CN100481275C - C级聚氨酯漆包线的生产方法 - Google Patents

C级聚氨酯漆包线的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及C级聚氨酯漆包线的生产方法，其特征是：(1)导体通过熔炼连铸成线坯，经轧制、拉制成圆导体，拉制时乳化油质量浓度3～10%，拉制配模延伸率1.15～1.24，圆导体收到线轮上；(2)圆导体穿过洗水槽，每分钟清洗10～20次，退火，温度550～650℃，水封，冷却水电导率10～20μs/cm，冷却后，温度60～80℃；(3)涂漆包线漆6～10次，圆导体线径与运行速度的乘积18～25，每涂漆一次烘焙一次，溶剂蒸发温度250～300℃，漆膜固化温度350～400℃，漆膜厚度0.025～0.055mm，即得C级聚氨酯漆包线。本发明具有直焊性，介质损耗较低，生产效率高，接边无针孔的特点。

Description

C级聚氨酯漆包线的生产方法
技术领域
本发明涉及一种漆包线的生产方法，特别是一种C级聚氨酯漆包线的生产方法。
背景技术
聚氨酯漆包线是由圆导体和绝缘漆层组成。导体可由铜、铜合金、铝等金属材料拉制而成；绝缘层的形成是由不同耐温等级的绝缘漆在导体上涂漆烘焙干燥而成。提高绝缘层的耐温等级是当前漆包线行业的热门话题。长期以来，人们为获得较低的直焊温度迁就了它的耐热等级的缺陷，开始是F级即155级，然后再降为B级即130级。随着电子、通讯、电器、电机等产品的小型化，漆包线绝缘层的耐温等级制约了其在小型化产品上的应用。目前国际上聚氨酯漆包线的最高耐温等级为H级即180级，已由SIV公司推出H级聚氨酯，我国铜陵西瓦的TONG20LD215也是H级聚氨酯。
发明内容
本发明的目的就是提供一种耐温等级为C级即200级的聚氨酯漆包线的生产方法。
本发明可以通过以下方式来实现：(1)导体通过熔炼连铸成线坯，经轧制、拉制成圆导体，拉制时乳化油质量浓度3～10％，拉制配模延伸率1.15～1.24，把圆导体收线到线轮上；(2)圆导体放线穿过洗水槽，每分钟清洗圆导体10～20次，退火，温度550～650℃，水封，冷却水是离子水，离子水电导率10～20μs/cm，冷却后，温度60～80℃；(3)在圆导体上涂200级聚氨酯漆包线漆6～10次，圆导体线径与圆导体运行速度的乘积为18～25，每涂漆一次烘焙一次，溶剂蒸发温度250～300℃，漆膜固化温度350～400℃，漆膜厚度0.025～0.055mm，即得C级聚氨酯漆包线。
本发明与现有技术相比，具有如下特点：
1、由于固化的绝缘层漆基中含有大量的氨基酸甲酯基团，它在300℃以上能分解成CO2、NH3、N2、H2等气体，与之相邻的脂肪链生成气态的低烷烃如CH4、C2H6等氢氧化合物和小分子碳氧化合物如H2O、CO2等，绝缘层消失而不用刮去它的漆膜即能焊锡接头。使用时，能省时，提高了工作效率—即具有直焊性。
2、制漆过程中，采用甲苯二异氰酸酯即MDI部分或全部替代二苯基甲烷二异氰酸酯即TDI制造异氰酸酯。在聚氨酯漆层的成膜过程中，漆料的封闭物异氰酸酯经漆包炉烘焙，受热分解成异氰酸酯和酚类。分解的异氰酸酯活性基团与漆料中的改性聚酯的羟基进行交联反应，形成坚硬网状结构的漆膜即绝缘层，其分子结构链中含有大量的氨基甲酸基团，从而使漆包线在弯曲或拉伸后浸泡盐水中，有良好的接近无针孔的特点，能大大提高漆包线的成品率，保证漆包线质量的可靠性—即漆膜的盐水无针孔特性。
3、在漆基中引入封闭树酯和羟基树酯的耐热组分，耐温等级可达最高等级C级即200级。
4、由于绝缘漆的粘度较低、固体含量高，烘焙温度低，在生产中具有良好的涂敷性，比其它漆包线涂线速度快20％—即具有较高的生产效率。
5、在高变电场的作用下，绝缘层单位体积内的功率损耗在不同的漆膜如油性、缩醛、聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺等，频率1.0兆赫下，聚氨酯的介质损耗最低—即高频率条件下的介质损耗较低。
附图说明
图1为C级聚氨酯漆包线漆膜固化度的测试图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述。
实施例一
C级聚氨酯漆包线导体可用铜、铜合金、铝等通过熔炼连铸而成线坯，经轧制、拉制加工而成圆导体，拉制时润滑剂是乳化油，其质量浓度3％，拉制配模延伸率1.15，拉制配模延伸率是指圆导体拉制时的伸长程度，拉制后的圆导体通过收线装置收到线轮上。
当导体在拉制过程中，受润滑剂及轧制的影响，导体表面看似光滑，其实粘附在导体表面的油污、杂质等是无法用肉眼看清，但对导体涂漆后如高压针孔、热冲击等检测项目易产生质量缺陷，热冲击是判定耐温等级的一种摸拟试验。本发明对导体进行如下处理：导体穿过洗水槽时，有两道机械手以每分钟10次来回对导体进行擦洗，从而达到清洗导体表面的油污、杂质的目的。导体经拉制加工后均为硬态材料，生产聚氨酯漆包线所用导体必须经过水封电加热式退火炉来清除导体的内应力，使导体柔软，符合使用和涂漆要求。退火温度为550℃，导体退火时的冷却水是离子水，其电导率为10μs/cm，冷却后，必须把导体表面的水分吹干，采用两块毛毡夹紧自然干燥法吹干或加温风幕机，温度为60℃，亦可两者同时并用，其效果更好。
C级聚氨酯漆包线漆即绝缘层的液态想得到最佳的性能，在漆包线生产过程中，必须让溶剂充分发挥；绝缘层即漆膜的固态应合理固化。尤其是盐水针孔、直焊性能要稳定，要融涂漆、烘焙、检验等为一体的技术，才能使漆包线质量上档次。采用10mm厚的羊毛毡进行涂C级聚氨酯漆包线漆，C级聚氨酯漆包线漆是200级聚氨酯漆包线漆，是由丹阳市四达化工有限公司生产，裁取50mm宽羊毛毡，长度按烘炉炉口长度确定，羊毛毡整条采用呢布进行包裹缝合，固定在夹具上，漆包线的粘度为30～40秒/20℃，固体含量为25％，圆导体涂漆6次，每涂漆一次，烘焙一次，涂漆后须经两道夹紧涂漆毛毡进行控制涂漆量。
采用电加热并有催化燃烧热风循环的烘炉进行烘焙，通过烘焙达到蒸发溶剂，使漆膜粘附在圆导体上，溶剂蒸发温度为250℃，漆膜固化温度为350℃，如圆导体线径为0.400mm，圆导体运行速度为62.5m/min，圆导体线径与圆导体运行速度的乘积为0.400×62.5＝25，催化燃烧循环变频速度为20频兹，干燥后漆膜厚度0.025mm，即得到C级聚氨酯漆包线。
实施例二
导体通过熔炼连铸成线坯，经轧制、拉制成圆导体，拉制时乳化油质量浓度10％，拉制配模延伸率1.24，把圆导体收线到线轮上；圆导体放线穿过洗水槽，每分钟20次清洗圆导体，退火，温度为650℃，水封，冷却水是离子水，离子水电导率为20μs/cm，冷却后，温度为80℃；用金属模具涂200级聚氨酯漆包线漆，漆包线的粘度为100～150秒/20℃，固体含量为28～32％，涂漆10次；每涂漆一次烘焙，溶剂蒸发温度为300℃，漆膜固化温度为400℃，如圆导体线径为0.800mm，圆导体运行速度为22.5m/min，圆导体线径与圆导体运行速度的乘积为0.800×22.5＝18，催化燃烧循环变频速度为35频兹，干燥后漆膜厚度0.055mm，得到C级聚氨酯漆包线。
漆膜固化度的测试
请阅图1，由于传统生产聚氨酯漆包线对漆膜的固化程度的测试多采用肉眼对色泽深浅的判断法，漆膜的固化程度无量化指标，既看不见又摸不着，这就给漆膜的固化程度评判带来局限性。聚氨酯绝缘漆的主要组分异氰酸酯是一个活泼的成份，在高温下，除了可以产生氨酯键外，还能有多种副反应，如形成脲键等，烘焙过老，氨酯键减少，其他成份的键就增多，直焊性降低；烘焙过嫩，漆膜里残留过多的溶剂，又易产生针孔、热冲击不稳定。如何解决漆膜的固化且上述测试项目的指标有较大的范围，申请人引入介质损耗测试即tg δ-T值把复杂问题简单化，通过介电谱反映固化后漆膜中活动的分子键、段或基团，大大减少了人为经验不足的制约。测试一个tg δ值只需10分钟，漆膜固化的好坏便可从曲线图中看出，使C级聚氨酯漆包线生产走上科学化。tg δ-T曲线图如下，从曲线图可以看出：tg δ-T曲线就是在升温情况下作出的介质损耗曲线，曲线平坦与陡升部分分作两条切线，两条切线交点的对应温度就是tg δ陡升温度即200℃，tgδ陡升温度基本上反映出漆包线漆膜即绝缘层的固化程度，低于200℃，属于固化不够。
通过上述工艺生产的C级聚氨酯漆包线，能体现出聚氨酯漆包线特性与热级指标的检验结果如下表：
Φ0.400mm聚氨酯漆包线主要技术性能对比表
 
检验项目 标准要求 单位 F级检验数据 C级检验数据
盐水针孔 5m≤3 个 2 1
直焊性 F级：焊锡温度≥390℃焊锡时间≤6秒C级：焊锡温度≥370℃焊锡时间≤5秒 秒 5 3
热冲击 F级：热冲击温度≥175℃1D不开裂C级：热冲击温度≥200℃1D不开裂 > 通过 通过
击穿电压 5个试样中，允许一个试样低于规定值，最小值≥2.3 kv 3.92　3.97　4.223.86　4.51 4.22　4.98　3.955.29　5.04
备注 / / 执行美国NEMA标准NO.MW1000-1997 执行企业标准DGJY03-2006

Claims (1)

1、一种耐温等级为C级聚氨酯漆包线的生产方法，其特征在于：
(1)导体通过熔炼连铸成线坯，经轧制、拉制成圆导体，拉制时乳化油质量浓度3～10％，拉制配模延伸率1.15～1.24，把圆导体收线到线轮上；
(2)圆导体放线穿过洗水槽，每分钟清洗圆导体10～20次，退火，温度550～650℃，水封，冷却水是离子水，离子水电导率10～20μs/cm，冷却后，温度60～80℃；
(3)在圆导体上涂耐温等级为200级聚氨酯漆包线漆6～10次，圆导体线径与圆导体运行速度的乘积18～25，每涂漆一次烘焙一次，溶剂蒸发温度250～300℃，漆膜固化温度350～400℃，漆膜厚度0.025～0.055mm，即得耐温等级为C级聚氨酯漆包线。
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