一種玻璃布硅膠電氣膠帶及其生產(chǎn)工藝

陳云霞

【摘 要】電氣膠帶主要被應(yīng)用于各種電阻零件的絕緣保護(hù)，包括變壓器、電容器、馬達(dá)、電線接頭等，用途十分廣泛。本文將設(shè)計一種新型玻璃布硅膠電氣膠帶，并在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝上作出改進(jìn)，得到與其適應(yīng)的生產(chǎn)工藝流程。主要研究內(nèi)容包括產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢、工藝改進(jìn)方法和具體實(shí)施方案等。

【關(guān)鍵詞】玻璃布硅膠；電氣膠帶；生產(chǎn)工藝

0 前言

電氣膠帶在工業(yè)和電力行業(yè)中有廣泛應(yīng)用，可以為電氣產(chǎn)品提供絕緣保護(hù)，提高生產(chǎn)、操作過程的安全性。傳統(tǒng)電氣膠帶以軟質(zhì)PVC材料和橡膠型壓敏膠為主要材料，需要通過耐電壓、阻燃測試，確保產(chǎn)品性能。但由于生產(chǎn)工藝等方面的局限性，傳統(tǒng)電氣膠帶的耐高溫、耐寒、阻燃等性能仍有較大提升空間。本文提出的新型玻璃布硅膠電氣膠帶在產(chǎn)品性能和生產(chǎn)工藝上均做出優(yōu)化，可以滿足國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 新型玻璃布硅膠電氣膠帶

（1）技術(shù)研究背景

本次研究設(shè)計的玻璃布硅膠電氣膠帶及生產(chǎn)工藝屬于玻璃布膠帶技術(shù)領(lǐng)域，在該領(lǐng)域內(nèi)，目前特種電氣膠帶市場主要被美國3M、環(huán)球、日本化學(xué)、日東等品牌占據(jù)，國內(nèi)的生產(chǎn)制造水平與國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距，日科、舒適等國內(nèi)品牌的影響力較小。從產(chǎn)品應(yīng)用來看，電氣膠帶是重要的安全防護(hù)產(chǎn)品，可以為電機(jī)、電氣產(chǎn)品提供絕緣保護(hù)。目前各品牌電氣膠帶產(chǎn)品必須獲得美國UL認(rèn)證才能獲取購買市場的信任。介于電氣膠帶產(chǎn)品應(yīng)用的廣泛性以及產(chǎn)品使用的特殊要求，積極研究新的技術(shù)產(chǎn)品和流程工藝，有利于改變國內(nèi)企業(yè)在電氣膠帶市場中的被動局面[1]。

（2）產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)

本次研發(fā)設(shè)計主要是針對傳統(tǒng)產(chǎn)品在性能和技術(shù)上存在的不足，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高其使用性能，進(jìn)一步增強(qiáng)電氣膠帶的耐高溫、耐寒、阻燃能力。本次設(shè)計的玻璃布硅膠膠帶的基面層選用玻璃布材料，涂刷在基面層的粘膠層材料選用硅膠。其中，基面層由經(jīng)紗和緯紗交織組成，玻璃纖維絲是其主要構(gòu)成成分?；鎸釉诮谱枞紕┲行纬?，阻燃劑的主要成分為強(qiáng)化定位乳液、氯偏乳液、三氧化二銻、納米無機(jī)填料和分散劑等?；鎸咏?jīng)過浸制后，可以有效提升電氣膠帶的阻燃效果和耐高溫性能。經(jīng)紗與緯紗的結(jié)構(gòu)設(shè)計還可以提升基面層的物理性能。為進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能，強(qiáng)化定位乳液選用由純丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液和丁苯乳液構(gòu)成的混合液。納米無機(jī)填料選用納米粘土和納米二氧化硅填料。分散劑則由聚丙烯酸鈉、黃基琥珀酸、雙十三烷基酯鈉以及烷基萘磺酸鈉混合構(gòu)成。

（3）有機(jī)硅材料的物理結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

有機(jī)硅材料主要具有以下幾點(diǎn)物理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）Si原子上的甲基充足，可以將高能量聚硅氧烷主鏈屏蔽起來；2）Si-O的鍵長長，Si-O-Si鍵角大，而且Si-O的共價鍵有方向性，離子鍵無方向性；3）C-H無極性，分子間的相互作用力非常微弱。基于上述物理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是有機(jī)硅材料同時具備有機(jī)材料和無機(jī)材料的性能，粘溫系數(shù)小、表面張力低、氣體滲透性高、壓縮性高。因此，使用有機(jī)硅材料生產(chǎn)制造的電氣膠帶具有良好的耐高溫、耐低溫、耐氧化、耐腐蝕、電氣絕緣性高、阻燃性高等優(yōu)點(diǎn)，可以使電氣膠帶產(chǎn)品在原有性能基礎(chǔ)上，獲得明顯提高[2]。

（4）產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢

采用上述方案設(shè)計制造的玻璃布硅膠電氣膠帶的阻燃效果優(yōu)異，能夠滿足國際GB-8965-98技術(shù)質(zhì)量要求。產(chǎn)品阻燃性、耐熱性經(jīng)過SGS、MTL和TUV等機(jī)構(gòu)檢測，技術(shù)質(zhì)量均能達(dá)到ISO質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。因此，玻璃布硅膠電氣膠帶產(chǎn)品在技術(shù)方面具有明顯優(yōu)勢，可以作為一種新型產(chǎn)品，幫助國內(nèi)企業(yè)擴(kuò)大市場份額。

2 玻璃布硅膠電氣膠帶的生產(chǎn)工藝

（1）主要生產(chǎn)流程

玻璃布硅膠電氣膠帶的主要生產(chǎn)工藝流程包括：1）將基層面放卷，對其進(jìn)行第一次硅橡膠涂刷，送至烘箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，得到處理不；2）對處理部進(jìn)行第二次有機(jī)硅壓敏膠涂刷，同時底涂錫催化劑，完成處理后同樣送入烘箱內(nèi)進(jìn)行烘干，得到粗品膠帶；3）將粗品膠帶送至涂布機(jī)，在此涂刷有機(jī)硅壓敏膠，經(jīng)過前道烘干和后道交聯(lián)處理后，得到成品膠帶；4）對成品膠帶進(jìn)行收卷和復(fù)卷操作，最后進(jìn)行切分和包裝。

（2）工藝改進(jìn)方法

在本次設(shè)計中，主要對上述生產(chǎn)工藝做出如下改進(jìn)：1）將上述工藝流程中使用的有機(jī)硅壓敏膠改為在100份液體硅橡膠涂層劑中加入6%交聯(lián)劑，經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌得到的混合膠；2）在上述改進(jìn)工程中，交聯(lián)溫度設(shè)置為180℃，交聯(lián)時間設(shè)置為3min。

采用的HX交聯(lián)劑是粘接力促進(jìn)劑與含氧硅氧烷的混合物，可以被應(yīng)用于有溶劑或無溶劑型加成交聯(lián)反應(yīng)硅橡膠的熱交聯(lián)。其主要優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)活性高，具有較強(qiáng)的織物粘接力，而且會發(fā)性低，無鹵化物、重金屬、無溶劑。使用HX交聯(lián)劑與硅橡膠涂層劑進(jìn)行交聯(lián)后，能夠大幅度提升膠層粘膠性能。

采用的液體硅橡膠涂層機(jī)原料為NT76、雙分組、自動流型硅橡膠，適用于織物涂層加成交聯(lián)反應(yīng)。這種硅橡膠使用非常廣泛，在防護(hù)服、帳篷、安全氣囊、傳輸帶、醫(yī)用織物、電氣絕緣套等方面均有應(yīng)用，具有較高的抗電強(qiáng)度和儲存穩(wěn)定性。

（3）改進(jìn)效果

通過對上述生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的不足，提高產(chǎn)品技術(shù)性能。具體改進(jìn)效果主要表現(xiàn)為：1）經(jīng)過處理或的玻璃布硅膠電氣膠帶擁有良好的耐摩擦性能，能夠承受較惡劣工況下的使用要求；2）耐高溫和阻燃性能能夠得到進(jìn)一步提高；3）玻璃布硅膠電氣膠帶的電氣絕緣保護(hù)能力得到明顯提升，可以被應(yīng)用于電機(jī)、干式變壓器的絕緣保護(hù)；4）玻璃布硅膠電氣膠帶還具有較強(qiáng)的耐溶劑性。

（4）具體實(shí)施方案

采用上述工藝改進(jìn)方案，對玻璃布硅膠電氣膠帶生產(chǎn)工藝作出改進(jìn)，得到新的工藝流程如下所示：1）基面層放卷操作，在基面層上涂刷有機(jī)硅壓敏膠，底涂鉑金催化劑。經(jīng)過處理后送入烘箱烘干，得到次品；2）對經(jīng)過第一步處理的次品進(jìn)行第二次有機(jī)硅壓敏膠涂刷，底涂錫催化劑，完成處理后同樣送入烘箱內(nèi)烘干，得到粗品；3）將粗品送入涂布機(jī)，涂刷有機(jī)硅壓敏膠，經(jīng)過前道烘干和后道交聯(lián)處理后得到成品；4）對成品電氣膠帶進(jìn)行收卷、復(fù)卷、分切和包裝操作。

為確保電氣膠帶能夠在實(shí)際工作溫度條件下保持初粘力、內(nèi)聚強(qiáng)度和粘合強(qiáng)度，達(dá)到正確規(guī)劃、效果最佳的目的，在實(shí)施過程中采用了鉑金催化劑。其主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在低溫下快速固化，而且處理后手感一致。旦催化劑容易與硫、氮、氨等發(fā)生中毒反應(yīng)，不加催化劑會影響基不交聯(lián)程度，導(dǎo)致產(chǎn)品粘性不好。因此，在第二道工藝中使用錫催化劑，可以使鉑金催化劑失效中毒。此外，在第三道工藝中，有機(jī)硅亞敏膠在上膠前先進(jìn)行除味，去味劑的混合比為0.3%～0.8%。清除異味后會帶有檸檬香味。

3 結(jié)束語

綜上所述，基于國內(nèi)電氣膠帶生產(chǎn)工藝較為落后的狀況，積極研究新型玻璃布硅膠電氣膠帶及生產(chǎn)工藝，可以改善該領(lǐng)域內(nèi)國內(nèi)企業(yè)的被動地位，幫助企業(yè)爭取更高的市場份額。本文設(shè)計制造的新型玻璃布硅膠電氣膠帶在耐熱性、阻燃性等方面均有明顯提高，可以滿足相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)要求。通過對玻璃布硅膠電氣膠帶的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝的不足，提高產(chǎn)品性能和應(yīng)用范圍。

【參考文獻(xiàn)】

[1]羅禮平，那偉.不同工藝狀態(tài)的玻璃布/酚醛復(fù)合材料防隔熱特性研究[J].玻璃鋼/復(fù)合材料，2015，（04）：76-79.

[2]鄭莉芳，鄒江，喬志明，陳良敏.γ輻照對玻璃布/環(huán)氧樹脂層壓板壓縮性能的影響[J].復(fù)合材料學(xué)報，2015，32（05）：1316-1320.endprint