复合层漆包线聚丙烯漆包线

研究了无外层和以聚醋及聚酷亚胺漆作外层的漆包线样品。这些研究从理论上引起了人们极大的兴趣,因复合绝缘漆包线耐热性的提高涉及到绝缘化学组分的变化 。

聚丙烯绝缘本身的耐热性很低,因此这种绝缘作为漆包线绝缘是没有实际使用价值的。但如在上面涂复聚酚保护层,则得到较高的耐热性,且高于单层的聚醋和聚醋亚胺漆包线。聚丙烯绝缘外加聚酷亚胺绝缘后具有更高的温度指数。上述结果是按失重率来测定的:在200℃温度下50小时聚醋绝缘失重约为30%,聚丙烯加聚醋外层则为2%,在更高的温度下复合层绝缘仍显示其优越性。为了解释得到的结果,对聚丙烯进行了红外光谱分析。热老化是在真空中进行,在250℃温度下2小时,同样对聚酝外层进行老化试验〔在摄谱时去掉外层绝缘)。在这种和那种情况下,由于热老化的结果,光谱下降区域是由于一C三N基所致,而且大于CO基的区域也显示出来了。可以得出结论,聚丙烯聚合物在惰性气体中进行热处理和在与氧隔离的保护情况下形成高温下稳定性良好的环。在无保护层时,由于氧气的强力作用,这种环就无法形成,因此耐热性差 。

聚酞胺-酰亚胺漆同样可用作复合层漆包线的底漆。建议在聚酚胺一酞亚胺漆层上面涂一层缩醛漆,这种漆由缩醛、酚醛、环氧树脂和三聚氰胺组成。漆包线在200℃下24小时后能保持勿的弹性,耐冷冻,软化击穿温度300℃。作主绝缘用的聚酞胺一酞亚胺漆,其大分子包含了亚胺杂环,芳香环,含酞胺基的脂族链。这样的聚酞胺一酞亚胺是由偏苯三酸酚,芳香族二胺酸或它们的内酞胺反应而成。外层用的聚酞胺一酸亚胺的结构是由4一偏苯三酸酚酞氯和芳香族二元胺缩聚而成,但这种漆如用作单一涂层时,就容易产生气泡,此外,材料昂贵,弹性差。复合层绝缘的击穿温度为138千伏/毫米。复合层的底层为聚酞胺一酞亚胺(聚酸亚胺或聚醋),外层为缩醛(自粘层—环氧)。用缩醛漆作中间层的漆包线具有较高的耐油性,与没有中间层的漆包线相比还有较高的粘结性能 。

聚酷亚胺作为主绝缘在工业上已经常使用,用聚酚树脂溶于70%氯苯酚和30%甲酚的混合溶剂中作为外层漆,底层漆采用不少于聚酷部分重量的20%THEIC制造此外,复合层漆包线有良好的耐热性,按温度指数试验方法测定的寿命值260℃时为284小时,2800C时为131小时,而聚酷亚胺漆包线相应温度时分别为168和70小时 。

有文献建议,外层采用75~85%的溶化温度高于140℃的结晶线性聚醋,15~25%重量的无定形线性聚酚或软化温度高于140℃的环氧树脂,复合层漆包线弹性良好(ld),耐热冲击(170℃1小时)击穿电压12~13千伏。外层采用聚酞胺一酞亚胺绝缘的漆包线按NEMAMW35~C标准团生产。与没有外层的相比,它具有更高的温度指数—20(单层180),有更高的过负载能力和热冲击性能。按标准要求,复合层漆包线应经受220℃的热冲击试验,而单一层为Z000C(线经受同样的形变),其它的要求相同 。

作为外层漆的聚酞胺一酞亚胺是由偏苯三酸醉与二苯甲烷二异氰酸酪和卜甲基毗咯烷酮与溶剂在80℃下混合3小时,和在165℃下保温2小时。这种漆包线的优点是:耐热冲击性好(200℃);焊锡不需去除漆层,功1.0毫米的线,底绝缘厚0.067毫米,外层0.016毫米,不去漆层在420℃下10秒钟和450℃下5秒钟可焊接 。

在工业生产中,目前生产的外层有线性聚醋、聚酞胺一酞亚胺和尼龙等三种,据文献报导,也还有其它组分可作外层绝缘。如生产外层为聚酷、线性聚醋以及聚酚啥一酞亚胺。聚酯的取得是用三握乙墓异氰酸醋代替了三元醇。复合层漆包线与单一涂层相比,除耐热性提高以外,热冲击性能也较好。漆包线外层采用线性聚合物,在链里加入复杂的酷组和简单的酷基。其制取方法是缩聚对苯二甲酸二甲醋,乙二醇和n一婆基苯酸。低层采用改性聚酷,其制取是采用除了对苯二甲酸二甲醋和众所周知的多元醇(乙二醇和THEIC)外,采用三醋乙二醇和偏苯三酸醉,最后单独醋化,并在20℃温度下与聚酷三聚氰酸混合,把树脂溶于甲酚的混合溶剂中制得绝缘漆。用这种漆涂制的主绝缘在机械和耐热性能上超过了用大家所熟悉的方法制得的以聚醋三聚氰酸亚胺为基的漆。外层采用了不同组分的聚酞胺一酞亚胺,同样的聚酞胺一酞亚胺可以由偏苯三酸配(或其氯素衍生物)及二元胺,如二胺基二苯甲烷和二氨联苯氧化物,正确地判断酞胺和亚胺基的交换 。

其特点是结尾的氨基和在芳香族环之间的酞胺基(n从1至5)。对苯二酞氯化物和芳香族二氨反应生成二胺。得到的均聚物(ooHroMeP)和偏苯三酸醉在150℃~205℃反应生成含聚酞胺环的聚酞胺一酞亚胺。这样的聚酞胺一酞亚胺也可以在事先没有得到均聚物的情况下从偏苯三酸醉、二胺和对苯二酷氯化物(或异苯二酞氯化物)反应制得。复合涂层的性能超过任何一种单一涂层(在同样厚度时)。与涂六道的聚酸胺一酸亚胺相比,复合绝缘具有更好的弹性。往复刮漆的耐刮次数:复合层负荷7N时为12次,单一聚酸胺一酞亚胺负荷4.9N时为127次。单向刮漆相应为134N和40N。软化击穿温度与电压相应为350℃、335℃,11500伏、3400伏。如上面提到的,提高了酞胺基组成的聚酞胺一酞亚胺用作复合层漆包线的外涂层,可用于冷冻机7[]。除酚胺基(NHCO)以外,按偏苯三酸酚的狡基进行反应,聚合物的结构在二芳基之间包含酸胺基。作底层漆所采用的聚酷漆的三官能团组成包含着HEIC。由于在外层绝缘中加入了与芳香环交联的亚胺基和酸胺基,在聚醋中增加了三聚氰酸环,总绝缘的耐热性有所提高(温度指数180)。此外,绝缘具有高的耐冷冻刘性能和高的耐湿性。由于漆层的摩擦系数低和高的机械性能,因此适用于机械化绕组。在机械化绕组过程中,在专用仪器上对线的漆层进行了实验室试验。在此仪器上线经过一系统不同直径的导轮,在这种作用下线经受了明显的形变(拉伸、弯曲),当产生缺陷时,绝缘就击穿。有文献介绍了以聚醋为底漆,外层为聚酞胺-酞亚胺漆的复合层漆包线。后者是由二狡酸和三竣酸同二异氰酸酷反应而得,一部分可以被THECI所代替,酸和三聚氰胺的克分子比为1:1 。

建议聚醋漆层外面涂上聚乙内酞尿制成复合层漆包线,聚乙内酞尿漆的含量为12%。溶剂为甲酚的混合溶剂,其配比为1:g。这种复合层漆包线与同样厚度的单一涂层聚醋漆包线相比,其耐刮强度高(往复次数为110对68次),软化击穿温度也高(按照DIN46450标准为340OC对310℃)。上述的试验结果是在漆层厚70微米的叻1.0毫米聚醋漆包线和漆层厚71微米(底层5微米,外层16微米)的复合层漆包线上进行 。

美国生产有外层为尼龙(尼龙6.6)的复合层漆包线。复合层漆包线的温度指数为130,而单一涂层聚氨醋为120(按NEMAMWZ一C[21生产的)。在厚度相同的条件下,复合层漆包线的机械强度一般较高。0.254毫米单一涂层漆州包线的单向刮漆为2.5N(平均数)和2.20N(最低数),而复合层漆包线的对应值为2.95N和2.50N。外层为尼龙的漆包线具有较高的耐热冲击性能,标准规定为于175℃下在d3圆棒上卷绕(拉伸20%以后);而单层聚氨酷漆包线则为150℃下在圆棒上卷绕(线的标称直径为0.254毫米) 。

尼龙互合层漆包线具有较低的摩擦系数,耐化学性,良好的下线性和槽满率。为了得到较高的耐热性,在聚氨醋层上涂复芳香族尼龙4。芳香族尼龙是由M-间苯二胺与间苯二甲酸和对苯二甲酸或间苯二甲酸与M-间苯三胺和n-间苯二胺缩聚反应而成。溶剂为二甲基乙酸胺和乙酞基二甲胺。底层的厚度约为总厚度的5-70。从热失重分析结果可知,复合层漆包线比单一涂层聚氨酚漆包线好。复合层漆包线290℃时的失重为35%,聚氨醋则为50%(聚醋亚胺为7f0/)。功,.25毫米复合层漆包线(底层漆厚为0.020毫米,外层漆厚0.012毫米)往复列漆为132次,而不涂外层的同样漆包线仅32次。涂第二层膝时机械强度的提高可从铅笔硬度(和对为B和4H)反映。焊锡试验时间:360℃1秒钟。底层为聚氨酚,外层涂聚酞胺一酸亚胺,两种漆层厚度之间的比例要合理,线能直接焊锡不留残渣,并具有i戴的耐热性。细线涂漆时先把底层漆全部涂好,然后涂外层。涂粗规格时先涂厚的聚氨醋,然后交替涂聚酸胺-酚亚胺 。

外层采用聚酷漆的复合层漆包线,具有更高的耐热性。出人意料的是:复合层与单一涂层的聚酷相比.还具有较高的耐热性(300~500“C),因为在这种情况一下复合绝缘不是与低耐热性相比,而是与高耐热性的混合物相比。试验是采用直径为1.0毫米线制成的扭纹对试样,然后通以34安的电流,经过一段时间后进行击穿电压试验,取击穿电压降到1000伏的时间。获得如下结果:单一聚醋漆包线为5分钟,复合层为12~21钟在缩醛漆外面涂上聚酞亚胺漆。同样对扭绞对试样进行了耐压110伏的超负荷试验,当电流为37安时,缩醛漆为425次,外层为聚酞亚胺的复合层漆包线为2700次,聚酞亚胺漆包线为1900次。按照NEMAMW17一C明标准生产的外层为尼龙的复合层漆包线,按技术要求,复合层漆包线与单一涂层的缩醛漆包线相比没有更多的优越性 。

复合层漆包线的外层漆的某些性能指标要比底层漆高,如耐热性和机械强度,外层漆起到了保护作用和增强了绝缘的综合性能,在很多情况下可以取得平均性能。这种漆包线与同一材料的单一涂层漆包线相比,不仅在技术上是可取的,而且在经济上也是可观的,因为只需用少量的贵重材料。复合绝缘的性能要比单一底层和外层材料的性能好,在这种情况下产生了新的(不是平均的)效果 。

漆包圆铜线、漆包圆铝线或漆包扁线涂复几层含不同数量填料的漆,可从导电线芯.去除绝缘层的快慢程度来分析决定填料含量的多少。例如:缩醛漆和填料二氧化硅的比例,第一层为2:5;第二层为3:4;第三层为4:3;第四层为5:1;最后一层不含填料,并固化三次(其余固化一次)。用这种方法制得的绝缘线有良好的导热性、更高的温度指数、良好的热冲击性能。由于最外层不含填料,因而可满足绝缘弹性的要求。除二氧化硅以外,还可应用其它的填料,如氧化铝、氧化镁、滑石粉、白奎、云母粉等。作为绝缘,可采用众所周知的各种型号绝缘漆。在很多情况下,当漆包线用于不同的电器时(半导体、计算机等),要求很快从电线的端部去除绝缘,这可以通过在漆层和导线(铜线、合金线)之间涂隔离层的办法来达到 。

这种漆包线可代替安装线;与安装线相比,其温度指数更高。可用硅有机漆作隔离层;绝缘层采用缩醛、聚醋亚胺、聚酚胺一酞亚胺及其它漆。将聚酞胺一酞亚胺漆涂在带有隔离层的镀银铜线上,这样很容易从线上去除绝缘(剥离力为7.00N),耐刮性能也好(大于20次) 。