漆包线及其制备方法与流程

1.本发明涉及电磁线技术领域，特别是涉及一种漆包线及其制备方法。


背景技术：

2.在800v以上的高压平台下电晕腐蚀出现概率加大，电晕腐蚀会产生大量带电离子“电子和正负离子”以高能量和高速度撞击，带来漆包线绝缘层机械强度降低、局部放电区域绝缘层出现麻点、麻坑、孔眼等绝缘失效问题。相关技术中漆包线可通过提高自身的局部放电起始电压(partial discharge inception voltage，pdiv)值；使漆包线的pdiv值高于电机运行中的过充电压，保证不会出现因局部放电而发生绝缘损耗现象。例如，通过提升漆包线的绝缘层厚度来提高其绝缘性能。然而，增加绝缘层厚度超出一定范围后反而会降低电机绕组槽满率，进而限制了电机的电气性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对相关技术中的不足，提供一种漆包线及其制备方法，旨在提升漆包线pdiv值的同时，绝缘层的厚度基本维持不变，以满足其在800v以上的高压平台要求。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种漆包线，其包括导体以及由内向外依次包覆于所述导体的底漆层和面漆层，所述底漆层由热塑性聚酰亚胺漆制成，所述热塑性聚酰亚胺漆的介电常数为3.0；所述面漆层由按照质量百分数计的如下组分制成：聚醚醚酮70wt％～80wt％，聚四氟乙烯20wt％～30wt％，聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物的相对介电常数不大于2.8；
5.其中，所述底漆层和所述面漆层于所述导体一侧的厚度之和为0.10mm～0.17mm。
6.可选地，聚醚醚酮75wt％，聚四氟乙烯25wt％。
7.可选地，聚醚醚酮和聚四氟乙烯进行混合。
8.可选地，所述热塑性聚酰亚胺漆选自脂肪族聚酰亚胺漆、半芳香族聚酰亚胺漆或芳香族聚酰亚胺漆中的至少一种。
9.可选地，所述导体选用200ppm～350ppm的低氧铜。
10.本发明的第二发明是提供一种如上所述的漆包线的制备方法，步骤包括：
11.s1、通过三联单模拉丝机将圆线母材拉拔成适于压延机压延的圆线芯材；
12.s2、通过超声波清洗水箱将所述圆线芯材的表面清洗洁净，并将所述圆线芯材在退火炉中进行退火处理，去除残余应力以及残余的乳化液和/或油污；
13.s3、通过压延机将圆线芯材压延成扁线芯材；
14.s4、在扁线芯材外周面均匀涂覆热塑性聚酰亚胺漆，涂漆后送入烧付炉进行烘烤固化，得到漆包线半成品；
15.s5、再次通过压延机将漆包线半成品压延成要求宽厚比的漆包线半成品；
16.s6、将漆包线半成品放线，预热，将聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物在熔融挤出机
中挤压在所述底漆层上，涂漆后送入烧付炉进行烘烤固化，以在漆包线半成品的外周面形成所述面漆层；
17.s7、线材移出烧付炉自然冷却并润滑后收线，即得漆包线成品。
18.可选地，s2中的退火温度为400℃～650℃。
19.可选地，s4中的烘烤温度为300℃～450℃，烘焙速度为5～60m/mi n。
20.可选地，所述底漆层中聚酰亚胺树脂的固体含量为25％～40％，涂覆量为4～5道。
21.可选地，所述面漆层涂覆量为1层。
22.本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明由于在改性聚醚醚酮挤压在聚酰亚胺漆的过程中温度超过400℃，改性聚醚醚酮以及聚四氟乙烯均属于非完全结晶状态，并且聚四氟乙烯和改性聚醚醚酮均为线性材料，利用物质相似相溶原理，聚四氟乙烯与改性聚醚醚酮物理交联，即使省去了充当粘接作用的中间层也能够较好地保持底漆层2和面漆层3的结合程度。除此以外，热塑性聚酰亚胺漆的相对介电常数与相关技术中的聚酰胺酰亚胺的相对介电常数相比，由原本的4.5降至3.0，即pd iv值从原本的200v增加至400v，反映在漆包线的整体pd iv值从1800v增加至2000v，在漆膜的厚度基本维持不变，可满足漆包线在800v以上的高压平台要求。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
24.图1示出了本发明漆包线的具体结构。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.正如背景技术中所言，相关技术中的漆包线大多为三复合漆膜结构，即底漆层2采用高密着性聚酰胺酰亚胺、中间层采用耐电晕聚酰胺酰亚胺或耐电晕聚酰亚胺、面漆层3采用耐油耐水解聚酰胺酰亚胺的复合结构。采用此复合结构的漆包线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难以满足800v以上的高压平台要求漆包线的高pdiv性能。鉴于此，本发明的发明人对漆包线的漆膜进行改进，旨在提升漆包线pdiv值的同时，漆膜的厚度基本维持不变，以满足其在800v以上的高压平台要求。
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
29.图1示出了本发明漆包线的具体结构。参见图1示出的示例，该漆包线包括：导体1以及由内向外依次包覆于导体1外周的底漆层2和面漆层3；其中，底漆层2由热塑性聚酰亚胺漆制成，热塑性聚酰亚胺漆的相对介电常数为3.0；面漆层3由按照质量百分数计的如下
组分制成：聚醚醚酮70wt％～80wt％，聚四氟乙烯20wt％～30wt％，聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物的相对介电常数不大于2.8。与上述相关技术中采用三层复合结构的漆包线相比，本发明由于在改性聚醚醚酮挤压在聚酰亚胺漆的过程中温度超过400℃，改性聚醚醚酮以及聚四氟乙烯均属于非完全结晶状态，并且聚四氟乙烯和改性聚醚醚酮均为线性材料，利用物质相似相溶原理，聚四氟乙烯与改性聚醚醚酮物理交联，即便省去了充当粘接作用的中间层也能够较好地保持底漆层2和面漆层3的结合程度。除此以外，热塑性聚酰亚胺漆的相对介电常数与相关技术中的聚酰胺酰亚胺的相对介电常数相比，由原本的4.5降至3.0，即pdiv值从原本的200v增加至400v，反映在漆包线的整体pdiv值从1800v增加至2000v，在漆膜的厚度基本维持不变，可满足漆包线在800v以上的高压平台要求。
30.底漆层2和面漆层3的相对介电常数是在23℃、测定频率为1mhz下测定得到的值。具体来说，将使用下述实施例的得到的各单一膜层切成宽2mm/长100mm的长条状，利用谐振腔微扰法(株式会社关东电子应用开发制造的介电常数测定装置、agilent technologies株式会社制造的网络分析仪)测定1mhz下的相对介电常数。
31.在此应当说明的是，底漆层2和面漆层3于所述导体1外一侧的厚度之和应当满足：0.1mm～0.17mm。这是因为底漆层2和面漆层3的单边厚度小于0.1mm，则不具有如此高pdiv值，以及耐化学腐蚀、耐水解、耐辐射性能等。底漆层2和面漆层3的单边厚度大于0.17mm，在电机绕组的电气性能的贡献上，并不会有更多有益效果，反而会降低电机绕组的槽满率。优选地，底漆层2和面漆层3于所述导体1外一侧的厚度可选自0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.16mm、0.17mm中任意两数值范围之间。
32.继续从图1中可以看出，在本发明一些实施例中，导体1的截面形状为扁平矩形，其可选用200ppm～350ppm低氧铜制成。当然，可以理解的是，作为导体1的形成材料并不局限于低氧铜，只要是导电性良好的材料即可，例如，铜、铜合金、铜包铝、铝、银、金、镀锌铁等。对上述导体1的形状也不作具体限定，也可以为除扁平矩形之外的其他规则形状，例如圆形。
33.在本发明一些实施例中，热塑性聚酰亚胺漆选自脂肪族聚酰亚胺漆、半芳香族聚酰亚胺漆或芳香族聚酰亚胺漆中的至少一种。例如，底漆层2为耐热等级220级的热塑性聚酰亚胺漆，能使漆与导体1紧密结合，有效提升了漆包线的密着性，从而改善卷绕线材时漆膜受损的情形。具体地，热塑性聚酰亚胺漆的各组分按重量百分比如下：25wt％聚酰亚胺树脂，54wt％n-甲基吡咯烷酮，21wt％n-二甲基甲酰胺；在制备漆包线时，采用热塑性聚酰亚胺漆涂覆在导体1的表面，经过高温烘烤后热塑性聚酰亚胺漆中的有机溶剂挥发，仅剩下一层聚酰亚胺颗粒包覆在导体1的表面，以形成底漆层2。
34.根据本发明的另一方面，提供上述漆包线的制备方法，包括以下步骤：
35.s1、将trφ8.00mm铜芯(导体)放置在线盘上经导轮进入连续挤压机，通过连续挤压机将导体制成圆线母材，并通过三联单模拉丝机将圆线母材拉拔成适于压延机压延的圆线芯材；
36.s2、通过超声波清洗水箱将圆线芯材的表面清洗洁净，并将圆线芯材按照5-60m/mi n的速度在退火炉中进行退火处理，退火温度为400℃～650℃，通过退火炉烧炖除去拉伸应力，将圆线芯材软化，同时去除拉拔过程中圆线芯材表面残留的润滑剂、油污等；
37.s3、通过压延机将圆线芯材压延成扁线芯材；
38.s4、25wt％固体含量的底漆层(由热塑性聚酰亚胺漆组成)涂覆4道，于烧结炉中根据底漆层的工艺设计，将聚晶材质涂漆模具逐个从小到大依次穿线后拉出，采用dv值为30的高数连拉单头单炉漆包机(苏州同创公司)，烘炉蒸发区的温度为320℃，烘炉固化区的温度为430℃，循环风机的转速为3000r/mi n，排废风机的转速为4000r/mi n,行线的速度为5-60m/mi n,对扁线芯材外涂覆的漆膜进行固化，得到漆包线半成品；
39.s5、再次通过压延机将漆包线半成品压延成要求宽厚比的漆包线半成品；
40.s6、将漆包线半成品放线，预热；将75wt％聚醚醚酮，25wt％聚四氟乙烯的混合物在熔融挤出机中挤压1道在漆包线半成品的底漆层上，于熔融挤出机中根据面漆层的工艺设计，熔融挤出机的螺杆压缩比为2.5:1，螺杆转速为35～45r/mi n其中，熔融挤出机包括六个加热区，其中一区温度为、二区温度为313℃～317℃、三区温度为323℃～317℃、四区温度为333℃～337℃，五区温度为343℃～347℃，六区温度为348℃～352℃；
41.在此聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物挤出之前还应当将25wt％聚四氟乙烯和75wt％在110℃的温度下搅拌25mi n～35mi n，使聚醚醚酮和聚四氟乙烯混合均匀，得到聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物；
42.s7、线材空气中自然冷却并通过润滑油涂覆装置进行润滑后通过收线机进行收卷，排线紧密均匀地收覆于线盘上，即得漆包线成品。
43.所生产产品通过pdiv测试仪器在放电量100pc的测试条件下，pdiv峰值为2000。所生产产品漆包线符合《变频调速专用三项异步电动机绝缘规范》(gb/t21707-2008)要求的测试方法测试。
44.此外，表1是不同工艺方案生产的导体直径为8.00mm漆包线的结果。
45.表1
[0046][0047]
从上述表1可知：
[0048]
(1)由实施例1和实施例2比较可知，保持面漆层的比例不变时，pdiv测试值受到不同种类的底漆层的影响，具体来说，pdiv测试值与不同种类底漆层的相对介电常数呈负相
关，随着底漆层的相对介电常数降低，pdiv测试值提高，两者接近线性关系。
[0049]
(2)由实施例1和实施例3比较可知，保持底漆层的比例不变时，pdiv测试值与不同配比的面漆层的相对介电常数呈负相关，随着面漆层的相对介电常数降低，pdiv测试值提高，两者接近线性关系。
[0050]
(3)由实施例1和实施例4比较可知，各参数都相同时，漆膜厚度的增大会提高pdiv测试值，但漆膜厚度的增大会降低线圈绕组的槽满率。
[0051]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种漆包线，其特征在于，包括导体以及由内向外依次包覆于所述导体的底漆层和面漆层，所述底漆层由热塑性聚酰亚胺漆制成，所述热塑性聚酰亚胺漆的介电常数为3.0；所述面漆层由按照质量百分数计的如下组分制成：聚醚醚酮70wt％～80wt％，聚四氟乙烯20wt％～30wt％，聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物的相对介电常数不大于2.8；其中，所述底漆层和所述面漆层于所述导体一侧的厚度之和为0.10mm～0.17mm。2.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于，聚醚醚酮75wt％，聚四氟乙烯25wt％。3.根据权利要求2所述的漆包线，其特征在于，聚醚醚酮和聚四氟乙烯进行混合。4.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于，所述热塑性聚酰亚胺漆选自脂肪族聚酰亚胺漆、半芳香族聚酰亚胺漆或芳香族聚酰亚胺漆中的至少一种。5.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于，所述导体选用200ppm～350ppm的低氧铜。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的漆包线的制备方法，其特征在于，步骤包括：s1、通过三联单模拉丝机将圆线母材拉拔成适于压延机压延的圆线芯材；s2、通过超声波清洗水箱将所述圆线芯材的表面清洗洁净，并将所述圆线芯材在退火炉中进行退火处理，去除残余应力以及残余的乳化液和/或油污；s3、通过压延机将圆线芯材压延成扁线芯材；s4、在扁线芯材外周面均匀涂覆热塑性聚酰亚胺漆，涂漆后送入烧结炉进行烘烤固化，得到漆包线半成品；s5、再次通过压延机将漆包线半成品压延成要求宽厚比的漆包线半成品；s6、将漆包线半成品放线，预热，将聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物在熔融挤出机中挤压在所述底漆层上；s7、线材移出烧付炉自然冷却并润滑后收线，即得漆包线成品。7.根据权利要求6所述的漆包线的制备方法，其特征在于，s2中的退火温度为400℃～650℃。8.根据权利要求6所述的漆包线的制备方法，其特征在于，s4中的烘烤温度为300℃～450℃，烘焙速度为10～60m/min。9.根据权利要求6所述的漆包线的制备方法，其特征在于，所述底漆层中聚酰亚胺树脂的固体含量为25％～30％，涂覆量为4～5道。10.根据权利要求6所述的漆包线的制备方法，其特征在于，所述面漆层涂覆量为1层。

技术总结
本发明实施例公开了一种漆包线及其制备方法。漆包线包括导体以及由内向外依次包覆于导体的底漆层和面漆层，底漆层由热塑性聚酰亚胺漆制成，热塑性聚酰亚胺漆的介电常数为3.0；面漆层由按照质量百分数计的如下组分制成：聚醚醚酮70wt％～80wt％，聚四氟乙烯20wt％～30wt％，聚醚醚酮和聚四氟乙烯的混合物的相对介电常数不大于2.8；其中，底漆层和面漆层于导体一侧的厚度之和为0.10mm～0.17mm。本发明实施例能够在提升漆包线PDIV值的同时，绝缘层的厚度基本维持不变，以满足其在800V以上的高压平台要求。平台要求。平台要求。


技术研发人员：胡星明 董志勇 陈明
受保护的技术使用者：广东力兹微电气技术有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/6