CN105957653A - 一种高韧性漆包铜扁线及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高韧性漆包铜扁线及其制备方法和用途，所述方法包括以下步骤：(1)对铜杆进行挤压处理，挤压成铜扁线；(2)压制好的铜扁线经软化处理，涂覆聚酯亚胺漆后依次进行烘烤和冷却处理，然后再循环涂覆聚酯亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆5～8层聚酯亚胺漆；(3)在涂覆完聚酯亚胺漆的铜扁线上涂覆聚酰胺酰亚胺漆，再依次进行烘烤和冷却处理，然后再循环涂覆聚酰胺酰亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆聚酰胺酰亚胺漆2～3层，收线得到产品漆包铜扁线。本发明通过在铜扁线上涂覆不同层数的聚酯亚胺漆和聚酰胺酰亚胺漆，并通过工艺优化，使制得的漆包铜扁线具有良好的性能。

Description

一种高韧性漆包铜扁线及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于电力设备领域，涉及一种漆包铜扁线及其制备方法和用途，尤其涉及一种高韧性漆包铜扁线及其制备方法和用途。
背景技术
漆包铜扁线是无氧铜杆或圆铜线经过一定规格的模具拉丝、挤压或轧制后得到的导线，再经过绝缘漆多次涂制而成的绕组线。经过涂漆的铜扁线的表层具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，相比于普通的圆截面的漆包线，漆包扁线在电流承载能力、传输速度、散热性能及占有空间提交等方面都具有优异的性能。
漆包铜扁线材用途广泛，特别在电信设备、变压器、电动机和发电机的各种电器设备的绕组中应用最为广泛。
根据资料表明，目前的漆包扁线主要有聚氨酯、缩醛、聚酰胺酰亚胺等漆包线。线材的厚度为0.8～5.6mm，线宽2～16mm，绝缘漆漆膜厚度为0.06～0.11mm。但扁线成型过程中使用的是拉丝模法或连续挤压成型技术，拉制及连续挤压线材的尺寸精度、传到性能、机械性能及焊接性能等都不尽如人意。
CN 101086909A公开了一种高附着性自粘双玻璃丝包薄膜烧结铜扁线的制作方法，其将放线、在铜扁线上叠包聚酰亚胺一氟46复合薄膜、高频烧结、双层玻璃丝包浸漆烘焙、自粘固化、收捲等多道工序集成在一起，一机连续完成，得到高附着性自粘双玻璃丝包薄膜烧结铜扁线。虽然所述方法提高了复合绝缘绕组线的附着性能，但所得复合绝缘绕组线经180°弯折后易开裂，限制了其应用。
因此，如何制得一种弯曲后不易开裂的漆包铜扁线是需要解决的问题。
发明内容
针对上述现有漆包铜扁线中存在的弯曲后易开裂的问题，本发明提供了一种高韧性漆包铜扁线及其制备方法和用途。本发明通过在铜扁线上涂覆不同层数的聚酯亚胺漆和聚酰胺酰亚胺漆，并通过工艺优化，使制得的漆包铜扁线具有良好的性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种漆包铜扁线的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对铜杆进行挤压处理，挤压成铜扁线；
(2)压制好的铜扁线经软化处理，涂覆聚酯亚胺漆后依次进行烘烤和冷却处理，然后再循环涂覆聚酯亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆5～8层聚酯亚胺漆；
(3)在涂覆完聚酯亚胺漆的铜扁线上涂覆聚酰胺酰亚胺漆，再依次进行烘烤和冷却处理，然后再循环涂覆聚酰胺酰亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆聚酰胺酰亚胺漆2～3层，收线得到产品漆包铜扁线。
其中，聚酯亚胺漆的涂覆层数可为5层、6层、7层或8层等；聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数可为2层或3层。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)对铜杆进行挤压处理前对铜杆进行清洗和吹干处理。
优选地，所述清洗为用中性溶液进行清洗。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中所述软化处理中软化温度为580～700℃，例如580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃或700℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为630～640℃。
本发明中，软化的目的是使在挤压过程中因晶格变化而变硬的导线经一定温度加热后变软，使导线易于涂上漆液，以保证漆包铜扁线的质量。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中所述烘烤中所用烘炉的入口温度为150～200℃，例如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为170℃。
优选地，步骤(2)中所述烘烤中所用烘炉的下层炉温为250～300℃，例如250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为260℃。
本发明中，烘烤是漆包扁线生产过程中的关键。不论用哪种涂漆方法，漆液(或漆基)都要经过烘炉，在一定温度下使漆液中所存溶剂挥发逸出，而使漆基树脂发生化学反应(交联或闭环)，最终形成坚韧而具有合格性能的漆膜，根据各种漆液及导线的特点，烘烤温度(烘炉内温度分布)以及导线在烘炉内经过的时间都是严格的要求，才能保证漆包线合格。
优选地，步骤(2)中烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理。
优选地，所述一次催化前催化装置的温度为400～450℃，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为420℃。
优选地，所述一次催化后，对催化装置进行补充加热，加热至400～450℃，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为440℃。
本发明中，对烘烤处理中产生的有机挥发物进行催化处理可使有机挥发物转化成Co2和H2O，同时释放出大量的热，进而起到环保节能的作用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)涂覆的聚酯亚胺漆中，每一层聚酯亚胺漆的厚度为0.005～0.02mm，例如0.005mm、0.007mm、0.01mm、0.013mm、0.015mm、0.017mm或0.02mm等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，0.01mm。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)中烘烤中所用烘炉的入口温度为150～200℃，例如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为170℃。
优选地，步骤(3)中所述烘烤中所用烘炉的下层炉温为250～300℃，例如250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为260℃。
优选地，步骤(3)中烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理。
优选地，所述一次催化前催化装置的温度为400～450℃，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为420℃。
优选地，所述一次催化后，对催化装置进行补充加热，加热至400～450℃，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为440℃。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)涂覆的聚酰胺酰亚胺漆中，每一层聚酰胺酰亚胺漆的厚度为0.005～0.02mm，例如0.005mm、0.007mm、0.01mm、0.013mm、0.015mm、0.017mm或0.02mm等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行，进一步优选为0.01mm。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中聚酯亚胺漆的涂覆层数为7层。
优选地，步骤(3)中聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数为3层。
第二方面，本发明提供了上述制备方法制得的漆包铜扁线，其特征在于，所述漆包铜扁线中底漆聚酯亚胺漆的涂覆层数为5～8层，面漆聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数为2～3层。
优选地，所述漆包铜扁线中底漆聚酯亚胺漆的涂覆层数为7层，面漆聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数为3层。
第三方面，本发明提供了上述制备方法制得的漆包铜扁线的用途，所述漆包铜扁线用于充电桩。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在铜扁线上涂覆不同层数的聚酯亚胺漆和聚酰胺酰亚胺漆，并通过工艺优化，使漆膜具有良好的延展性，制得的漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下仍不开裂。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
实施例1：制备漆包铜扁线
(1)对铜杆进行清洗和吹干处理后进行挤压处理，挤压成铜扁线；
(2)压制好的铜扁线于635℃下进行软化处理，涂覆聚酯亚胺漆后依次进行烘烤和冷却处理(其中，烘炉的入口温度为170℃，下层炉温为260℃，烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理，一次催化前催化装置的温度为420℃，一次催化后，对催化装置进行补充加热至440℃)，然后再循环涂覆聚酯亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆7层聚酯亚胺漆；
(3)在涂覆完聚酯亚胺漆的铜扁线上涂覆聚酰胺酰亚胺漆，再依次进行烘烤和冷却处理(其中，烘炉的入口温度为170℃，下层炉温为260℃，烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理，一次催化前催化装置的温度为420℃，一次催化后，对催化装置进行补充加热至440℃)，然后再循环涂覆聚酰胺酰亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆聚酰胺酰亚胺漆3层，收线得到产品漆包铜扁线。
所得漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下仍不开裂。
实施例2：制备漆包铜扁线
本实施例中除了步骤(2)中软化温度为630℃，烘炉的入口温度为150℃，下层炉温为250℃，烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理，一次催化前催化装置的温度为400℃，一次催化后，对催化装置进行补充加热至400℃，涂覆5层聚酯亚胺漆；步骤(3)中软化温度为630℃，烘炉的入口温度为150℃，下层炉温为250℃，烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理，一次催化前催化装置的温度为400℃，一次催化后，对催化装置进行补充加热至400℃外，涂覆2层聚酰胺酰亚胺漆外，其他制备过程均与实施例1中相同。
所得漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下仍不开裂。
实施例3：
制备漆包铜扁线
本实施例中除了步骤(2)中软化温度为640℃，烘炉的入口温度为200℃，下层炉温为300℃，烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理，一次催化前催化装置的温度为450℃，一次催化后，对催化装置进行补充加热至450℃，涂覆8层聚酯亚胺漆；步骤(3)中软化温度为640℃，烘炉的入口温度为200℃，下层炉温为300℃，烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理，一次催化前催化装置的温度为450℃，一次催化后，对催化装置进行补充加热至450℃外，涂覆2层聚酰胺酰亚胺漆外，其他制备过程均与实施例1中相同。
所得漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下仍不开裂。
对比例1：
本对比例提供了一种制备漆包铜扁线，除了不涂覆聚酰胺酰亚胺漆外，其他制备方法均与实施例1中相同，所得漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下出现开裂现象。
对比例2：
本对比例提供了一种制备漆包铜扁线，除了不涂覆聚酯亚胺漆外，其他制备方法均与实施例1中相同，所得漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下出现开裂现象。
对比例3：
本对比例提供了一种制备漆包铜扁线，除了聚酯亚胺漆的涂覆层数为3层(＜5层)外，其他制备方法均与实施例1中相同，所得漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下出现开裂现象。
对比例4：
本对比例提供了一种制备漆包铜扁线，除了聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数为1层(＜2层)外，其他制备方法均与实施例1中相同，所得漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下出现开裂现象。
综合实施例1-3和对比例1-4的结果可以看出，本发明通过在铜扁线上涂覆不同层数的聚酯亚胺漆和聚酰胺酰亚胺漆，并通过工艺优化，使漆膜具有良好的延展性，制得的漆包铜扁线在拉伸20％再弯折180°的条件下仍不开裂。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种漆包铜扁线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)对铜杆进行挤压处理，挤压成铜扁线；
(2)压制好的铜扁线经软化处理，涂覆聚酯亚胺漆后依次进行烘烤和冷却处理，然后再循环涂覆聚酯亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆5～8层聚酯亚胺漆；
(3)在涂覆完聚酯亚胺漆的铜扁线上涂覆聚酰胺酰亚胺漆，再依次进行烘烤和冷却处理，然后再循环涂覆聚酰胺酰亚胺漆、烘烤和冷却，至涂覆聚酰胺酰亚胺漆2～3层，收线得到产品漆包铜扁线。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)对铜杆进行挤压处理前对铜杆进行清洗和吹干处理；
优选地，所述清洗为用中性溶液进行清洗。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述软化处理中软化温度为580～700℃，进一步优选为630～640℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述烘烤中所用烘炉的入口温度为150～200℃，进一步优选为170℃；
优选地，步骤(2)中所述烘烤中所用烘炉的下层炉温为250～300℃，进一步优选为260℃；
优选地，步骤(2)中烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理；
优选地，所述一次催化前催化装置的温度为400～450℃，进一步优选为420℃；
优选地，所述一次催化后，对催化装置进行补充加热，加热至400～450℃，进一步优选为440℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)涂覆的聚酯亚胺漆中，每一层聚酯亚胺漆的厚度为0.005～0.02mm，进一步优选为0.01mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中烘烤中所用烘炉的入口温度为150～200℃，进一步优选为170℃；
优选地，步骤(3)中所述烘烤中所用烘炉的下层炉温为250～300℃，进一步优选为260℃；
优选地，步骤(3)中烘烤处理中产生的有机挥发物送入催化装置中进行一次催化和二次催化处理；
优选地，所述一次催化前催化装置的温度为400～450℃，进一步优选为420℃；
优选地，所述一次催化后，对催化装置进行补充加热，加热至400～450℃，进一步优选为440℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)涂覆的聚酰胺酰亚胺漆中，每一层聚酰胺酰亚胺漆的厚度为0.005～0.02mm，进一步优选为0.01mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中聚酯亚胺漆的涂覆层数为7层；
优选地，步骤(3)中聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数为3层。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的漆包铜扁线，其特征在于，所述漆包铜扁线中底漆聚酯亚胺漆的涂覆层数为5～8层，面漆聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数为2～3层；
优选地，所述漆包铜扁线中底漆聚酯亚胺漆的涂覆层数为7层，面漆聚酰胺酰亚胺漆的涂覆层数为3层。
10.根据权利要求9所述的漆包铜扁线的用途，其特征在于，所述漆包铜扁线用于充电桩。
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