一種玻璃布硅膠電氣膠帶及其生產工藝

陳云霞

【摘 要】電氣膠帶主要被應用于各種電阻零件的絕緣保護，包括變壓器、電容器、馬達、電線接頭等，用途十分廣泛。本文將設計一種新型玻璃布硅膠電氣膠帶，并在傳統生產工藝上作出改進，得到與其適應的生產工藝流程。主要研究內容包括產品組成結構、產品技術優勢、工藝改進方法和具體實施方案等。

【關鍵詞】玻璃布硅膠；電氣膠帶；生產工藝

0 前言

電氣膠帶在工業和電力行業中有廣泛應用，可以為電氣產品提供絕緣保護，提高生產、操作過程的安全性。傳統電氣膠帶以軟質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，確保產品性能。但由于生產工藝等方面的局限性，傳統電氣膠帶的耐高溫、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品性能和生產工藝上均做出優化，可以滿足國際技術標準要求。

1 新型玻璃布硅膠電氣膠帶

（1）技術研究背景

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

（2）產品組成結構

本次研發設計主要是針對傳統產品在性能和技術上存在的不足，通過結構優化，提高其使用性能，進一步增強電氣膠帶的耐高溫、耐寒、阻燃能力。本次設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，基面層由經紗和緯紗交織組成，玻璃纖維絲是其主要構成成分。基面層在浸制阻燃劑中形成，阻燃劑的主要成分為強化定位乳液、氯偏乳液、三氧化二銻、納米無機填料和分散劑等。基面層經過浸制后，可以有效提升電氣膠帶的阻燃效果和耐高溫性能。經紗與緯紗的結構設計還可以提升基面層的物理性能。為進一步提高產品性能，強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成的混合液。納米無機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成。

（3）有機硅材料的物理結構及特點

有機硅材料主要具有以下幾點物理結構特點：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。基于上述物理結構特點，是有機硅材料同時具備有機材料和無機材料的性能，粘溫系數小、表面張力低、氣體滲透性高、壓縮性高。因此，使用有機硅材料生產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、阻燃性高等優點，可以使電氣膠帶產品在原有性能基礎上，獲得明顯提高[2]。

（4）產品技術優勢

采用上述方案設計制造的玻璃布硅膠電氣膠帶的阻燃效果優異，能夠滿足國際GB-8965-98技術質量要求。產品阻燃性、耐熱性經過SGS、MTL和TUV等機構檢測，技術質量均能達到ISO質量認證標準。因此，玻璃布硅膠電氣膠帶產品在技術方面具有明顯優勢，可以作為一種新型產品，幫助國內企業擴大市場份額。

2 玻璃布硅膠電氣膠帶的生產工藝

（1）主要生產流程

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

（2）工藝改進方法

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

采用的HX交聯劑是粘接力促進劑與含氧硅氧烷的混合物，可以被應用于有溶劑或無溶劑型加成交聯反應硅橡膠的熱交聯。其主要優點是反應活性高，具有較強的織物粘接力，而且會發性低，無鹵化物、重金屬、無溶劑。使用HX交聯劑與硅橡膠涂層劑進行交聯后，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反應。這種硅橡膠使用非常廣泛，在防護服、帳篷、安全氣囊、傳輸帶、醫用織物、電氣絕緣套等方面均有應用，具有較高的抗電強度和儲存穩定性。

（3）改進效果

通過對上述生產工藝進行改進，可以彌補現有生產工藝的不足，提高產品技術性能。具體改進效果主要表現為：1）經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一步提高；3）玻璃布硅膠電氣膠帶的電氣絕緣保護能力得到明顯提升，可以被應用于電機、干式變壓器的絕緣保護；4）玻璃布硅膠電氣膠帶還具有較強的耐溶劑性。

（4）具體實施方案

采用上述工藝改進方案，對玻璃布硅膠電氣膠帶生產工藝作出改進，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硅壓敏膠，底涂鉑金催化劑。經過處理后送入烘箱烘干，得到次品；2）對經過第一步處理的次品進行第二次有機硅壓敏膠涂刷，底涂錫催化劑，完成處理后同樣送入烘箱內烘干，得到粗品；3）將粗品送入涂布機，涂刷有機硅壓敏膠，經過前道烘干和后道交聯處理后得到成品；4）對成品電氣膠帶進行收卷、復卷、分切和包裝操作。

為確保電氣膠帶能夠在實際工作溫度條件下保持初粘力、內聚強度和粘合強度，達到正確規劃、效果最佳的目的，在實施過程中采用了鉑金催化劑。其主要優點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、氨等發生中毒反應，不加催化劑會影響基不交聯程度，導致產品粘性不好。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，有機硅亞敏膠在上膠前先進行除味，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 結束語

綜上所述，基于國內電氣膠帶生產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工藝，可以改善該領域內國內企業的被動地位，幫助企業爭取更高的市場份額。本文設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，可以滿足相關國際標準要求。通過對玻璃布硅膠電氣膠帶的生產工藝進行改進，可以彌補傳統工藝的不足，提高產品性能和應用范圍。

【參考文獻】

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

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