淺談復(fù)合聚酯薄膜的耐熱性

1、淺談復(fù)合聚酯薄膜的耐熱性摘要：本文運(yùn)用卷管檢查電壓法和撕裂度法從電氣性能及機(jī)械性能兩方而研究不 同類型的聚酯薄膜復(fù)合材料耐熱性及其差異，通過(guò)采用耐熱性較好的nomex紙、 cequin紙、tufquin紙與聚酯薄膜復(fù)合而得的材料耐熱性明顯優(yōu)于聚酯纖維非織 布與聚酯薄膜復(fù)合而得的材料。 關(guān)鍵詞：聚酯薄膜；復(fù)合材料；耐熱性；卷管檢查電壓法；撕裂度法；被 試材料；老化時(shí)間；引言聚酯薄膜（pet）是以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯為原料，采用擠出法制成厚 片，再經(jīng)雙向拉伸制成的薄膜材料。同吋，是一種高分子塑料薄膜，因其綜合性 能優(yōu)良而越來(lái)越受到廣大消費(fèi)者的青睞，在電機(jī)電器、變壓器中，各種類型的柔 軟復(fù)合材料有著

2、廣泛的應(yīng)用，如電機(jī)和發(fā)電機(jī)的槽絕緣、槽楔以及相絕緣，干式 變壓器的主絕緣和層問(wèn)絕緣等。由于我國(guó)目前的生產(chǎn)量和技術(shù)水平仍不能滿足市 場(chǎng)的需求，部分仍需依靠進(jìn)口。它是一種無(wú)色透明、有光澤的薄膜，機(jī)械性能優(yōu) 良，剛性、駛度及韌性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高溫和低溫，耐化學(xué)藥品性、耐 油性、氣密性和保香性良好，是常用的阻透性復(fù)合薄膜基材z-o復(fù)合材料的類 型繁多，iec60626-3： 2002屮包括三十多種型號(hào)，述有一些未發(fā)布。不同類型的 復(fù)合材料耐熱性能差異十分懸殊，不僅如此，即使同種復(fù)合材料，采用不同的 診斷性能評(píng)價(jià)其耐熱性，其差異也很大。聚酯薄膜類復(fù)合材料，由于其復(fù)合的原 材料不同，價(jià)格差異十分顯

3、著，dmd的價(jià)格低廉，并且一些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在某 些f級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)中能長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，近年來(lái)，為降低成本，所謂的改性f級(jí)dmd在 很多電機(jī)電器屮作為f級(jí)絕緣，hijlfl、tft、nmn等傳統(tǒng)的f級(jí)絕緣材料也用于h 級(jí)電機(jī)電器中。本文僅從不同的角度研究聚酯薄膜類復(fù)合材料的老化性能，給不 同的應(yīng)用場(chǎng)合的選材提供參考依據(jù)。被試材料聚酯薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料，nmn （復(fù)合絕緣材料的一種，兩個(gè) 邙t為nomex紙，即美國(guó)杜邦紙.m為聚酯薄膜.為三層復(fù)合材料.國(guó)內(nèi)一般稱為 快巴紙.）;聚酯薄膜聚酯纖維非織布柔軟復(fù)合材料，dmd （dacron mylar dacron；是由兩 層聚酯無(wú)紡布中間夾一

4、層絕緣聚酯薄膜復(fù)合而成的三層絕緣材料。）聚酯薄膜cequin紙復(fù)合材料，ifi；聚酯薄膜tufquin紙復(fù)合材料，tft。卷管檢查電壓法評(píng)價(jià)柔軟復(fù)合材料的耐熱性1試驗(yàn)方法概述主要是通過(guò)測(cè)量被試材料在老化過(guò)程中電氣強(qiáng)度變化的試驗(yàn)方法，其中也包 含了一定的機(jī)械因素在內(nèi)。11試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)jb / t3730-1999柔軟復(fù)合材料耐熱性能評(píng)定試驗(yàn)方法卷管檢查電壓法； iec60216系列標(biāo)準(zhǔn)電氣絕緣材料長(zhǎng)期耐熱性:gb/ 1 1026系列標(biāo)準(zhǔn)電氣絕 緣材料長(zhǎng)期耐熱性。按jb / t37301999的有關(guān)規(guī)定，隨機(jī)選取21個(gè)測(cè)試點(diǎn)，在最低老化溫度下 處理48h后進(jìn)行三個(gè)老化溫度點(diǎn)以上的老化試驗(yàn)。1. 2

5、老化溫度點(diǎn)的選擇由于聚酯薄膜本身耐熱性(僅為b級(jí)以下材料)的限制，聚酯薄膜類復(fù)合材料 一般僅作為b、f級(jí)絕緣用。傳統(tǒng)保守的看法認(rèn)為：dmd復(fù)合材料用于b級(jí)絕緣，nmn、 ifi、tft等用丁屮級(jí)絕緣。但h前很多dmd生產(chǎn)廠家聲稱經(jīng)過(guò)改性后的dmd可用于f 級(jí)絕緣。因此按預(yù)估f級(jí)絕緣的評(píng)定方式對(duì)其進(jìn)行老化試驗(yàn)。對(duì)上而捉到的幾種 材料均選擇240°c、220°c、200°c、180°c老化溫度。1. 3耐電壓值的選擇dmd 1(0. 18)、dmd2(0. 20)、nmn(018)的耐電壓值為(實(shí)測(cè)值+指標(biāo)值) / 4：dmd3(0. 25)的耐電壓值為指標(biāo)

6、值的60%：ifi(033)、tft(018)的耐電壓值為指標(biāo)值的50%：選擇上述耐電壓值的原因多方面，主要是客戶的要求。但所得結(jié)果在一定程 度上仍有可比性。2試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果如表1和圖1所示。表1卷管檢查電壓法老化試結(jié)果各老化溫度下的失效時(shí)間序號(hào)材料名稱耐電壓各老化溫度下的失效時(shí)間<h)ti (hic)240x?2209200x：18091dmg (0.18)5.2kv/30s<10079222665041155 (12.8)2眄2 (0.20)5.6kv/30sw100 1032273610199169 (10.4)3dmd-3 (0.25)6.6kv/30sw10063030

7、515470162 (11.2)4ifi (0. 33)6kv/30s45631329252193 (8.4)5tft <0. 18)4kv/30s22818608160187 (7.0)6nmn (0.18)5.9kv/30s38215846557186 (8.5 )備注:材料名稱括號(hào)內(nèi)的資料為梯品的厚度，單位為ran； ®dm>-l(0.18kdmd-2(0.20knmn(0.18) 的耐電壓值為(實(shí)測(cè)值+指標(biāo)值)/4;dud-3 (0.25)的耐電壓值為指標(biāo)值的6g ®ifi (0.33x tft(0. 18)的耐電壓值為指標(biāo)值的50%圖1幾種產(chǎn)品熱老化曲

8、線000100ix(6匡去涅架1150200250300老化溫度（匸）3結(jié)果分析從卷管法電氣強(qiáng)度的降低看聚酯薄膜類復(fù)合材料的耐熱性，很多dmd復(fù)合材 料均能達(dá)到f級(jí)以上，而ifi、tft、n心基本上達(dá)到ii級(jí)。僅從電氣強(qiáng)度的降低比較看來(lái)，if1、tft、nmn耐熱性仍明顯優(yōu)于dmd。撕裂度法評(píng)價(jià)柔軟復(fù)合材料的耐熱性測(cè)量被試材料在老化過(guò)程川撕裂度變化的試驗(yàn)方法，撕裂度的測(cè)定按“gb /t455紙撕裂度試驗(yàn)方法”進(jìn)行。試樣取單層。選擇厚度相同的兩類復(fù)合材料進(jìn)行了高溫點(diǎn)的探索性老化試驗(yàn)，nmn老化溫 度為230°c, dmd老化溫度為170°co失效終點(diǎn)選擇撕裂強(qiáng)度下降到原始值的

9、50%。2試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果如表2和圖2所示。表2撕裂度老化試驗(yàn)結(jié)果9080pmd-1(17o1c)mnl(230t)7060一50-4小301r-12366084120168時(shí)問(wèn)(h)材料名稱老化溫度 r老化時(shí)間 h撕裂強(qiáng)度 mn撕裂強(qiáng)度保持率%失效時(shí)間hdmd-1(0.18)1700188310011524166788.548140074.372110858.896105155.812088847.114482543.8nmn-1(0.18)230034791001232430128& 548280580.666260774.996182352.4120173549.91441607

10、46.2圖2撕裂度隨老化時(shí)間的變化3結(jié)果分析按上述探索性試驗(yàn)結(jié)果估計(jì)，hmn撕裂強(qiáng)度在230。c老化的下降速度相當(dāng)丁 dmd撕裂強(qiáng)度在170。c老化的下降速度，從撕裂強(qiáng)度老化看來(lái)，nmn較dmd的耐熱 等級(jí)高兩個(gè)等級(jí)以上。有機(jī)薄膜的撕裂度一般是很低的，因此復(fù)合材料的撕裂度實(shí)質(zhì)上反映的是纖 維紙或莫它補(bǔ)強(qiáng)成份的抗撕裂性，nmn的優(yōu)良耐熱性實(shí)質(zhì)反映了nomex紙的優(yōu)良耐 熱性。did在木質(zhì)上同是聚酯材料，有著大體相同的老化機(jī)理，老化過(guò)程中主要表 現(xiàn)為機(jī)械性能的降低，僅從機(jī)械性能的劣化看來(lái)，dmd的耐熱性較差，基本上達(dá) 不到f級(jí)絕緣的要求。結(jié)語(yǔ)現(xiàn)階段我國(guó)復(fù)合材料的熱老化試驗(yàn)，均以電氣強(qiáng)度的下降為診斷

11、性能依據(jù)jb /t37301999,來(lái)評(píng)價(jià)材料耐熱性能的優(yōu)劣，并且由于考慮到耐熱性試驗(yàn)的昂 貴價(jià)格，也僅選擇單一性能和終點(diǎn)來(lái)給出一個(gè)材料的耐熱性行為的結(jié)果，但這個(gè) 結(jié)果很口j能不是對(duì)材料所冇的使用場(chǎng)合都是適當(dāng)?shù)?，在某些情況下應(yīng)選擇更適合 于材料應(yīng)用及功能的另一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)，如杲復(fù)合材料在電機(jī)電器所受機(jī)械振動(dòng)等 應(yīng)力的可能性很大，則應(yīng)從機(jī)械應(yīng)力的角度考慮其耐熱性。電機(jī)電器制造商在選 材的時(shí)候也應(yīng)在價(jià)格之外應(yīng)多方面地考慮實(shí)際應(yīng)用中所承受的電應(yīng)力及機(jī)械應(yīng) 力，選擇適當(dāng)?shù)牟牧咸岣弋a(chǎn)品的可靠性。參考文獻(xiàn)1 王德華/李虹，聚酯薄膜的耐熱性絕緣材料通訊1992年04期2 劉海燕,nomcx和cequin紙?jiān)趶?fù)合材料應(yīng)用中的性能比較j 絕緣材料,2004, (4)： 5759.3 出園群，季澤偉，陳建如，無(wú)機(jī)絕緣紙/聚酯