CN101667470A - 一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于绝缘导体领域，具体涉及一种聚醚醚酮薄膜绕包一高温烧结绝缘导体及其生产工艺，旨在解决现有绝缘导体在核环境下长时间工作绝缘性能下降的问题；本发明提供一种聚醚醚酮薄膜绕包一高温烧结绝缘导体，它由内导体(1)和紧密附着在内导体(1)上的绝缘层(2)组成；内导体(1)的直径为0.8～40mm，绝缘导体绝缘层(2)的厚度范围为0.05～0.8mm；还提供其生产工艺，包括校直内导体、处理内导体表面、包覆薄膜、熔融薄膜、冷却五个步骤；有益效果：该绝缘导体具有耐高温、耐辐照和耐高温水解性、绝缘层材料一致性较好，烧结过程中不会产生有毒物质；工艺过程简单，适合各种规模生产；适合于全线径导体的绝缘层制造。

Description

一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体及其生产工艺

技术领域

本发明属于绝缘导体领域，具体涉及一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体及其生产工艺。

背景技术

绕包线是实现高性能绝缘导线的一种常见方式，其采用天然丝、涤纶丝、玻璃丝、绝缘纸或合成树脂薄膜紧密绕包在导电线芯上，形成绝缘层。绕包线实际是组合绝缘方式，电性能较高，能较好地承受过电压及过载负荷，特别是薄膜绕包线，具有更高的机械性能和电性能，多用于大、中型电机中，效果良好。

目前高性能的薄膜绕包线主要为聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包线，其绝缘包敷工艺为薄膜绕包-高温烧结工艺，主要的工艺过程是先将进行表面处理后的内导体通过专用的绕包工具将单面或双面布胶的聚酰亚胺-氟46复合薄膜包敷在内导体上，然后通过高温烧结机使其温度升高，致使包敷的复合薄膜上的胶层熔化，从而使薄膜致密、均匀的贴合在内导体上，形成良好的机械和电气性能的绝缘导体。聚酰亚胺-氟46复合绝缘导体具有很好的耐辐射性能，有一定的耐水解性能，其温度指数可以达到220℃，主要用作潜水电机、驱动机构用电机的绝缘导体和贯穿件上的贯穿导体，如法国AUXITROL公司在其生产的电气贯穿件上采用其作为大线径K1类贯穿导体的绝缘方式。由于聚酰亚胺-氟46复合绝缘导体的高温水解性较差，在长期使用中，特别是核电厂LOCA环境下，将会发生绝缘性能降低，造成质量事故。

特种工程塑料PEEK作绝缘层的绝缘导体具有较好的机械性能和抗辐射、耐高温、阻燃、高的温度指数和良好的耐高温水解性等优良性能，通常用在核设备和条件苛刻的环境条件下。目前，PEEK绝缘导体的制作工艺是通过挤压的方法将熔化的PEEK绝缘材料挤塑包敷在导体上，然后经冷却工艺使挤塑包敷上的PEEK材料固化形成绝缘层并致密的贴合在内导体上。如中国专利CN1499537A公布的一种《耐高温及高温水汽绝缘电线及其生产方法》就是对特种工程塑料PEEK通过挤塑绝缘包敷工艺来生产绝缘导体，但是该工艺只适合于对小线径PEEK绝缘导体的制作，对大线径的导体，如尺寸在6～40mm之间的导体，由于导体的柔性较差，并且自重较大，利用现有的挤塑成型生产线和接口模具的配合是无法实现对大线径导体的绝缘。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种耐高温、耐辐照和耐水解的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体及其生产工艺。

本发明是这样实现的：

一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体，其中，所述绝缘导体由内导体和紧密附着在内导体上的绝缘层组成；内导体为铜材，其直径为0.8mm～40mm，绝缘层为高性能绝缘材料，其厚度为0.05mm～0.8mm。

如上所述铜材采用纯铜或无氧铜。

如上所述的绝缘层由聚醚醚酮薄膜组成。

一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体的生产工艺，主要步骤包括：

(a)校直内导体，使其直线度控制在0.0011mm/m的范围内；

(b)处理内导体表面，使其表面光滑、无划痕，并擦试表面除去表面的油污；

(c)包覆薄膜，将聚醚醚酮薄膜带均匀包覆在内导体(1)上；

(d)熔融薄膜，使聚醚醚酮薄膜熔化并紧密贴合到内导体(1)上；

(e)冷却，将绝缘层材料冷却至常温，使其固化形成绝缘层(2)。

如上所述校直内导体中的校直是指拉直或校直。

如上所述处理内导体表面中的擦拭用无水乙醇或四氯化碳进行擦拭。

如上所述包覆薄膜的专用设备是指绕包机或车床。

如上所述熔融薄膜步骤中，控制薄膜温度在355℃～365℃，使聚醚醚酮薄膜熔化并紧密贴合到内导体上。

本发明的优点是：

该产品使用PEEK作为绝缘层材料，使生产出来的绝缘导体具有耐高温、耐辐照和耐高温水解性；

该发明除解决了现有技术的不足，本发明还具有以下的额外有益效果：

1.使用本色PEEK薄膜作为高温烧结材料，使烧结过程中不会产生有毒物质，符合“绿色制造”的要求；

2.薄膜绕包过程即可在专用绕包机上进行，也可通过对普通机床进行改装后进行，均能实现方便、准确的控制绕包时的转速和节距，工艺过程简单，适合各种规模生产；

3.使用高频烧结、辐射烧结的方法控制温度，使聚醚醚酮薄膜表层熔化的同时并不丧失机械性能，实现薄膜致密、均匀的贴合在内导体上，该方法温度均匀，烧结出来的绝缘层材料一致性较好；

4.可适合于全线径(0.8mm～40mm)导体的绝缘层制造。

附图说明

图1是聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体轴向和截面示意图；

图2是工艺过程示意图；

图中：1.内导体，2.PEEK绝缘层，3.PEEK薄膜带，4.纯铜或无氧铜棒，5.薄膜包覆后的导体，6.成品，7.专用绕包机或改装车床，8.高频烧结炉，9.冷却系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体及其生产工艺的具体实施例进行介绍：

如附图1所示，一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体由内导体1和紧密附着在内导体1上的绝缘层2组成；其中内导体1由铜材组成，其直径为0.8～40mm，此处的铜材为纯铜或无氧铜；绝缘层2的材料为聚醚醚酮(PEEK)，其厚度为0.05～0.8mm。；

如图2所示，一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体的生产工艺，主要步骤包括：

(1)校直内导体

对内导体进行校直，此处的校直是指拉直或校直，使其直线度控制在0.0011mm/m的范围内；

(2)处理内导体表面

对内导体1进行表面处理，使其表面光滑、无划痕，并擦试表面除去表面的油污，此处的擦拭用无水乙醇或四氯化碳进行擦拭；

(3)包覆薄膜

在薄膜绕包到内导体1上前，对薄膜进行持续的清洁，去除表面油污和灰尘等杂质；将PEEK薄膜带3通过专用绕包机或车床7均匀包覆在纯铜或无氧铜棒4上，通过严格控制绕包的节距、绕包角、带宽和转速使PEEK薄膜3根据实际需要以一定的搭接比例均匀的包覆在铜棒4上；

(4)熔融薄膜

将包敷好的导体5匀速通过高频烧结炉8，控制薄膜温度在355℃～365℃，可控制在355℃、360℃或365℃，使其PEEK薄膜熔化并紧密贴合到内导体上；上述高频烧结炉8也可以是辐射炉；

(5)冷却

经过冷却系统9使熔化态的绝缘层材料冷却至常温，使其固化形成绝缘层，致密的包覆在内导体上成为绝缘导体。

下面结合一具体实施例对本发明的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体及其生产工艺进行介绍：

内导体1采用直径为12mm的无氧铜棒，采用宽15mm厚度0.05mm的PEEK薄膜以50％的搭接比例进行绝缘包覆，绝缘厚度0.2mm，并控制高温烧结机温度为355℃对其进行高温烧结，采用自然冷却的方式进行冷却得到的绝缘导体，其试验性能参数如下：

击穿电压为28.5kv；

连续进行150次、电压为3kv的介电强度测试，未击穿；

绝缘电阻＞5×10¹¹Ω。

通过试验证明，该绝缘导体满足核环境的实用要求。

Claims (8)

1.一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体，其特征在于：所述绝缘导体由内导体(1)和紧密附着在内导体(1)上的绝缘层(2)组成；内导体(1)为铜材，其直径为0.8mm～40mm，绝缘层(2)为高性能绝缘材料，其厚度为0.05mm～0.8mm。

2.根据权利要求1所述的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体，其特征在于：所述铜材采用纯铜或无氧铜。

3.根据权利要求1或2所述的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体，其特征在于：所述的绝缘层(2)由聚醚醚酮薄膜组成。

4.一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体的生产工艺，主要步骤包括：

(a)校直内导体，使其直线度控制在0.0011mm/m的范围内；

(b)处理内导体表面，使其表面光滑、无划痕，并擦试表面除去表面的油污；

(c)包覆薄膜，将聚醚醚酮薄膜带均匀包覆在内导体(1)上；

(d)熔融薄膜，使聚醚醚酮薄膜熔化并紧密贴合到内导体(1)上；

(e)冷却，将绝缘层材料冷却至常温，使其固化形成绝缘层(2)。

5.根据权利要求4所述的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体的生产工艺，其特征在于：所述校直内导体中的校直是指拉直或校直。

6.根据权利要求4或5所述的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体的生产工艺，其特征在于：所述处理内导体表面中的擦拭用无水乙醇或四氯化碳进行擦拭。

7.根据权利要求4所述的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体的生产工艺，其特征在于：所述包覆薄膜的专用设备是指绕包机或车床。

8.根据权利要求4所述的一种聚醚醚酮薄膜绕包-高温烧结绝缘导体的生产工艺，其特征在于：所述熔融薄膜步骤中，控制薄膜温度在355℃～365℃，使聚醚醚酮薄膜熔化并紧密贴合到内导体(1)上。

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