CN117936197A

CN117936197A - 一种低介电高pdiv漆包扁线及其生产工艺

Info

Publication number: CN117936197A
Application number: CN202410245715.7A
Authority: CN
Inventors: 李剑; 张涵清; 朱路路; 黎自杰
Original assignee: Kecheng Copper Yingde Co ltd
Current assignee: Kecheng Copper Yingde Co ltd
Priority date: 2024-03-05
Filing date: 2024-03-05
Publication date: 2024-04-26

Abstract

本发明公开了一种低介电高PDIV漆包扁线及其生产工艺，涉及漆包线生产技术领域，低介电高PDIV漆包扁线包括铜导体、底漆层、中间漆层和面漆层，底漆层采用高附着性聚酰亚胺漆，中间漆层采用低介电聚酰亚胺漆，面漆层采用耐磨性强的聚酰亚胺漆，底漆层的漆膜厚度占总漆膜厚度的比例10％‑20％，中间漆层占总漆膜厚度的比例50％‑60％，面漆层占总漆膜厚度的比例30％‑40％。本发明通过采用三种不同类型的绝缘漆来组合涂覆，让其各自发挥优势，弥补不足，最终形成一个综合耐卷绕性、附着性、高PDIV、耐磨、耐油性很强的漆包扁线，PDIV峰值可达到2300~2600V，满足新能源汽车驱动电机高压平台的使用要求。

Description

一种低介电高PDIV漆包扁线及其生产工艺

技术领域

本发明涉及漆包线生产技术领域，具体涉及一种低介电高PDIV漆包扁线及其生产工艺。

背景技术

当前市场上的油冷驱动电机设计过程中，为了保证更好的功率密度，导致漆包线的漆膜厚度受到限制，而800V及以上的高压平台要求漆包线既需要高PDIV性能，又需要耐电晕，这对漆包线在同等厚度条件下的性能提出挑战，传统的三复合漆膜结构，底层漆采用高密着性聚酰胺酰亚胺(PAI)、中间层采用耐电晕聚酰胺酰亚胺(PAI)或耐电晕聚酰亚胺(PI)、外层采用耐油耐水解聚酰胺酰亚胺(PAI)的复合结构，无论是耐热、耐电晕还是PDIV都无法满足高压平台要求。

由于政策环境、能源环境提高到了国家战略的高度，新能源汽车从一开始推出到现在要求越来越严格，技术要求也越来越高。800伏的推出为了满足快速充电的发展需求，提出的800伏高压充电以缩短充电时间，同时整个汽车安全性能也得到相应的提高，因此汽车电机电压发展趋势肯定要往高压化方向发展。

现行业中普遍使用的240级聚酰亚胺漆包扁线，材料介电常数为3.1，PDIV受到漆包线漆膜厚度和工艺的限制，PDIV极限在2000V左右，无法满足新能源汽车高压平台更高PDIV的安全需求，过往市面上研发过一些低介电的漆包扁线，漆膜的附着性和耐刮性都较差，无法满足客户的应用。

现有产品介电常数为3.1，应用在800V以上新能源汽车平台PDIV值偏低，峰值最高为 1700~2000V之间，超过这个值会产生电晕现象，造成电机失效。

为改善上述问题，急需研发一种低介电高PDIV漆包扁线及其生产工艺。

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低介电高PDIV漆包扁线及其生产工艺，通过采用三种不同类型的绝缘漆来组合涂覆，让其各自发挥优势，弥补不足，最终形成一个综合耐卷绕性、附着性、高PDIV、耐磨、耐油性很强的漆包扁线，PDIV峰值可达到2300~2600V，满足新能源汽车驱动电机高压平台的使用要求。

本发明的技术方案是：本发明公布了一种低介电高PDIV漆包扁线，包括铜导体、底漆层、中间漆层和面漆层，其特征在于，所述底漆层采用高附着性聚酰亚胺漆，中间漆层采用低介电聚酰亚胺漆，面漆层采用耐磨性强的聚酰亚胺漆，所述底漆层的漆膜厚度占总漆膜厚度的比例10％-20％，所述中间漆层占总漆膜厚度的比例50％-60％，所述面漆层占总漆膜厚度的比例30％-40％；

所述总漆膜厚度是指底漆层、中间漆层、面漆层的漆膜厚度之和。

进一步地，所述中间漆层采用240级低介电聚酰亚胺漆，可大幅提升PDIV值。

进一步地，所述底漆层使用240级高附着性PI聚酰亚胺漆，使漆与铜导体紧密结合，有效提升漆包线的密着性和卷绕性，以解决绕线漆膜受损的问题。

进一步地，面漆层使用240级耐磨性强的聚酰亚胺漆，有良好的耐磨性和耐油性，适合浸渍在机油的环境下长期保证稳定。

进一步地，所述低介电聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂20~25%、聚苯乙烯树脂5~10%、N-甲基吡咯烷酮65~75%；

进一步地，所述高附着性聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂28~32%、N-甲基吡咯烷酮 5~10%、N,N-二甲基乙酰胺 50~70%；所述耐磨性强的聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂30~32%、N-甲基吡咯烷酮 5~11%、N,N-二甲基乙酰胺 55~65%。

进一步地，所述低介电聚酰亚胺漆中的介电常数为1.8-2.5，聚酰亚胺漆膜拉伸率大于80％，耐热等级大于240°,击穿耐电压大于10KV，聚酰亚胺液固含量为25％-30％，绝缘系统关键参数-PDIV大于2000Vp。

进一步地，所述低介电聚酰亚胺漆中的介电常数为1.8-2.1。

本发明还公布了一种低介电高PDIV漆包扁线的生产加工工艺，具体包括如下步骤：

1)选材：将扁线杆料从放线盘放出经矫直装置矫直后进入压延机；

2)压延：通过压延机将扁线杆料压延成要求宽厚比的扁线母材；

3)伸线：扁线母材经伸线柜模具拉伸至需要生产规格的扁线线材；

4)退火：将扁线线材按照5-20m/min的速度在退火炉中进行退火处理，通过退火炉烧炖除去拉伸应力，将铜线软化，同时去除拉伸过程中导线表面残留的润滑剂、油污等；

5)底层涂漆、烘焙：加工后的线材进行表面均匀涂覆高附着性聚酰亚胺漆，涂漆后送入烧付炉进行烘烤固化；

6)中间层涂漆、烘焙：在上一步加工后的线材表面均匀涂覆低介电聚酰亚胺漆，涂漆后送入烧付炉进行烘烤固化；

7)面漆涂漆、烘焙：在上一步加工后的线材表面均匀涂覆耐磨性强的聚酰亚胺漆，涂漆后送入烧付炉进行烘烤固化；

8)冷却、润滑：线材从烧付炉出来后自然冷却，再通过油盒对烘焙后的线材表面进行润滑；

9)收线：对上一步处理后的线材，采用收线机进行收卷处理，收卷后的线材运输至储存仓库储存；

其中：步骤5)-7)的涂覆次数总和为20-35次，经步骤5)-7)处理后的漆膜厚度为0.200-0.300mm。

进一步地，所述步骤4)中的退火温度为400-650℃。

进一步地，所述步骤5)中底层涂漆后的烘烤温度为200-600℃，烘焙速度为5-20m/min。

进一步地，所述步骤6)中中间层涂漆后的烘烤温度为200-600℃，烘焙速度为5-20m/min。

进一步地，所述步骤7)中面漆涂漆后的烘烤温度为200-600℃，烘焙速度为5-20m/min。

本发明的有益效果：

1、本发明通过采用三种不同类型的绝缘漆来组合涂覆，让其各自发挥优势，弥补不足，最终形成一个综合耐卷绕性、附着性、高PDIV、耐磨、耐油性很强的漆包扁线，PDIV峰值可达到2300~2600V，满足新能源汽车驱动电机高压平台的使用要求。

2、本发明通过设计各漆层的配方组成以及限定各漆层的厚度，底漆层厚度占到总漆膜厚的10~20％，中间层漆料层采用介电常数小于2.1的聚酰亚胺漆，可以提高漆包线导体在导电条件下的局部放电起始电压值，中间层漆的漆膜厚度占到总漆膜后的50~60％，面漆层占到总漆膜厚的30~40％，最终保证漆包扁线的PDIV值达到2300~2600V。

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。

本发明提供了一种低介电高PDIV漆包扁线，包括铜导体、底漆层、中间漆层和面漆层，其特征在于，所述底漆层采用高附着性聚酰亚胺漆，中间漆层采用低介电聚酰亚胺漆，面漆层采用耐磨性强的聚酰亚胺漆，所述底漆层的漆膜厚度占总漆膜厚度的比例10％-20％，所述中间漆层占总漆膜厚度的比例50％-60％，所述面漆层占总漆膜厚度的比例30％-40％；

进一步地，所述低介电聚酰亚胺漆中的介电常数为1.8-2.1。

进一步地，所述步骤4)中的退火温度为400-650℃。

实施例1：一种低介电高PDIV漆包扁线，包括铜导体、底漆层、中间漆层和面漆层，底漆层采用高附着性聚酰亚胺漆，中间漆层采用低介电聚酰亚胺漆，面漆层采用耐磨性强的聚酰亚胺漆，底漆层的漆膜厚度占总漆膜厚度的比例15％，中间漆层占总漆膜厚度的比例55％，面漆层占总漆膜厚度的比例30％；

低介电聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂23%、聚苯乙烯树脂7%、N-甲基吡咯烷酮70%；

高附着性聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂30%、N-甲基吡咯烷酮 10%、N,N-二甲基乙酰胺 60%；所述耐磨性强的聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂30%、N-甲基吡咯烷酮 8%、N,N-二甲基乙酰胺 62%；

按照上述加工工艺制备的低介电高PDIV漆包扁线的总漆膜厚度为0.260mm。

实施例1所生产的漆包扁线通过PDIV测试仪器，在10PC的测试条件下， PDIV值为2300V。

实施例2：一种低介电高PDIV漆包扁线，包括铜导体、底漆层、中间漆层和面漆层，底漆层采用高附着性聚酰亚胺漆，中间漆层采用低介电聚酰亚胺漆，面漆层采用耐磨性强的聚酰亚胺漆，底漆层的漆膜厚度占总漆膜厚度的比例10％，中间漆层占总漆膜厚度的比例50％，面漆层占总漆膜厚度的比例40％；

实施例2所生产的漆包扁线通过PDIV测试仪器，在10PC的测试条件下， PDIV值为2200V。

实施例3：一种低介电高PDIV漆包扁线，包括铜导体、底漆层、中间漆层和面漆层，底漆层采用高附着性聚酰亚胺漆，中间漆层采用低介电聚酰亚胺漆，面漆层采用耐磨性强的聚酰亚胺漆，底漆层的漆膜厚度占总漆膜厚度的比例10％，中间漆层占总漆膜厚度的比例50％，面漆层占总漆膜厚度的比例40％；

中间漆层采用240级低介电聚酰亚胺漆，低介电聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂23%、聚苯乙烯树脂7%、N-甲基吡咯烷酮70%；

底漆层采用240级高附着性聚酰亚胺漆，高附着性聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂28%、N-甲基吡咯烷酮 8%、N,N-二甲基乙酰胺 64%；面漆层使用240级耐磨性强的聚酰亚胺漆，所述耐磨性强的聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂32%、N-甲基吡咯烷酮11%、N,N-二甲基乙酰胺 57%；

按照上述加工工艺制备的低介电高PDIV漆包扁线的总漆膜厚度为0.300mm。

实施例3所生产的漆包扁线通过PDIV测试仪器，在10PC的测试条件下， PDIV值为2600V。

对比例：漆层全部采用常规介电常数3.1的聚酰亚胺漆制备的漆包扁线的总漆膜厚度为0.260mm，所生产的漆包扁线通过PDIV测试仪器，在10PC的测试条件下， PDIV值为1800-2100V。

实施例1-3制备的漆包扁线，具备的性能参数如下：

1、PDIV值高，峰值达2200V~2600V。

2、密着性、卷绕性、耐磨性好，经测试，环切拉伸15%，漆膜失去附着距离 2mm以下；卷绕性漆包线预拉伸10%后，延窄边弯折180°漆膜不开裂；耐磨性≥30N（单项耐刮）。

3、耐油水腐蚀性能好：漆包线浸泡于ATF油中150℃环境下浸泡2000小时，取出测试PDIV值对比耐油前PDIV值下降幅度＜2%。

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

1.一种低介电高PDIV漆包扁线，包括铜导体、底漆层、中间漆层和面漆层，其特征在于，所述底漆层采用高附着性聚酰亚胺漆，中间漆层采用低介电聚酰亚胺漆，面漆层采用耐磨性强的聚酰亚胺漆，所述底漆层的漆膜厚度占总漆膜厚度的比例10％-20％，所述中间漆层占总漆膜厚度的比例50％-60％，所述面漆层占总漆膜厚度的比例30％-40％；

2.根据权利要求1所述的一种低介电高PDIV漆包扁线，其特征在于，所述低介电聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂20~25%、聚苯乙烯树脂5~10%、N-甲基吡咯烷酮65~75%。

3.根据权利要求2所述的一种低介电高PDIV漆包扁线，其特征在于，所述高附着性聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂28~32%、N-甲基吡咯烷酮 5~10%、N,N-二甲基乙酰胺 50~70%；所述耐磨性强的聚酰亚胺漆按重量百分比计配方组成如下：芳香族聚酰亚胺树脂30~32%、N-甲基吡咯烷酮 5~11%、N,N-二甲基乙酰胺 55~65%。

4.根据权利要求2所述的一种低介电高PDIV漆包扁线，其特征在于，所述低介电聚酰亚胺漆中的介电常数为1.8-2.5，聚酰亚胺漆膜拉伸率大于80％，耐热等级大于240°,击穿耐电压大于10KV，聚酰亚胺液固含量为25％-30％，绝缘系统关键参数-PDIV大于2000Vp。

5.根据权利要求4所述的一种低介电高PDIV漆包扁线，其特征在于，所述低介电聚酰亚胺漆中的介电常数为1.8-2.1。

6.如权利要求1-5中任一所述的一种低介电高PDIV漆包扁线的生产加工工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种低介电高PDIV漆包扁线的生产加工工艺，其特征在于，所述步骤4)中的退火温度为400-650℃。

8.根据权利要求6所述的一种低介电高PDIV漆包扁线的生产加工工艺，其特征在于，所述步骤5)中底层涂漆后的烘烤温度为200-600℃，烘焙速度为5-60m/min。

9.根据权利要求6所述的一种低介电高PDIV漆包扁线的生产加工工艺，其特征在于，所述步骤6)中中间层涂漆后的烘烤温度为200-600℃，烘焙速度为5-20m/min。

10.根据权利要求6所述的一种低介电高PDIV漆包扁线的生产加工工艺，其特征在于，所述步骤7)中面漆涂漆后的烘烤温度为200-600℃，烘焙速度为5-20m/min。