CN101958158B - 一种耐电晕漆包线的制备方法及产品 - Google Patents

一种耐电晕漆包线的制备方法及产品 Download PDF

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Abstract

一种耐电晕漆包线的制备方法及产品，该方法包括以下步骤：拉丝；放线；清洗；退火；冷却；涂漆、烘焙；润滑；收线。先将裸线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，每道涂漆后进行烘焙、冷却，再进行下一道涂漆。烘焙时从烘炉下层通过上层，烘炉入口温度155±5℃，烘炉下层温度260±5℃，一次催化前温度370±5℃，催化后补充加热温度470±5℃。根据上述方法所生产出来的耐电晕漆包线是一种具有复合绝缘层的耐电晕漆包线，耐电晕漆包线的中心是铜芯线，由聚酯耐电晕（CPE）绝缘层、聚酯亚胺耐电晕（CPEI）绝缘层和聚酰胺酰亚胺（PAI）绝缘层组合形成复合绝缘层。

Description

一种耐电晕漆包线的制备方法及产品
技术领域
本专利涉及一种漆包线的制备方法及产品，尤其是指一种耐电晕漆包线的制备方法及产品，特别适用于制备变频电机用耐电晕漆包线的生产，属于电线电缆领域。
技术背景
交流变频电机具有节能、良好的调速性能、可以实现无级调速和快速制动等优点，使交流变频电机在家电、电梯、铁路、冶金等行业得到广泛的应用。但由于变频电源的使用也造成了变频电机绝缘系统的过早破坏问题。国内外学者针对变频电机绝缘的过早破坏现象进行过广泛而深入地研究，表明变频电机使用的脉宽调制电源输出的脉冲方波使电动机定子绕组首匝处承受的电压是平均匝间电压10倍以上，而由脉冲过电压引起的电、热、机械以及环境等因素的共同作用则是造成定子绕组匝绝缘材料快速老化并发生击穿的直接原因。因此提高电机绝缘系统，尤其是提高电磁线的耐电晕性能和耐温等级，是延长变频电机的使用寿命主要途径。
Phelps Dodge公司生产的牌号为THERMALEZE
Figure 978741DEST_PATH_IMAGE001
Qs [TZQS]的具有三层漆膜耐电晕漆包线，中间层采用纳米TiO2与耐高温聚合物的复合材料使耐电晕性能提高了100倍。美国第4493873、4503124、4537804、4546041号专利提及一般绝缘漆中加入重量比为15%～35%的氧化铝粒子，其粒径要求为100nm以下，利用高速剪切方式将氧化铝粒子与绝缘漆混合后，可用于制造具有耐电晕特性的漆包线。美国第5917155号与第6056995号专利报道，每100份绝缘漆中加入10～50份粒径为5～250nm的氧化铝，并添加少量二氧化钛，可制备具有耐电晕特性的漆包线。美国第6100474号专利提出将微米级二氧化硅和氧化铬一同添加到聚酰亚胺中作为面漆，再以一般聚酯漆作为底漆制备漆包线，可提供耐电晕性能。
在前述的文献中，耐电晕漆包线绝缘均采用复合涂层，其中外层（两层复合）或中间层（三层复合）为耐高温聚合物与纳米材料的复合物，厚度约为整体绝缘厚的40％～60%。采用两层绝缘结构的耐电晕漆包线，一般以附着力好的聚酯漆作为底漆，添加了纳米材料从而具有耐电晕性能的聚酰胺酰亚胺漆作为面漆，但这种结构的耐电晕漆包线限于添加了纳米材料的聚酰胺酰亚胺，附着性不好，应用性较差；采用三层绝缘结构的，一般以附着力好的聚酯漆作为底漆以及耐热性好的聚酰胺酰亚胺作为面漆，添加了纳米材料从而具有耐电晕性能的绝缘漆作为中间漆，这种结构的耐电晕漆包线的应用性较好，但因为耐电晕绝缘层的厚度占整个绝缘层厚度的比例有限，其耐电晕性能也有限。
鉴于上述原因，本发明公开了一种三层结构（底漆为聚酯耐电晕漆，中间漆为聚酯亚胺耐电晕漆，面漆为聚酰胺酰亚胺漆）的耐电晕漆包线的制备方法及产品。
发明内容
本发明的目的就是针对现有耐电晕漆包线绝缘所存在的不足，提供一种新的耐电晕漆包线的制备方法及产品，按照该方法生产出来的耐电晕漆包线不仅附着性好，而且耐电晕性能高；可以用于变频电机中绕组上，不仅可以大大提高耐电晕性能，而且还有易于工业化生产的优点。
为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案是：一种耐电晕漆包线的生产方法，该方法包括以下步骤：拉丝；放线；清洗；退火；冷却；涂漆、烘焙；润滑；收线。先将裸线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，每道涂漆后进行烘焙、冷却，再进行下一道涂漆。烘焙时从烘炉下层通过上层，烘炉入口温度155±5℃，烘炉下层温度260±5℃，一次催化前温度370±5℃，催化后补充加热温度470±5℃。
具体制作方法包括有以下步骤：
（1）拉丝：首先将Φ8.00mm的低氧铜杆在大拉丝设备上边拉边退火成Φ2.90mm的半成品裸线，再在中拉机上拉成要求规格的裸铜线；
  （2）放线：将检验合格的裸铜线置于放线架陶瓷圈垂直下方，采用毛刷式放线；
  （3）清洗：将裸铜线引至清洗水箱处，用处理好的清洗水将裸铜线表面的油污清洗干净；
  （4）退火：将清洗好的裸铜线按一定车速从退火炉上层通过下层退火，退火炉上层温度为550±5℃，下层温度560±5℃，退火水槽中的水必须为去离子水，否则水中的杂质会使导线不清洁影响涂漆，无法形成光滑的漆膜；
  （5）冷却：用冷却风机冷却从退火炉内出来的线，使其达到要求的温度；
  （6）涂漆、烘焙：先将裸铜线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，采用涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯耐电晕绝缘层；再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，采用涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯亚胺耐电晕绝缘层；最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，采用涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酰胺酰亚胺绝缘层，最终形成具有三个绝缘层结构的耐电晕漆包线。每道涂漆后进行烘焙、冷却，再进行下一道涂漆。涂漆模具内孔的圆度要好，且用于放模具的模架应能保证模具能上下左右自由移动，这样才能使绝缘漆很均匀的涂覆到铜线上，保证生产出来的漆包线的漆膜厚度的均匀性；
烘焙时从烘炉下层通过下层，烘炉入口温度155±5℃，烘炉下层温度260±5℃，一次催化前温度370±5℃，催化后补充加热温度470±5℃，主循环风机1200r/min，排废风机980r/min，下炉口风机740r/min；
  （7）润滑：将漆包线表面涂覆一层表面润滑剂，使得漆包线在收线时能排线紧密以及方便用户绕制线圈；
  （8）收线：将生产好的漆包线绕在客户所规定的收线盘上。
根据上述方法所生产出来的耐电晕漆包线是一种具有复合绝缘层的耐电晕漆包线，耐电晕漆包线的中心是铜芯线，在铜芯线外覆盖有聚酯耐电晕绝缘层；在聚酯耐电晕绝缘层外再覆盖有聚酯亚胺耐电晕绝缘层；聚酯亚胺耐电晕绝缘层外还覆盖有聚酰胺酰亚胺绝缘层；由聚酯耐电晕绝缘层、聚酯亚胺耐电晕绝缘层和聚酰胺酰亚胺绝缘层组合形成复合绝缘层。
    本发明通过反复的涂漆、烘焙在铜芯外表层形成多层不同性能的绝缘层，从而形成一种具有复合绝缘层的耐电晕漆包线，该耐电晕漆包线具有很好的附着性和耐电晕性能，经过试验可以满足变频电机耐电晕性能和耐温等级要求。
附图说明
    图1为本发明生产的耐电晕漆包线横截面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例和附图对本发明做进一步的描述。
通过附图1可以看出，本发明涉及一种耐电晕漆包线及其生产制作方法，该方法包括以下步骤：拉丝；放线；清洗；退火；冷却；涂漆、烘焙；润滑；收线。先将规格裸线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，每道涂漆后进行烘焙、冷却，再进行下一道涂漆。烘焙时从烘炉下层通过上层，烘炉入口温度155±5℃，烘炉下层温度260±5℃，一次催化前温度370±5℃，催化后补充加热温度470±5℃。
实施例一
使用材料及设备说明，（1）聚酯耐电晕漆，自制，粘度（涂-4#杯，30±1℃）120s，固含量（2g/200±2℃/1h）38%；（2）聚酯亚胺耐电晕漆，自制，粘度（涂-4#杯，30±1℃）130s，固含量（2g/200±2℃/1h）39%；（3）聚酰胺酰亚胺漆，TONGMID 595/36MB,Elantas生产，固含量（2g/200±2℃/1h）36%；（4）漆包机，无锡同创生产，立式漆包机，模具法涂漆。
制备方法如下：
（1）拉丝：首先将Φ8.00mm的低氧铜杆在大拉丝设备上边拉边退火成Φ2.90mm的半成品裸线，再在中拉机上拉成要求规格的裸铜线；
  （2）放线：将检验合格的裸铜线置于放线架陶瓷圈垂直下方，采用毛刷式放线；
  （3）清洗：将裸铜线引至清洗水箱处，用处理好的清洗水将裸铜线表面的油污清洗干净；
  （4）退火：将清洗好的裸铜线按一定车速从退火炉上层通过下层退火，退火炉上层温度为550±5℃，下层温度560±5℃，退火水槽中的水必须为去离子水，否则水中的杂质会使导线不清洁影响涂漆，无法形成光滑的漆膜；
  （5）冷却：用冷却风机冷却从退火炉内出来的线，使其达到要求的温度；
  （6）涂漆、烘焙：先将Ф1.00mm的裸铜线4表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，按照1.05、1.06、1.06、1.07规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯耐电晕绝缘层；再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，按照1.07、1.08、1.09、1.10、1.11、1.11、1.12规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯亚胺耐电晕绝缘层；最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，按照1.13、1.13规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酰胺酰亚胺绝缘层1，最终形成Ф1.00mm具有三个绝缘层结构的耐电晕漆包线。车速为25.0m/min。每道涂漆后进行烘焙、冷却，再进行下一道涂漆。涂漆模具内孔的圆度要好，且用于放模具的模架应能保证模具能上下左右自由移动，这样才能使绝缘漆很均匀的涂覆到铜线上，保证生产出来的漆包线的漆膜厚度的均匀性；
烘焙时从烘炉下层通过上层，烘炉入口温度155±5℃，烘炉下层温度260±5℃，一次催化前温度370±5℃，催化后补充加热温度470±5℃，主循环风机1200r/min，排废风机980r/min，下炉口风机740r/min；
  （7）润滑：将漆包线表面涂覆一层表面润滑剂，使得漆包线在收线时能排线紧密以及方便用户绕制线圈；
  （8）收线：将生产好的漆包线绕在客户所规定的收线盘上。
根据上述方法所生产出来的耐电晕漆包线是一种具有复合绝缘层的耐电晕漆包线，耐电晕漆包线的中心是铜芯线，在铜芯线外覆盖有聚酯耐电晕绝缘层；在聚酯耐电晕绝缘层外再覆盖有聚酯亚胺耐电晕绝缘层；聚酯亚胺耐电晕绝缘层外还覆盖有聚酰胺酰亚胺绝缘层；由聚酯耐电晕绝缘层、聚酯亚胺耐电晕绝缘层和聚酰胺酰亚胺绝缘层组合形成复合绝缘层。
实施例二
实施例二的制备方法与实施例一是一样的，只是采用的铜芯有所不同，采用的是Ф1.25mm的铜芯线；制作绝缘层时先将Ф1.25mm的裸铜线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，按照1.30、1.31、1.32、1.33规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯耐电晕绝缘层；再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，按照1.33、1.34、1.35、1.36、1.37、1.37、1.38规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯亚胺耐电晕绝缘层；最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，按照1.39、1.39规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酰胺酰亚胺绝缘层，最终形成Ф1.25mm的耐电晕漆包线。车速为20.0m/min。
实施例三
实施例二的制备方法与实施例一是一样的，只是采用的铜芯有所不同，采用的是Ф1.50mm的铜芯线；制作绝缘层时先将Ф1.50mm的裸铜线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，按照1.55、1.56、1.57、1.58规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯耐电晕绝缘层；再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，按照1.59、1.60、1.61、1.62、1.63、1.64、1.65规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯亚胺耐电晕绝缘层；最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，按照1.66、1.66规格的涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酰胺酰亚胺绝缘层，最终形成Ф1.50mm的耐电晕漆包线。车速为16.0m/min。
表1 各种耐电晕电磁线的性能比较

Claims (4)

1.一种耐电晕漆包线的制备方法，其特征在于：所述耐电晕漆包线的制备方法包括以下步骤：拉丝；放线；清洗；退火；冷却；涂漆、烘焙；润滑；收线；对于涂漆、烘培步骤，先将规格裸线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，每道涂漆后进行烘焙、冷却，再进行下一道涂漆；烘焙时从烘炉下层通过上层，烘炉入口温度155±5℃，烘炉下层温度260±5℃，一次催化前温度370±5℃，催化后补充加热温度470±5℃。
2.如权利要求1所述的耐电晕漆包线的制备方法，其特征在于：所述耐电晕漆包线的制备方法包括有以下步骤：
（1）拉丝：首先将低氧铜杆在大拉丝设备上边拉边退火成半成品裸线，再在中拉机上拉成要求规格的裸铜线；
  （2）放线：将检验合格的裸铜线置于放线架陶瓷圈垂直下方，采用毛刷式放线；
  （3）清洗：将裸铜线引至清洗水箱处，用处理好的清洗水将裸铜线表面的油污清洗干净；
  （4）退火：将清洗好的裸铜线按一定车速从退火炉上层通过下层退火，退火炉上层温度为550±5℃，下层温度560±5℃，退火水槽中的水必须为去离子水，否则水中的杂质会使导线不清洁影响涂漆，无法形成光滑的漆膜；
  （5）冷却：用冷却风机冷却从退火炉内出来的线，使其达到要求的温度；
  （6）涂漆、烘焙：先将裸铜线表面涂覆4道聚酯耐电晕漆，采用涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯耐电晕绝缘层；再涂覆7道聚酯亚胺耐电晕漆，采用漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酯亚胺耐电晕绝缘层；最后涂覆2道聚酰胺酰亚胺漆，采用涂漆模具依次涂覆，逐道烘烤固化后形成聚酰胺酰亚胺绝缘层，最终形成具有三个绝缘层结构的耐电晕漆包线；
  （7）润滑：将漆包线表面涂覆一层表面润滑剂，使得漆包线在收线时能排线紧密以及方便用户绕制线圈；
  （8）收线：将生产好的漆包线绕在客户所规定的收线盘上。
3.如权利要求2所述的耐电晕漆包线的制备方法，其特征在于：涂漆模具内孔的圆度要好，且用于放模具的模架应能保证模具能上下左右自由移动。
4.如权利要求2所述的耐电晕漆包线的制备方法，其特征在于：烘焙时从烘炉下层通过上层，烘炉入口温度155±5℃，烘炉下层温度260±5℃，一次催化前温度370±5℃，催化后补充加热温度470±5℃，主循环风机1200r/min，排废风机980r/min，下炉口风机740r/min。
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