CN217280085U - 一种高耐压复合绝缘电线及线圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高耐压复合绝缘电线及线圈。本实用新型所述的一种高耐压复合绝缘电线及线圈包括：金属导体，所述金属导体为矩形或扁线结构，所述矩形或扁线的长边和窄边的过渡位置设有过渡角，所述过渡角的角度为95～110度，所述过渡角的边线呈圆滑的圆弧；粘和层，所述粘和层包覆在所述金属导体外侧；绝缘层，所述绝缘层设置在所述粘合层外并通过所述粘合层与所述金属导体粘接，所述绝缘层为聚醚醚酮树脂。本实用新型所述的一种高耐压复合绝缘电线及线圈具有性能高、不易脱管的优点。

Description

一种高耐压复合绝缘电线及线圈

技术领域

本实用新型涉及漆包线技术领域，特别是涉及一种高耐压复合绝缘电线及线圈。

背景技术

漆包线是绕组线的一个主要品种，它主要是由金属扁导体和绝缘层两部份组成，裸线经退火软化后，经过多次涂覆漆，烘焙而成。但是要生产现代高端产品应用并不容易，它受原材料质量，工艺参数，生产设备，工装精度，实际环境等因素影响。因此，各种漆包线的质量特性各不相同，但都具备机械性能，化学性能，电性能，热性能四大性能；漆包线是各类电感、电器、电机、音圈、车载多媒体等产品的主要原材料，特别是近几年5G手机、5G设备、人工智能机器、新能源化及智能化的电器和汽车等迅速增长和需求，并且这些高端产品的具有极高附加值，给漆包线的应用带来较广阔的领域和美好的前景。

在变频电机方面，对绝缘线材在化学性能、电性能、绝缘层附着性、延展性要求越来越高，比如：对新能源汽车EV电机采用“发夹式”线圈，比传统电机功率高一倍以上，其在耐泡油性、苛刻的整形、高PDIV、低介电数、耐刮等方面均有严格的要求。传统聚醚醚酮绝缘电线的生产工艺通常是在铜导体裸线外围直接包覆聚醚醚酮树脂绝缘层，然而聚醚醚酮为单成分材料，经过加热后会形成润滑型表层，与其它材料的粘结力很弱，两者较难粘合贴紧；因此在应用时传统聚醚醚酮绝缘电线经常会发生开裂、脱管现象，导致线材绝缘性能缺失。除此之外，现有技术中的漆包线扁线整体涂漆不均匀，矩形导体棱角角度a为118°±5度，表面应力较大，四个角位涂漆后容易出现“骨头状”并且四个角位的漆膜较其他位置更薄弱，使到漆包线扁线整体性能较差；为了大幅降低产品DCR，并提高导体截面率，从而解决阻抗偏高的问题，急需一种创新解决的超微细精密扁线矩形导体棱角较尖的问题。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种高耐压复合绝缘电线及线圈，其具有性能高、不易脱管的优点。

一种高耐压复合绝缘电线，包括：

金属导体，所述金属导体为矩形或扁线结构，所述矩形或扁线的长边和窄边的过渡位置设有过渡角，所述过渡角的角度为95～110度，所述过渡角的边线呈圆滑的圆弧；

粘和层，所述粘和层包覆在所述金属导体外侧；

绝缘层，所述绝缘层设置在所述粘合层外并通过所述粘合层与所述金属导体粘接，所述绝缘层为聚醚醚酮树脂。

本实用新型所述的一种高耐压复合绝缘电线，通过粘合层既能够很好地与导体裸线材料粘合，也能够很好地与绝缘层粘合，使得本产品在应该中具有高耐磨、耐高温、耐油的优点，产品在电性能测试中介电常数低，局部放电有良好屏蔽。其次，PDIV测试中耐压值高于传统绝缘电线，线材更有利应用在可绕性、高耐压、耐刮、绝缘层有良好延展和耐泡油的产品应用中。

进一步地，所述粘和层包括氮化硼和热塑性树脂，所述热塑性树脂选自由聚醚醚酮、改性聚醚醚酮、热塑性聚酰亚胺和芳香族聚酰胺中的一种或多种。

进一步地，所述粘和层还包括粘合剂，所述粘和剂包括混合的有机溶剂、聚酰胺酰亚胺树脂以及聚醚醚酮和改性聚醚醚酮材料。

进一步地，所述金属导体表面涂有防氧化材料涂层，所述防氧化材料涂层厚度为5-50um。

进一步地，所述防氧化材料涂层厚度为8-20um。

进一步地，所述绝缘层单次挤出的厚度为20-500um，所述绝缘层的总厚度小于等于2000um。

进一步地，所述高耐压复合绝缘电线的成品标称尺寸为0.15-5.0mm，宽厚比W/T＝1-35倍。

进一步地，所述高耐压复合绝缘电线的成品介电常数在2.0-3.0，PDIV测试≥1500V。

进一步地，所述金属导体的材料为铜、银、铝、合金、铜包铝或镀锡铜。上述材料为绝缘电线生产中的常见材料，当所述金属导体的材料并不局限于此。

一种高耐压线圈，包括如上所述的高耐压复合绝缘电线。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型所述高耐压复合绝缘电线的截面示意图；

附图标记说明：1、金属导体；11、防氧化材料涂层；2、粘和层；3、绝缘层；T、绝缘电线的标称规格厚度；W、绝缘电线的标称规格宽度；a、过渡角。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本实用新型所述高耐压复合绝缘电线的截面示意图。本实用新型公开了一种高耐压复合绝缘电线，包括：金属导体1、粘和层2和绝缘层3。所述粘和层2包覆在所述金属导体1外侧。所述绝缘层3设置在所述粘合层外。

所述金属导体1的材料为铜、银、铝、合金、铜包铝或镀锡铜等金属材料。所述金属导体1经过至少两次的退火和压延工艺形成矩形或扁线结构，所述矩形或扁线的长边和窄边的过渡位置设有过渡角a，所述过渡角a的角度为95～110度，所述过渡角a的边线呈圆滑的圆弧，所述圆弧的曲率半径为导体厚度的四分之一到七分之一，即所述曲率半径为四分之T到七分之T之间。该截面形状可提高导体截面率，解决了阻抗偏高的问题，减少线材的绝缘损失。所述金属导体1也可根据实际需要加工成所需尺寸的圆线。

通过对线材进行二次及以上退火和压延，消除前段工序所造成的组织缺陷、内应力以及表面应力；线材的四个角位过渡平滑，减少涂覆的绝缘层3在四个棱角位置的表面张力，提高漆膜涂覆的均匀性，大幅降低产品DCR，进而大大提高了扁线的整体性能，并提高导体截面率，解决了阻抗偏高的问题，减少线材的绝缘损失。

作为优选地，所述金属导体1表面涂有防氧化材料涂层11，所述防氧化材料涂层11厚度为5-50um。最优地，所述防氧化材料涂层厚度为8-20um。

所述粘和层2包括氮化硼和热塑性树脂，所述热塑性树脂选自由聚醚醚酮、改性聚醚醚酮、热塑性聚酰亚胺和芳香族聚酰胺中的一种或多种。作为优选地，所述粘和层2可设置有一层或多层，当为多层的粘和层2时，其每一层之间可为相同或不同的热塑性树脂组合。所述粘和层2还包括粘合剂，所述粘和剂包括混合的有机溶剂、聚酰胺酰亚胺树脂以及聚醚醚酮和改性聚醚醚酮材料。该粘合层2既能够很好地与导体裸线材料粘合，也能够很好地与聚醚醚酮树脂绝缘层粘合，使得本产品在应该中具有高耐磨、耐高温、耐油的优点。

所述绝缘层3通过所述粘合层与所述金属导体1粘接。所述绝缘层3为聚醚醚酮树脂，聚醚醚酮具有机械强度高、耐高温、耐磨等优点，是一种性能优异的特种工程塑料。可通过将聚醚醚酮颗粒熔化挤出形成绝缘层，为保证其具有优越的性能，所述聚醚醚酮树脂玻璃台转变温度为143摄氏度左右，400摄氏度下的熔融粘度为130-300Pa.s，其拉伸生产率为25-40％之间。所述绝缘层3单次挤出的厚度为20-500um。所述绝缘层3可根据性能要求进行多次挤出，最多可挤出单边总厚度为2000um。

所述高耐压复合绝缘电线的成品标称尺寸为0.15-5.0mm，宽厚比W/T＝1-35倍，成品介电常数在2.0-3.0，PDIV测试≥1500V。

本实用新型所述的一种高耐压复合绝缘电线为新研发产品，其制造工序可连续或分段进行。其具体步骤包括：

步骤一、金属材料半成品通过拉丝，根据产品规格所需，拉制特定圆线尺寸。

步骤二、对线材依次进行第一次高温退火和第一次压延，使过渡角角度为95-110度。

步骤三、对线材依次进行第二次高温退火和第二次压延，使过渡角呈圆弧形，所述圆弧的曲率半径为导体厚度的四分之一到七分之一，所述压延可采用组合压延机进行。

步骤四、对线材进行清洗，并涂防氧化材料涂层；为保证线材不含水，在清洗后进行200-300℃的烘干。

步骤五、涂覆粘和层，可采用毛毡或模具的方式进行涂覆；为保证涂覆质量，可优先选用模具方式进行涂覆。

步骤六、在粘和层外侧熔融挤出形成绝缘层，将聚醚醚酮材料加入挤出机的料筒中，通过螺杆的转动将材料传送到加热筒中进行加热，从而达到熔融状态，螺杆继续转动使熔融树脂在料筒内均匀流动，为避免挤出时线材发生断裂，可预先对线材进行预热，所述预热温度为300摄氏度至400摄氏度之间，将预热后的线材穿过挤出机机头，机头通过模具使熔融态的聚醚醚酮对线材进行均匀包裹；在挤出过程中需保证线材与模具的对中，即线材轴线和模具的中心需位于同一直线上，防止偏心造成包覆的绝缘层厚薄不均匀，影响产品质量。

步骤七、进行烘焙和冷却，为保证线材在冷却过程中均匀收缩，所述冷却可进行梯度式的降温，所述冷却通常通过水中浸泡进行，所述水的温度随送线方向呈梯度式下降；冷却后所述绝缘层的挤出厚度为20-500um，为保证线材绝缘层的厚度，可进行绝缘层的多层包覆，所述绝缘层的最大厚度为2000um。冷却后，可通过海绵辊等结构对线材表面残留的水分进行清洁和干燥。

步骤八、润滑或不涂表润滑方式，收线并形成成品线材，所述线材成品标称尺寸为0.15-5.0mm，宽厚比W/T＝1-35倍，成品介电常数在2.0-3.0，PDIV测试≥1500V。

具体地，根据不同的线材材料，其适应的退火温度有所区别，所述线材第一次退火温度为：铜：300～350℃；银：350～400℃；铝：200～300℃；合金：400～500℃；铜包铝：200～300℃；镀锡铜：250～350℃；第二次退火温度为：铜：400～600℃；银：500～750℃；铝：350～450℃；合金：500～750℃；铜包铝：300～400℃；镀锡铜：600～700℃。

本实用新型还公开了一种高耐压线圈，所述高耐压线圈由上述高耐压复合绝缘电线绕制而成，其绕制的形式和具体的形状可由实际产品需求确定并设计，由于本绝缘电线具有良好的绕制能力，能适应多种线圈产品的需求。

本使用新型所述的一种高耐压复合绝缘电线及线圈，通过粘合层既能够很好地与导体裸线材料粘合，也能够很好地与绝缘层粘合，使得本产品在应该中具有高耐磨、耐高温、耐油的优点，产品在电性能测试中介电常数在2.0-3.0，普通的绝缘漆包线测试在3.5-4.5，局部放电有良好屏蔽。其次，PDIV测试≥1500V，线材更有利应用在可绕性、高耐压、耐刮、绝缘层有良好延展和耐泡油的产品应用中。本使用新型所述的高耐压复合绝缘电线主要适用于各类电感、电器、电机、音圈、车载多媒体等领域，产品优势明显，满足不同领域要求和应用。

需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”、“空心”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于，包括：

金属导体，所述金属导体为矩形或扁线结构，所述矩形或扁线的长边和窄边的过渡位置设有过渡角，所述过渡角的角度为95～110度，所述过渡角的边线呈圆滑的圆弧；

粘和层，所述粘和层包覆在所述金属导体外侧；

绝缘层，所述绝缘层设置在所述粘和层外并通过所述粘和层与所述金属导体粘接，所述绝缘层为聚醚醚酮树脂。

2.根据权利要求1所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述粘和层包括氮化硼和热塑性树脂，所述热塑性树脂选自由聚醚醚酮、改性聚醚醚酮、热塑性聚酰亚胺和芳香族聚酰胺中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述粘和层还包括粘合剂，所述粘和剂包括混合的有机溶剂、聚酰胺酰亚胺树脂以及聚醚醚酮和改性聚醚醚酮材料。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述金属导体表面涂有防氧化材料涂层，所述防氧化材料涂层厚度为5-50um。

5.根据权利要求4所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述防氧化材料涂层厚度为8-20um。

6.根据权利要求5所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述绝缘层单次挤出的厚度为20-500um，所述绝缘层的总厚度小于等于2000um。

7.根据权利要求6所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述高耐压复合绝缘电线的成品标称尺寸为0.15-5.0mm，宽厚比W/T＝1-35倍。

8.根据权利要求6或7所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述高耐压复合绝缘电线的成品介电常数在2.0-3.0，PDIV测试≥1500V。

9.根据权利要求8所述的一种高耐压复合绝缘电线，其特征在于：所述金属导体的材料为铜、银、铝、合金、铜包铝或镀锡铜。

10.一种高耐压线圈，其特征在于：包括如权利要求1所述的高耐压复合绝缘电线。

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