的质量比为6～13:100。
可选地，步骤(c)中组分a、组分b和第三类溶剂在20～30℃、搅拌25～35min的条件下混合均匀后，得到的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的粘度为150～450mpa﹒s。
第四方面，本发明实施例还提供一种一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法，包括绝缘纸和涂覆在绝缘纸上的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物为如上所述的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物。
可选地，绝缘纸为如上所述的改性绝缘纸
第五方面，本发明实施例还提供一种一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法的制备方法，包括以下步骤：
将制备好的如上所述的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物投放到胶槽中，将施胶线棒刮刀在胶槽中转动；
通过施胶线棒刮刀对绝缘纸的上下表面施胶，将预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物转移到绝缘纸表面，绝缘纸表面经过干燥工艺、冷却工艺后，收卷得到一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法。
可选地，施胶线棒刮刀的表面经过加工处理成线棒直径形状，线棒直径为0.6～1.5mm，；
施胶线棒刮刀的施胶量为10～55g/m2。
可选地，绝缘纸表面经过干燥工艺、冷却工艺，包括：
绝缘纸的一面进行第一次施胶后，经第一次干燥，第一次干燥的烘道为5节，每节的温度是60～75～80～85～105℃，其中，每节的温度允许有±5℃的公差；
然后绝缘纸的另一面再进行第二次施胶，经第二次干燥，第二次干燥的烘道为5节，每节的温度是65～75～80～85～95℃，其中，每节的温度允许有±5℃的公差；再进行冷却工艺，冷却工艺的温度为15～20℃。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，其制备的原材料包括：环氧树脂和聚氨酯组合物、潜伏性固化剂、促进剂及溶剂；其中，溶剂包括第一类溶剂、第二类溶剂和第三类溶剂，该预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的粘度为150～450mpa﹒s，适合施胶线棒刮刀的转移，且常温下储存周期较长。
具体实施例
为了使本发明的目的、方法方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
第一方面，本发明实施例提供一种预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，其制备的原材料包括：环氧树脂及聚氨酯组合物、潜伏性固化剂、促进剂及溶剂。
可选地，环氧树脂是选自双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种。其中，环氧树脂的环氧当量为195～950；在一些优选的实施例中，环氧树脂的环氧当量为225～750。
可选地，潜伏性固化剂是选自双氰胺、改性可溶性双氰胺、二氨基二苯砜、脲类衍生物、咪唑固化剂中的一种或多种；在一些优选的实施例中，潜伏性固化剂是改性可溶性双氰胺和/或二氨基二苯砜。
可选地，促进剂是选自脲类衍生物、改进咪唑、酸酐、脂肪胺类中的一种或多种；在一些优选的实施例中，促进剂是改性咪唑和/或脲类衍生物。
溶剂包括第一类溶剂、第二类溶剂和第三类溶剂，其中，第一类溶剂是选自丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种或多种，第二类溶剂是n,n-二甲基甲酰胺，第三类溶剂是选自丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种或多种，第一类溶剂和第三类溶剂可以相同或不相同。在一些优选的实施例中，第一类溶剂是丙酮和/或乙酸乙酯，第三类溶剂是丙酮和/或乙酸乙酯，
在上述实施例中，环氧树脂与聚氨酯组合物与第一类溶剂的质量比为1:1～3，潜伏性固化剂与第二类溶剂的质量比为1:2～7。
环氧树脂与聚氨酯组合物和第一类溶剂的质量之和，与潜伏性固化剂、促进剂和第二类溶剂的质量之和，二者的比为100:3～18。
第三类溶剂的质量，与环氧树脂、聚氨酯组合物和第一类溶剂的质量之和，二者的比为6～13:100。
其中，促进剂的加入量采用本领域技术人员制备预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的常规加入量，本实施例中，促进剂与潜伏性固化剂的质量比为1:5～20。
本实施例的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的粘度为150～450mpa﹒s，适合施胶线棒刮刀的转移，将预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物附着在绝缘纸上，且在常温下可以保持6～12个月，储存周期较长。
第二方面，本发明实施例还提供上述预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(a)将封闭性聚氨酯与所述环氧树脂的质量比为1～2:10混合均匀；然后再与第一类溶剂按照1:1～3的质量比搅拌均匀，形成组分a；
(b)将潜伏性固化剂与第二类溶剂按照1:2～7的质量比搅拌均匀，然后加上促进剂，形成组分b；
(c)将组分a和组分b按照100:3～18的质量比混合均匀，再加上第三类溶剂稀释，得到预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，其中，第三类溶剂与所述组分a的质量比为6～13:100。
可选地，步骤(c)中组分a、组分b和第三类溶剂在20～30℃、搅拌25～35min的条件下混合均匀后，得到的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的粘度为150～450mpa﹒s，在常温下可以保持6～12个月。
第三方面，本发明实施例还提供一种改性绝缘纸，该改性绝缘纸是一种热改性纤维素纸，经过聚芳酰胺纤维改性形成，具体地，由具有高品质电气性能的纤维素浆粕和聚芳酰胺纤维经过网状黏合而成，与目前的纤维素纸，如牛皮纸和热改性牛皮纸，相比，机械性能、电气性能大大提高，绝缘寿命更长。
该改性绝缘纸的密度是0.9～1.1g/cc，抗张强度70～175n/cm(md＝纵向)和17～42n/cm(xd＝横向)，延伸率2.2～2.8％(md)和6.9～9.5％(xd)。
第四方面，本发明实施例还提供一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法，包括绝缘纸和涂覆在绝缘纸上的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物。
可选地，绝缘纸为上述的改性绝缘纸，机械性能、电气性能更优。
可选地，预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物涂覆在绝缘纸的两面上。
本实施例的一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法无污染，具有常温不粘，高温自粘性能，应用于线圈粘结时，增加了绝缘可靠性。
第五方面，本发明实施例还提供上述一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法的制备方法，包括以下步骤：
将制备好的上述预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物投放到胶槽中，将施胶线棒刮刀在胶槽中转动，转动过程中施胶线棒刮刀的线棒直径会浸满预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，再通过施胶线棒刮刀对绝缘纸的上下表面施胶，使预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物被转移到绝缘纸表面，绝缘纸表面经过干燥工艺、冷却工艺后，收卷得到一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法。
可选地，施胶线棒刮刀的表面经过加工处理成线棒直径形状，线棒直径的边长为0.6～1.5mm，该施胶线棒刮刀的施胶量为10～55g/m2。在一优选的实施例中。
其中，绝缘纸表面经过干燥工艺、冷却工艺，具体包括：
绝缘纸的一面进行第一次施胶后，经第一次干燥，第一次干燥的烘道为5节，每节的温度是60～75～80～85～105℃，其中，每节的温度允许有±5℃的公差；
然后绝缘纸的另一面再进行第二次施胶，经第二次干燥，第二次干燥的烘道为5节，每节的温度是65～75～80～85～95℃，其中，每节的温度允许有±5℃的公差；
再进行冷却工艺，冷却工艺的温度是15～20℃。
本制备方法固化周期短、节能，制备得到的一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法的胶的厚度每面是0.03～0.05mm，胶量每面25～55g/m2。将一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法在150℃/6h的固化条件下固化，固化完成后在100℃下将其保温25～35min进行粘结力测试，粘结力可以达到6mpa以上，固化完成后在-40℃下将其保温60min进行粘结力测试，粘结力为3mpa以上。
一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法经包叠线圈后进行温升固化成型，保证了材料长期的机械电性能可靠性。保证了绝缘结构的安全。
以下通过具体实施例和对比实施例对本发明实施例涉及的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物及一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸的制备方法进行说明。
实施例1
(a)将液体双酚f(环氧当量＝160～185)环氧树脂和固体双酚a环氧树脂(环氧当量＝800～1200)按照质量份数比2：48混合，然后再加入7份的封闭型聚氨酯，加入50份质量的乙酸乙酯溶解，形成a组分；
(b)将潜伏性固化剂—双氰胺与极性溶剂n,n-二甲基甲酰胺按照1:3.7的质量比搅拌均匀，然后加上促进剂n-乙酰基咪唑，促进剂用量是双氰胺的13％(质量份数)，形成b组分；
(c)将组分a、组分b、丙酮按质量比100：6.5：12在28℃下混合均匀，搅拌27min，得到的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的粘度是355mpa﹒s，该粘度适合施胶线棒刮刀的转移。
实施例2
将实施例2制备好的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物投放到胶槽中，采用两根施胶线棒刮刀在胶槽中转动，其中，施胶线棒刮刀线棒直径是0.7mm。
转动过程中施胶线棒刮刀的线棒直径会浸满预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，绝缘纸经过施胶线棒刮刀时，线棒直径里的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物会被转移到绝缘纸表面，绝缘纸表面经过干燥工艺、冷却工艺后，收卷得到一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸。
本实施例中，干燥工艺是绝缘纸的一面进行第一次施胶后，经第一次干燥，第一次干燥的烘道为5节，每节的温度是65～75～80～87～105℃；然后绝缘纸的另一面再进行第二次施胶，经第二次干燥，第二次干燥的烘道为5节，每节的温度是65～75～78～87～93℃，再进行冷却工艺，冷却工艺的温度是13℃，最后收卷得到一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸,上胶量36g/m2。
将该上胶纸在150℃/6h的固化条件下固化，固化完成后在100℃下将其保温30min进行粘结力测试，粘结力为7.4mpa，固化完成后在-40℃下将其保温60min进行粘结力测试，粘结力为5.4mpa。
实施例3
(a)将聚氨酯树脂和固体酚醛环氧树脂(环氧当量＝200～600)按照质量份数比6：50混合，然后加入50份质量的乙酸乙酯溶解，形成a组分；
(b)将潜伏性固化剂—双氰胺与极性溶剂n,n-二甲基甲酰胺按照1:5的质量比搅拌均匀，然后加上脲类促进剂dyhardur200，促进剂用量是双氰胺的4.3％(质量份数)，形成b组分；
(c)将组分a、组分b、丙酮按质量比100：19：12在25℃下混合均匀，搅拌27min，得到的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物的粘度是380mpa﹒s，该粘度适合施胶线棒刮刀的转移。
实施例4
将实施例3制备好的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物投放到胶槽中，采用两根施胶线棒刮刀在胶槽中转动，其中，施胶线棒刮刀线棒直径是1.2mm。
转动过程中施胶线棒刮刀的线棒直径会浸满预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物，绝缘纸经过施胶线棒刮刀时，线棒直径里的预浸胶用环氧树脂、封闭型聚氨酯组合物会被转移到绝缘纸表面，绝缘纸表面经过干燥工艺、冷却工艺后，收卷得到一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸。
本实施例中，干燥工艺是绝缘纸的一面进行第一次施胶后，经第一次干燥，第一次干燥的烘道为5节，每节的温度是65～72～79～89～100℃；然后绝缘纸的另一面再进行第二次施胶，经第二次干燥，第二次干燥的烘道为5节，每节的温度是63～75～79～83～92℃，再进行冷却工艺，冷却工艺的温度是13℃，最后收卷得到一种水力发电电机用耐低温、耐高温上胶纸，上胶量45g/m2。
将该种上胶纸在150℃/6h的固化条件下固化，固化完成后分别在100℃下将其保温30min进行粘结力测试，粘结力为7.8mpa；固化完成后在-40℃下将其保温60min进行粘结力测试，粘结力为4.4mpa。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。