CN117275814A - 一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，涉及漆包线技术领域。所述聚硅氮烷树脂复合漆包线的制备方法包括以下步骤：称量聚硅氮烷树脂，制备聚硅氮烷树脂溶液，将配制好的聚硅氮烷树脂溶液加入漆包机漆箱，进行循环控温，对线材进行涂漆，以及固化处理。采用本申请的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法制备得到的漆包线，具有较高的耐磨性能、耐高温性能以及耐湿热性能。
Description
技术领域
本申请涉及漆包线技术领域，具体是一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法。
背景技术
现有漆包线用绝缘漆多为树脂型绝缘漆，例如聚酯漆、聚氨酯漆、聚酰亚胺漆等等。这些种类的漆可满足基础的绝缘性能以及一定的机械性能和热性能。但随着时代的进步和科技的发展，尤其是以新能源行业为代表的高新技术行业，常规树脂型绝缘漆能够满足的性能正在逐步减少，越来越高的性能需求亟需解决。新型绝缘材料的应用是解决这一问题的根本，类似聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等结晶性树脂形成的绝缘层，具有高耐压、高耐热性、高机械强度的特性，但是其不同于常规漆包线生产的生产工艺，以及部分专利的制约，造成其始终难以被广泛应用到漆包线行业。
发明内容
本申请的目的在于提供一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术中存在的。
为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，该种聚硅氮烷树脂复合漆包线包括聚硅氮烷树脂和线材，所述线材包括裸线或漆包线；
所述聚硅氮烷树脂包括主材和辅材，所述主材包括全氢聚硅氮烷、苯基聚硅氮烷、乙烯基聚硅氮烷、乙烯基甲基聚硅氮烷、氮甲基甲基聚硅氮烷、乙烯基氮甲基聚硅氮烷、氟代烷基聚硅氮烷、磷酸酯基聚硅氮烷中的至少一种，所述辅材包括流平剂、增稠剂和固化剂，所述流平剂包括聚醚硅氧烷共聚物、有机硅丙烯酸酯、聚醚改性二甲基硅氧烷、碳羟基官能团有机硅聚醚中的至少一种，所述增稠剂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、丁苯橡胶中的至少一种，所述固化剂包括脂肪族聚异氰酸酯、氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、芳香族间苯二胺、丙烯腈改性己二胺、联苯甲酰、安息香二甲醚、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的至少一种；
所述聚硅氮烷树脂复合漆包线的制备方法包括以下步骤：
S1-称量聚硅氮烷树脂；
S2-将聚硅氮烷树脂按照15％-40％的比例与溶剂进行混合并充分溶解得到聚硅氮烷树脂溶液，所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮、氮氮二甲基乙酰胺、二甲苯、甲苯、环己烷、乙酰丙酮、碳酸二甲酯、醋酸丁酯中的至少一种，其中，所述聚硅氮烷树脂溶液包括以下百分比的原料制备得到：35-65％的主材、1-10％的流平剂、1-5％的增稠剂、5-30％的固化剂以及20-40％的溶剂；
S3-将配制好的聚硅氮烷树脂溶液加入漆包机漆箱，进行循环控温；
S4-对线材进行涂漆，其中，当采用裸线作为线材时，对线材进行多道次的涂漆，且至少在最后一道次采用聚硅氮烷树脂溶液进行涂漆形成聚硅氮烷层，以及，在线材的每道次涂漆完成后，对线材进行固化处理，其中，所述固化处理的DV值为50-80；当采用漆包线作为线材时，至少对线材进行一道次的涂漆，且至少在最后一道次采用聚硅氮烷树脂溶液进行涂漆形成聚硅氮烷层，以及，在线材的每道次涂漆完成后，对线材进行固化处理，其中，所述固化处理的DV值为50-80。
作为优选，所述的对线材进行多道次的涂漆，具体包括：
第1-3道次为聚酯漆层，第4-18道次为聚酰亚胺漆层，第19道次为聚硅氮烷层。
作为优选，所述固化处理包括：对每道次涂漆完成后的线材进行高温烘干固化，所述高温烘干固化的温度为500℃-550℃。
作为优选，所述固化处理包括：涂漆完成后，将线材经由定位导轮，匀速通过内设有紫外光源的固化管道，进行紫外固化。
作为优选，当采用漆包线作为线材时，所述固化处理包括：涂漆完成后，将线材经由定位导轮，匀速通过内设有紫外光源的固化管道，进行紫外固化。
作为优选，所述紫外线光源环设于所述固化管道的内壁上，且所述紫外固化管道两端均设有定位导轮。
作为优选，所述线材经由定位导轮，匀速通过内设紫外光源的固化管道，且所述线材不与所述固化管道或所述固化管道的紫外线光源相接触。
有益效果：采用本申请的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法制备得到的漆包线，具有较高的耐磨性能、耐高温性能以及耐湿热性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的固化管道和紫外线光源之间的布设透视示意图；
图2为本申请实施例提供的固化管道的端面示意图。
附图标记：1、固化管道；2、紫外线光源。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
申请人发现，聚硅氮烷树脂作为氮化硅陶瓷的前体，自1921年被合成出来，目前已广泛应用在半导体电子元器件、航空航天、核电、船舶、化工等相关领域的绝缘防护中。其不仅拥有优异的绝缘性能，同时在经过高温陶瓷化后，生成的以氮化硅为主的陶瓷层还具有良好的耐磨、耐高温、耐湿热性能。这些优异的性能正是目前漆包线领域亟需提升的，同时其常温下的液体形态，也为其能够以现有漆包线工艺方法进行涂覆生产提供了最基础的条件。
介于此，本实施例提供了一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，该种聚硅氮烷树脂复合漆包线包括聚硅氮烷树脂和线材，所述线材包括裸线或漆包线。
其中，所述聚硅氮烷树脂包括主材和辅材，所述主材包括全氢聚硅氮烷、苯基聚硅氮烷、乙烯基聚硅氮烷、乙烯基甲基聚硅氮烷、氮甲基甲基聚硅氮烷、乙烯基氮甲基聚硅氮烷、氟代烷基聚硅氮烷、磷酸酯基聚硅氮烷中的至少一种，所述辅材包括流平剂、增稠剂和固化剂，所述流平剂包括聚醚硅氧烷共聚物、有机硅丙烯酸酯、聚醚改性二甲基硅氧烷、碳羟基官能团有机硅聚醚中的至少一种，所述增稠剂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、丁苯橡胶中的至少一种，所述固化剂包括脂肪族聚异氰酸酯、氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、芳香族间苯二胺、丙烯腈改性己二胺、联苯甲酰、安息香二甲醚、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的至少一种。
借由上述，本文本以以下的实施例和对比例来对本申请的技术方案做进一步剖析。
实施例1
在本实施例中，选用裸线作为线材，所述聚硅氮烷树脂复合漆包线的制备方法包括以下步骤：
S1-称量聚硅氮烷树脂；
S2-将聚硅氮烷树脂按照15％-40％的比例与溶剂进行混合并充分溶解得到聚硅氮烷树脂溶液，所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮、氮氮二甲基乙酰胺、二甲苯、甲苯、环己烷、乙酰丙酮、碳酸二甲酯、醋酸丁酯中的至少一种，其中，所述聚硅氮烷树脂溶液包括以下百分比的原料制备得到：35-65％的主材、1-10％的流平剂、1-5％的增稠剂、5-30％的固化剂以及20-40％的溶剂；
S3-将配制好的聚硅氮烷树脂溶液加入漆包机漆箱，进行循环控温；
S4-对线材进行多道次的涂漆，其中，第1-3道次为聚酯漆层，第4-18道次为聚酰亚胺漆层，第19道次为聚硅氮烷层(采用本申请制备的聚硅氮烷树脂溶液涂漆后得到的漆层)，在线材的每道次涂漆完成后，对线材进行500-550℃高温烘干固化，且DV值控制在50-80(包括50、80)之间。
实施例2
在本实施例中，选用裸线作为线材，所述聚硅氮烷树脂复合漆包线的制备方法包括以下步骤：
S1-称量聚硅氮烷树脂；
S2-将聚硅氮烷树脂按照15％-40％的比例与溶剂进行混合并充分溶解得到聚硅氮烷树脂溶液，所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮、氮氮二甲基乙酰胺、二甲苯、甲苯、环己烷、乙酰丙酮、碳酸二甲酯、醋酸丁酯中的至少一种，其中，所述聚硅氮烷树脂溶液包括以下百分比的原料制备得到：35-65％的主材、1-10％的流平剂、1-5％的增稠剂、5-30％的固化剂以及20-40％的溶剂；
S3-将配制好的聚硅氮烷树脂溶液加入漆包机漆箱，进行循环控温；
S4-对线材进行多道次的涂漆，其中，第1-3道次为聚酯漆层，第4-18道次为聚酰亚胺漆层，第19道次为聚硅氮烷层(采用本申请制备的聚硅氮烷树脂溶液涂漆后得到的漆层)，在线材涂漆完成后，将线材经由定位导轮，匀速通过内设有紫外光源的固化管道，进行紫外固化，且DV值控制在50-80(包括50、80)之间。其中，如图1和图2所示，所述紫外线光源环2设于所述固化管道1的内壁上。如图示出的，本实施例中，每段固化管道1的内壁上均匀的环设有4个紫外线光源环2。为了达到均匀的固化效果，优选地，所述线材经由定位导轮，匀速通过内设紫外光源的固化管道1，且所述线材不与所述固化管道1或所述固化管道1的紫外线光源2相接触。
实施例3
在本实施例中，选用成品的漆包线作为线材，所述聚硅氮烷树脂复合漆包线的制备方法包括以下步骤：
S1-称量聚硅氮烷树脂；
S2-将聚硅氮烷树脂按照15％-40％的比例与溶剂进行混合并充分溶解得到聚硅氮烷树脂溶液，所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮、氮氮二甲基乙酰胺、二甲苯、甲苯、环己烷、乙酰丙酮、碳酸二甲酯、醋酸丁酯中的至少一种，其中，所述聚硅氮烷树脂溶液包括以下百分比的原料制备得到：35-65％的主材、1-10％的流平剂、1-5％的增稠剂、5-30％的固化剂以及20-40％的溶剂；
S3-将配制好的聚硅氮烷树脂溶液加入漆包机漆箱，进行循环控温；
S4-采用制备的聚硅氮烷树脂溶液对线材进行一道次的涂漆，在线材涂漆完成后，将线材经由定位导轮，匀速通过内设有紫外光源的固化管道，进行紫外固化，且DV值控制在50-80(包括50、80)之间。其中，如图1和图2所示，所述紫外线光源环2设于所述固化管道1的内壁上。如图示出的，本实施例中，每段固化管道1的内壁上均匀的环设有4个紫外线光源环2。为了达到均匀的固化效果，优选地，所述线材经由定位导轮，匀速通过内设紫外光源的固化管道1，且所述线材不与所述固化管道1或所述固化管道1的紫外线光源2相接触。
对比例1
在本实施例中，采用裸线作为线材，漆包线的制备方法具体包括：
S1-对线材进行多道次的涂漆，其中，漆膜分布为：第1-3道次为聚酯漆层，第4-19道次为聚酰亚胺漆层；
S2-每道次涂覆完成后，经过500-550℃高温烘干固化，DV值控制在50-80(包括50、80)之间。
基于上述的实施例1-3以及对比例1制备得到的漆包线，收集实施例1-3以及对比例1制备得到的漆包线的相关测试数据并进行比对，得到以下结果：
(1)在耐磨性能上
从表1可以看出，在耐磨性能上，将对比实例1和实施例1-3的技术方案制备的漆包线样线相比较，通过实施例2和实施例3制备的样线，耐磨性能明显更优，对比实例1只需要18.25N的力即可以破坏绝缘漆层；实施例1采用高温固化，其耐磨损性能相较于对比例1有所提高，达到20N以上，而通过最外层紫外固化聚硅氮烷树脂涂层的样线，磨损绝缘漆层需要的摩擦力均大于22N。
表1
| 测试项目 | 测试标准 | 对比实例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 耐磨损性能 | GB/T4074.3-2008 | 18.25N | 20.51N | 23.03N | 22.87N |
(2)在耐高温性能上
如表2所示的，在耐高温性能上，对比例1和实施例1-3制备的漆包线样线在定温法的测试中，均能够完成测试。在升温法的测试中，对比例1最终的软化击穿温度为378℃，实施例1-3技术方案制备的样线软化击穿温度均高于对比例1。实施例2制备的样线软化击穿温度最高，达到417℃，耐高温性能明显。
表2
(3)在耐湿热性能上根据GB/T 28046.4-2011标准中的测试方法，在高湿热条件下处理后，对比例1的样线，漆膜出现少量的鼓泡，但未脱落，耐刮擦性能大幅下降。而实施例1-3制备的样线，经过高湿热处理后，样线表面漆膜未出现鼓泡、脱落，性能基本不变。
表3
综上所述，采用本申请的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法制备得到的漆包线，具有较高的耐磨性能、耐高温性能以及耐湿热性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，其特征在于，该种聚硅氮烷树脂复合漆包线包括聚硅氮烷树脂和线材，所述线材包括裸线或漆包线；
所述聚硅氮烷树脂包括主材和辅材，所述主材包括全氢聚硅氮烷、苯基聚硅氮烷、乙烯基聚硅氮烷、乙烯基甲基聚硅氮烷、氮甲基甲基聚硅氮烷、乙烯基氮甲基聚硅氮烷、氟代烷基聚硅氮烷、磷酸酯基聚硅氮烷中的至少一种，所述辅材包括流平剂、增稠剂和固化剂，所述流平剂包括聚醚硅氧烷共聚物、有机硅丙烯酸酯、聚醚改性二甲基硅氧烷、碳羟基官能团有机硅聚醚中的至少一种，所述增稠剂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、丁苯橡胶中的至少一种，所述固化剂包括脂肪族聚异氰酸酯、氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、芳香族间苯二胺、丙烯腈改性己二胺、联苯甲酰、安息香二甲醚、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的至少一种；
所述聚硅氮烷树脂复合漆包线的制备方法包括以下步骤：
S1-称量聚硅氮烷树脂；
S2-将聚硅氮烷树脂按照15％-40％的比例与溶剂进行混合并充分溶解得到聚硅氮烷树脂溶液，所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮、氮氮二甲基乙酰胺、二甲苯、甲苯、环己烷、乙酰丙酮、碳酸二甲酯、醋酸丁酯中的至少一种，其中，所述聚硅氮烷树脂溶液包括以下百分比的原料制备得到：35-65％的主材、1-10％的流平剂、1-5％的增稠剂、5-30％的固化剂以及20-40％的溶剂；
S3-将配制好的聚硅氮烷树脂溶液加入漆包机漆箱，进行循环控温；
S4-对线材进行涂漆，其中，当采用裸线作为线材时，对线材进行多道次的涂漆，且至少在最后一道次采用聚硅氮烷树脂溶液进行涂漆形成聚硅氮烷层，以及，在线材的每道次涂漆完成后，对线材进行固化处理，其中，所述固化处理的DV值为50-80；当采用漆包线作为线材时，至少对线材进行一道次的涂漆，且至少在最后一道次采用聚硅氮烷树脂溶液进行涂漆形成聚硅氮烷层，以及，在线材的每道次涂漆完成后，对线材进行固化处理，其中，所述固化处理的DV值为50-80。
2.根据权利要求1所述的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，其特征在于，所述的对线材进行多道次的涂漆，具体包括：
第1-3道次为聚酯漆层，第4-18道次为聚酰亚胺漆层，第19道次为聚硅氮烷层。
3.根据权利要求2所述的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，其特征在于，所述固化处理包括：对每道次涂漆完成后的线材进行高温烘干固化，所述高温烘干固化的温度为500-550℃。
4.根据权利要求2所述的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，其特征在于，所述固化处理包括：涂漆完成后，将线材经由定位导轮，匀速通过内设有紫外光源的固化管道，进行紫外固化。
5.根据权利要求1所述的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，其特征在于，当采用漆包线作为线材时，所述固化处理包括：涂漆完成后，将线材经由定位导轮，匀速通过内设有紫外光源的固化管道，进行紫外固化。
6.根据权利要求4或5任意一项所述的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，其特征在于，所述紫外线光源环设于所述固化管道的内壁上，且所述紫外固化管道两端均设有定位导轮。
7.根据权利要求6所述的聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法，其特征在于，所述线材经由定位导轮，匀速通过内设紫外光源的固化管道，且所述线材不与所述固化管道或所述固化管道的紫外线光源相接触。
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|---|---|---|---|
| CN202311258064.7A CN117275814A (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种聚硅氮烷树脂复合漆包线及其制备方法 |
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| CN103714917A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-09 | 四川优特光电科技有限公司 | 一种适用于光固化绝缘漆的漆包机 |
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| CN115926623A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-04-07 | 上海电缆研究所有限公司 | 一种耐高温绝缘漆及其制备和应用 |
| CN116535653A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-08-04 | 中国船舶集团有限公司第七一八研究所 | 一种有机聚硅氮烷及其制备方法和涂层材料 |
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2023
- 2023-09-27 CN CN202311258064.7A patent/CN117275814A/zh active Pending
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