CN107833697A - 200级聚酰亚胺‑氟46复合薄膜烧结铝扁线制法 - Google Patents

200级聚酰亚胺‑氟46复合薄膜烧结铝扁线制法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及200级聚酰亚胺‑氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，是将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺‑氟46复合薄膜绕包到铝扁线上，再经过高频烧结得到烧结线；烧结线在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，然后经过热风吹干即得所述200级聚酰亚胺‑氟46复合薄膜烧结铝扁线。该产品耐热效果好，耐热等级为200级，在高达240℃的温度下仍具有持续工作的能力；柔软度好，电气性能优良，击穿电压≥10kv，耐电晕寿命超过100000小时，浸入水中24h无渗水现象；抗老化性能好，经过老化实验后，仍具有良好的耐击穿强度。

Description

200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法
技术领域
本发明涉及烧结铝扁线技术领域，尤其涉及200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法。
背景技术
200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包扁线主要用作大中型电机的绕组线，目前200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包扁线根据国家标准，其耐热等级为200级，击穿电压≥3kv，一般为6~8kv。其主要制作方法为：将聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包到铜/铝扁线上，再经过高频烧结、烘焙、冷却制成。而现有的聚酰亚胺-氟46复合薄膜是将氟46乳化液通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的一或两面，然后烧结制成；所述氟46乳化液是由氟46树脂、乳化剂和水乳化制成。而氟46乳化液对耐电晕聚酰亚胺薄膜的浸润力有限，氟46树脂与耐电晕聚酰亚胺薄膜的膜面存在剥落现象，使得现有聚酰亚胺-氟46复合薄膜的膜面易存在微小疵点或坑洞；再加上，聚酰亚胺与氟46树脂的固化收缩率不一样，这导致绕包后的聚酰亚胺-氟46复合薄膜层在烧结后形成的绝缘层中易存在疵点。由于绝缘层存在疵点，使得目前的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包扁线在155℃浸在30#汽轮机油加质量比为1%卤水的容封罐中老化60天后，其击穿电压降低了40~50%；虽然目前的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包扁线在经过老化实验后的击穿电压仍大于3kv，但是在恶劣环境下煤矿电机、牵引电子、钻井电机，乃至要求更高的磁悬浮直线电机时，则不能满足需求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，具体技术方案如下：
200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，包括如下步骤：
步骤一、将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包到铝扁线上，再经过高频烧结得到烧结线；
步骤二、烧结线在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，然后经过热风吹干即得所述200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线。
作为上述技术方案的改进，所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层。
作为上述技术方案的改进，所述高频烧结的温度为360~380℃。
作为上述技术方案的改进，所述烘焙温度为195~205℃。
作为上述技术方案的改进，所述冷水的温度为15~25℃。
作为上述技术方案的改进，所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜是将氟46乳化液通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成。
作为上述技术方案的改进，所述氟46乳化液是由氟46树脂、苯并噁嗪树脂、乳化剂、水按照质量比（50~55）:（5~5.2）:（3.5~3.8）:（100~110）的比例乳化制成。
作为上述技术方案的改进，所述铝扁线是用电工圆铝杆通过挤压机进行挤压制成，所述挤压机的挤压温度为380~410℃，所述挤压机的循环水温为40~50℃，所述挤压机的循环油温度为30~40℃。
本发明的有益效果：本发明制成的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线耐热效果好，耐热等级为200级，在高达240℃的温度下仍具有持续工作的能力；柔软度好，刚度值在60~65N/mm；电气性能优良，击穿电压≥10kv，耐电晕寿命超过100000小时，浸入水中24h无渗水现象；抗老化性能好，经过老化实验后，仍具有良好的耐击穿强度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
1）、将电工圆铝杆通过挤压机进行挤压制成铝扁线，所述挤压机的挤压温度为380℃，所述挤压机的循环水温为50℃，所述挤压机的循环油温度为40℃。
2）、将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜A以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层，再经过高频烧结得到烧结线C，高频烧结的温度为360℃。
将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜B以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层，再经过高频烧结得到烧结线D，高频烧结的温度为360℃。
其中，所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜A是将氟46乳化液a通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成；所述氟46乳化液a是由氟46树脂、苯并噁嗪树脂、乳化剂、水按照质量比50:5:3.5:100的比例乳化制成。所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜B是将氟46乳化液b通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成；所述氟46乳化液b是由氟46树脂、乳化剂、水按照质量比50:3.5:100的比例乳化制成。所述苯并噁嗪树脂采用上海瑞仪化工科技有限公司AIBZ系列的苯并噁嗪树脂，所述乳化剂采用美国陶氏化学2A1乳化剂，所述耐电晕聚酰亚胺薄膜可采用杜邦的PI膜。
3）、烧结线C在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，烘焙温度为200℃，冷水的温度为25℃，然后经过热风吹干即得产品M。烧结线D在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，烘焙温度为200℃，冷水的温度为25℃，然后经过热风吹干即得产品N。
产品M的绝缘层厚度为0.23mm，产品M的刚度值为60N/mm，绝缘电阻为6600MΩ/km，击穿电压≥10kv，耐热等级为200级；将产品M浸入水中24h，产品M内无渗水现象。产品N的绝缘层厚度为0.22mm，产品N的刚度值为61N/mm，绝缘电阻为6550MΩ/km，击穿电压≥10kv，耐热等级为200级；将产品N浸入水中24h，产品N内无渗水现象。
将产品M、产品N在155℃浸在30#汽轮机油加1%（质量比）卤水的容封罐中老化60天。老化试验后，产品M的绝缘电阻为5150MΩ/km，产品M的击穿电压为8.5kv；产品N的绝缘电阻为4370MΩ/km，产品N的击穿电压为5kv。老化试验后，产品M的绝缘电阻降低了22%，产品M的击穿电压降低了15%；产品N的绝缘电阻降低了33.3%，产品N的击穿电压降低了50%。
实施例2
1）、将电工圆铝杆通过挤压机进行挤压制成铝扁线，所述挤压机的挤压温度为400℃，所述挤压机的循环水温为45℃，所述挤压机的循环油温度为35℃。
2）、将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜E以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层，再经过高频烧结得到烧结线F，高频烧结的温度为370℃。
将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜G以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层，再经过高频烧结得到烧结线H，高频烧结的温度为370℃。
其中，所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜E是将氟46乳化液e通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成；所述氟46乳化液e是由氟46树脂、苯并噁嗪树脂、乳化剂、水按照质量比53:5.1:3.6:105的比例乳化制成。所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜G是将氟46乳化液g通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成；所述氟46乳化液g是由氟46树脂、乳化剂、水按照质量比53:3.6:105的比例乳化制成。所述苯并噁嗪树脂采用上海瑞仪化工科技有限公司AIBZ系列的苯并噁嗪树脂，所述乳化剂采用美国陶氏化学2A1乳化剂，所述耐电晕聚酰亚胺薄膜可采用杜邦的PI膜。
3）、烧结线F在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，烘焙温度为200℃，冷水的温度为20℃，然后经过热风吹干即得产品U。烧结线H在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，烘焙温度为200℃，冷水的温度为20℃，然后经过热风吹干即得产品V。
产品U的绝缘层厚度为0.22mm，产品U的刚度值为63N/mm，绝缘电阻为6650MΩ/km，击穿电压≥10kv，耐热等级为200级；将产品U浸入水中24h，产品M内无渗水现象。产品V的绝缘层厚度为0.22mm，产品V的刚度值为62N/mm，绝缘电阻为6650MΩ/km，击穿电压≥10kv，耐热等级为200级；将产品V浸入水中24h，产品N内无渗水现象。
将产品U、产品V在155℃浸在30#汽轮机油加1%（质量比）卤水的容封罐中老化60天。老化试验后，产品U的绝缘电阻为5300MΩ/km，产品U的击穿电压为8.8kv；产品V的绝缘电阻为4380MΩ/km，产品V的击穿电压为5.2kv。老化试验后，产品U的绝缘电阻降低了20.3%，产品U的击穿电压降低了12%；产品V的绝缘电阻降低了34.1%，产品V的击穿电压降低了48%。
实施例3
1）、将电工圆铝杆通过挤压机进行挤压制成铝扁线，所述挤压机的挤压温度为410℃，所述挤压机的循环水温为40℃，所述挤压机的循环油温度为30℃。
2）、将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜I以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层，再经过高频烧结得到烧结线J，高频烧结的温度为380℃。
将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜K以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层，再经过高频烧结得到烧结线L，高频烧结的温度为380℃。
其中，所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜I是将氟46乳化液i通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成；所述氟46乳化液i是由氟46树脂、苯并噁嗪树脂、乳化剂、水按照质量比55:5.2:3.8:110的比例乳化制成。所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜K是将氟46乳化液k通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成；所述氟46乳化液k是由氟46树脂、乳化剂、水按照质量比55:3.8:110的比例乳化制成。所述苯并噁嗪树脂采用上海瑞仪化工科技有限公司AIBZ系列的苯并噁嗪树脂，所述乳化剂采用美国陶氏化学2A1乳化剂，所述耐电晕聚酰亚胺薄膜可采用杜邦的PI膜。
3）、烧结线J在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，烘焙温度为200℃，冷水的温度为15℃，然后经过热风吹干即得产品X。烧结线L在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，烘焙温度为200℃，冷水的温度为15℃，然后经过热风吹干即得产品Y。
产品X的绝缘层厚度为0.23mm，产品X的刚度值为65N/mm，绝缘电阻为6500MΩ/km，击穿电压≥10kv，耐热等级为200级；将产品X浸入水中24h，产品X内无渗水现象。产品Y的绝缘层厚度为0.24mm，产品Y的刚度值为64N/mm，绝缘电阻为6470MΩ/km，击穿电压≥10kv，耐热等级为200级；将产品Y浸入水中24h，产品Y内无渗水现象。
将产品X、产品Y在155℃浸在30#汽轮机油加1%（质量比）卤水的容封罐中老化60天。老化试验后，产品X的绝缘电阻为5200MΩ/km，产品X的击穿电压为8.6kv；产品Y的绝缘电阻为4400MΩ/km，产品Y的击穿电压为5.3kv。老化试验后，产品X的绝缘电阻降低了20%，产品X的击穿电压降低了14%；产品Y的绝缘电阻降低了32%，产品Y的击穿电压降低了47%。
在上述实施例中，本发明制成的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线在老化试验后，其绝缘电阻降低了20~22%，击穿电压降低了12~15%；而对照组的绝缘电阻降低了32~33.3%，击穿电压降低了47~50%。其中，产品N、产品V、产品Y为对照组，对照组中所使用的聚酰亚胺-氟46复合薄膜没有添加苯并噁嗪树脂。经过分析可知，由于苯并噁嗪树脂具有优异的耐热性和阻燃性，而且固化过程中没有小分子释放，固化收缩率几乎为零，因此苯并噁嗪树脂能够填充在烧结后的绝缘层中，使得绝缘层中疵点的含量显著降低，具体表现为本发明所述200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线在老化试验后，其绝缘电阻和击穿电压的降低幅度远低于对照组。本发明所述200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线在50Hz交流电20kv/mm的电场强度下，其耐电晕寿命超过100000小时，并且本发明所述200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线在高达240℃的温度下仍具有持续工作的能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、将铝扁线经过校直、抛光清洗、热风吹干后，将聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包到铝扁线上，再经过高频烧结得到烧结线；
步骤二、烧结线在烘箱中经过2次烘焙后立即浸入冷水中进行冷却，然后经过热风吹干即得所述200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线。
2.根据权利要求1所述的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于：所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜以50%的叠包率在铝扁线上同向绕包2层。
3.根据权利要求1所述的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于：所述高频烧结的温度为360~380℃。
4.根据权利要求1所述的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于：所述烘焙温度为200℃。
5.根据权利要求1所述的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于：所述冷水的温度为15~25℃。
6.根据权利要求1所述的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于：所述聚酰亚胺-氟46复合薄膜是将氟46乳化液通过立式浸胶机附着在耐电晕聚酰亚胺薄膜的两面，然后在250~300℃下烧结制成。
7.根据权利要求6所述的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于：所述氟46乳化液是由氟46树脂、苯并噁嗪树脂、乳化剂、水按照质量比（50~55）:（5~5.2）:（3.5~3.8）:（100~110）的比例乳化制成。
8.根据权利要求1所述的200级聚酰亚胺-氟46复合薄膜烧结铝扁线制法，其特征在于：所述铝扁线是用电工圆铝杆通过挤压机进行挤压制成，所述挤压机的挤压温度为380~410℃，所述挤压机的循环水温为40~50℃，所述挤压机的循环油温度为30~40℃。
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