CN114883058A - 一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，涉及漆包线生产技术领域，通过选择低固含涂料进行漆包线涂漆；所述低固含涂料为聚氨酯涂料，所述聚氨酯涂料含有26%的聚氨酯树脂，70%芳烃溶剂油,4%其它助剂；本发明的方法还包括对漆包线生产条件的管控，涂布回数的设定、漆膜固化温度的设定、固化温度的控制及生产线速的选择，通过以上方法的综合使用，开发出低有机气体涂料，采用薄漆多涂方式及对漆包线漆膜烘烤温度控制和管理，实现漆包线有机气体残留量在2PPM以下。
Description
技术领域
本发明涉及漆包线技术领域，具体涉及一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法。
背景技术
目前国内外传统漆包线生产工艺残留有机气体（指含笨、酚的有机化合物气体）在50ppm以上。现国内外漆包线厂商暂无专门针对漆包线有机气体的专项研究，只是按普通的漆包线生产管理。现行继电器用漆包线的生产，并无明显的有机气体控管措施，导致有机气体50PPM以上。国内外生产继电器的大型厂商，如欧姆龙、宏发等已研究表明：继电器线圈在高温下释放的有机气体会腐蚀继电器的触点，严重影响继电器的使用寿命，因此提出了相关控管要求。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，通过开发低有机气体涂料，采用薄漆多涂方式及对漆包线漆膜烘烤温度控制和管理，实现漆包线有机气体残留量在2PPM以下。
本发明的技术方案是：
一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，具体包括以下步骤：
S1、选择低固含涂料进行涂漆：选择固含量为25~27%，粘度在0.20~0.40P（30℃）的聚氨酯树脂涂料；
S2、漆包线生产条件的管控，具体包括以下步骤：
①涂布回数的设定：按客户要求的尺寸要求，计算出其目标漆膜厚度，依据测试出的最佳涂布厚度0.001mm（双层）计算出涂布回数；
②漆膜固化温度的设定：按照聚氨酯裂痕测试方法测试出最低的漆膜固化温度；
所述聚氨酯裂痕测试方法步骤如下：
a1.根据测试时炉温的状况，选择采用升温或降温方式进行抓取；
a2. 根据所使用聚氨酯涂料的耐温等级，先预估一个可以满足基本性能要求的最低固化温度，根据前期机台炉温分布测试结果，选择至少四条炉温最低的线号作为优先确认线号，以10℃为梯度升温或降温生产，待炉温达到设定的温度后，用光滑的钩针勾起正在生产的漆包线，进行漆膜附着性能初步测试，如果被勾起的漆包线卷取到轴上时，颜色不同于未勾起时的漆包线，或者看到有粉末出现，说明被勾起的漆包线漆膜出现了脱落，说明此固化温度过低；
a3.继续用升温或降温方式进行测试，当在一定温度下皮膜脱落，增加10℃之后漆膜脱落现象消失；或在一定温度下漆膜没有脱落，下降10℃之后，出现漆膜脱落现象，则此时的温度即为漆膜脱落变化的温度临界点，然后切下刚好漆膜不脱落的制品，进行漆膜附着性能进一步测试，确认漆膜是否脱落或针孔数量是否超标；如果漆膜仍有脱落或针孔过多，继续将固化温度提高10℃，直接切下制品做漆膜附着性能进一步测试；
a4. 直到步骤a3的测试中所有漆包线均未出现漆膜脱落或针孔超标，则称此时的固化温度为裂痕温度；
a5.评估横向炉温波动、涂料批次间差异、排废对产品质量及热能消耗的情况等影响因素，设置一个安全波动温度；
a6.以裂痕温度+安全波动温度为目标温度，综合考虑机台温度分布、机台控温精度、自然环境、客户对线材性能要求的区间范围等因素，初步定出固化的温度范围，确定下限温度和上限温度；
a7.最后，结合机台炉温分布和裂痕测试情况，确认炉温最低的线号，然后在上限温度、目标温度、下限温度下，各取一轴该线号的制品，进行性能全检；
a8.步骤a7中制品的性能检验结果符合客户要求，则基本确认此为最佳固化温度范围；如果不符合客户要求，则对上限温度、下限温度进行微调，重复步骤a7，直至制品的性能检验结果符合客户要求为止；
③固化温度的控制：依漆膜固化温度设定的方法，取不同温度的线样送第三方进行检测漆膜VOCs含量，以此确认初步选取的固化温度下有机化合物是否符合管控范围，如果不符合，再适当微调即可。
④设定生产速度为350m/min。
进一步地优化方案，所述的聚氨酯涂料含有26%的聚氨酯树脂，70%芳烃溶剂油,4%其它助剂。
进一步地优化方案，所述的芳烃溶剂油由间对甲酚、苯酚、正己醇、1 ,2-二氯乙烷、四氢呋喃(THF)、N ,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜或其混合物组成。
进一步地优化方案，所述的其他助剂由非极性烃类化合物、低分子量丙烯酸共聚物、聚醚改性聚硅氧烷、硅酮聚合物或其混合物组成。
本发明的有益效果：
本发明可以有效降低漆包线生产工艺中有机气体的含量，实现漆包线有机气体残留量在2PPM以下。
本发明利用薄漆多涂方式涂布低固含粘度的聚氨酯涂料，并采用合适的烘烤温度将附着在铜线表面的聚氨酯涂料烘干，可以减少漆膜内的苯酚类的有机化合物残留量，提升继电器的使用寿命。
具体实施方式
下面通过非限制性实施例，进一步阐述本发明，理解本发明。
实施例1
一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，具体包括以下步骤：
①选择低固含涂料进行涂漆：低固含涂料选择固含量为25~27%，温度为30℃条件下粘度在0.20~0.40P的聚氨酯树脂涂料，所述聚氨酯涂料含有26%的聚氨酯树脂，70%芳烃溶剂油,4%其它助剂。
芳烃溶剂油由间对甲酚、苯酚、正己醇、1 ,2-二氯乙烷、四氢呋喃(THF)、N ,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜或其混合物组成。
其他助剂由非极性烃类化合物、低分子量丙烯酸共聚物、聚醚改性聚硅氧烷、硅酮聚合物或其混合物组成。
②漆包线生产条件的管控，具体包括以下步骤：
S1、涂布回数的设定：按客户要求的尺寸要求，计算出其目标漆膜厚度，依据测试出的最佳涂布厚度0.001mm（双层）计算出涂布回数；根据客户的不同需求，涂布回数可设计为5回、8回、11回。
以下以涂布回数8回举例说明；
客户要求目标外径为0.067mm，导体尺寸目标位0.059mm，
漆膜厚度为目标外径0.067-导体尺寸0.059=0.008mm，
设计涂布回数=0.008/0.001=8回。
S2、漆膜固化温度的设定：按照聚氨酯裂痕测试方法进行测试出最低的漆膜固化温度，具体步骤如下：
a1.根据测试时炉温的状况，选择采用升温或降温方式进行抓取；
a2. 根据所使用聚氨酯涂料的耐温等级，先预估一个可以满足基本性能要求的最低固化温度，根据前期机台炉温分布测试结果，选择至少四条炉温最低的线号作为优先确认线号，以10℃为梯度升温或降温生产，待炉温达到设定的温度后，用光滑的钩针勾起正在生产的漆包线，进行漆膜附着性能初步测试，如果被勾起的漆包线卷取到轴上时，颜色不同于未勾起时的漆包线，或者看到有粉末出现，说明被勾起的漆包线漆膜出现了脱落，说明此固化温度过低；
a3.继续用升温或降温方式进行测试，当在一定温度下皮膜脱落，增加10℃之后漆膜脱落现象消失；或在一定温度下漆膜没有脱落，下降10℃之后，出现漆膜脱落现象，则此时的温度即为漆膜脱落变化的温度临界点，然后切下刚好漆膜不脱落的制品，进行漆膜附着性能进一步测试，确认漆膜是否脱落或针孔数量是否超标；如果漆膜仍有脱落或针孔过多，继续将固化温度提高10℃，直接切下制品做漆膜附着性能进一步测试；
a4. 直到步骤a3的测试中所有漆包线均未出现漆膜脱落或针孔超标，则称此时的固化温度为裂痕温度；
a5.评估横向炉温波动、涂料批次间差异、排废对产品质量及热能消耗的情况等影响因素，设置一个安全波动温度；
a6.以裂痕温度+安全波动温度为目标温度，综合考虑机台温度分布、机台控温精度、自然环境、客户对线材性能要求的区间范围等因素，初步定出固化的温度范围，确定下限温度和上限温度；
a7.最后，结合机台炉温分布和裂痕测试情况，确认炉温最低的线号，然后在上限温度、目标温度、下限温度下，各取一轴该线号的制品，进行性能全检；
a8.步骤a7中制品的性能检验结果符合客户要求，则基本确认此为最佳固化温度范围；如果不符合客户要求，则对上限温度、下限温度进行微调，重复步骤a7，直至制品的性能检验结果符合客户要求为止。
实施例2：原涂料配方采用以下配方，其余与实施例相同。
原涂料固含量为32%，粘度0.60P（30℃）的聚氨酯涂料。该涂料含有32%聚氨酯树脂，20.4%甲酚，20.4%苯酚，27.2%二甲苯。
按新旧两种涂布回数，在同机台、同生产速度分别进行裂痕温度测试，裂痕温度如下表；
送样检测：
按两个不同的方案从裂痕温度加正常的安全波动温度70℃开始，取不同温度的漆包线进行特性检测，并每隔20℃取样送第三方检测有机挥发气体量，检测结果如下表（单位：PPM）：
从检测结果上分析，11回涂布有机气体含量最少，更加适合生产，但目前公司较多机型最大涂布回数为8回，故选择8回涂布为生产主力，11回涂布为部分机台生产使用。
依检测结果，在8回涂布，波动温度加到120℃以上，部分性能出现下降，说明8回涂布漆膜烘烤最佳温度区间为70~120℃；生产时，温度需求越高，需要能耗越多，结合有机气体测试结果，因此选择+90℃为中间温度。
在11回涂布生产时，选择+80℃为中间温度。
以上所述，仅为本发明的较佳实例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，凡属本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，凡依据本发明实质技术对上述实例所做的任何等效变更和修饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选择低固含涂料进行漆包线涂漆；所述低固含涂料选择固含量为25~27%，温度为30℃条件下粘度在0.20~0.40P的聚氨酯树脂涂料；
S2、漆包线生产条件的管控，具体包括以下步骤：
①涂布回数的设定：按客户要求的尺寸要求，计算出其目标漆膜厚度，依据测试出的最佳涂布厚度0.001mm计算出涂布回数；
②漆膜固化温度的设定：按照聚氨酯裂痕测试方法测试出最低的漆膜固化温度；
所述聚氨酯裂痕测试方法步骤如下：
a1.根据测试时炉温的状况，选择采用升温或降温方式进行抓取；
a2. 根据所使用聚氨酯涂料的耐温等级，先预估一个可以满足基本性能要求的最低固化温度，根据前期机台炉温分布测试结果，选择至少四条炉温最低的线号作为优先确认线号，以10℃为梯度升温或降温生产，待炉温达到设定的温度后，用光滑的钩针勾起正在生产的漆包线，进行漆膜附着性能初步测试，如果被勾起的漆包线卷取到轴上时，颜色不同于未勾起时的漆包线，或者看到有粉末出现，说明被勾起的漆包线漆膜出现了脱落，说明此固化温度过低；
a3.继续用升温或降温方式进行测试，当在一定温度下皮膜脱落，增加10℃之后漆膜脱落现象消失；或在一定温度下漆膜没有脱落，下降10℃之后，出现漆膜脱落现象，则此时的温度即为漆膜脱落变化的温度临界点，然后切下刚好漆膜不脱落的制品，进行漆膜附着性能进一步测试，确认漆膜是否脱落或针孔数量是否超标；如果漆膜仍有脱落或针孔过多，继续将固化温度提高10℃，直接切下制品做漆膜附着性能进一步测试；
a4. 直到步骤a3的测试中所有漆包线均未出现漆膜脱落或针孔超标，则称此时的固化温度为裂痕温度；
a5.评估横向炉温波动、涂料批次间差异、排废对产品质量及热能消耗的情况等影响因素，设置一个安全波动温度；
a6.以裂痕温度+安全波动温度为目标温度，综合考虑机台温度分布、机台控温精度、自然环境、客户对线材性能要求的区间范围等因素，初步定出固化的温度范围，确定下限温度和上限温度；
a7.最后，结合机台炉温分布和裂痕测试情况，确认炉温最低的线号，然后在上限温度、目标温度、下限温度下，各取一轴该线号的制品，进行性能全检；
a8.步骤a7中制品的性能检验结果符合客户要求，则基本确认此为最佳固化温度范围；如果不符合客户要求，则对上限温度、下限温度进行微调，重复步骤a7，直至制品的性能检验结果符合客户要求为止；
③固化温度的控制：依漆膜固化温度设定的方法，取不同温度的线样送第三方进行检测漆膜VOCs含量，以此确认初步选取的固化温度下有机化合物是否符合管控范围，如果不符合，再适当微调即可；
④设定生产速度为350m/min。
2.根据权利要求1所述的一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，其特征在于，所述聚氨酯涂料含有26%的聚氨酯树脂，70%芳烃溶剂油,4%其它助剂。
3.根据权利要求2所述的一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，其特征在于，所述的芳烃溶剂油由间对甲酚、苯酚、正己醇、1 ,2-二氯乙烷、四氢呋喃(THF)、N ,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜或其混合物组成。
4.根据权利要求2所述的一种降低漆包线生产工艺中残留有机气体的方法，其特征在于，所述的其他助剂由非极性烃类化合物、低分子量丙烯酸共聚物、聚醚改性聚硅氧烷、硅酮聚合物或其混合物组成。
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