尼龙外涂层自粘性漆包线尼龙概述

尼龙外涂层自粘性漆包线自粘性漆包线漆发展历程

漆包线的结构非常简单，只有裸导线和包覆在其外面的绝缘漆膜两部分组成。市场上比较常用的是聚酯、聚酯亚胺、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺等。而这些基本都是通过涂线后绕成线圈再通过浸涂粘结树脂使各匝导线粘结在一起。该工艺比较复杂、繁琐，而且对于环境来说也是一个很大的污染。各国科研人员不断探索新型的绝缘漆，其中之一就是具有自粘性能的漆包线漆。

自粘性漆包线漆就是在适当的溶剂或者加热的条件下，使各匝线圈相互粘合成型。据文献资料记载，1958年美国成功研制出具有实用意义的自粘性漆包线漆，20 世纪60 年代中期我国也研制成功复合涂层的自粘性漆包线漆。当时主要是出于制造黑白电视机偏转线圈的需要。70年代我国研制了自粘直焊漆包线，阻燃自粘性漆包线和F级自粘线等。90 年代有醇溶性自粘线的开发。80～90 年代，自粘性漆包线已成功地应用于三相电动机、密封电机和变压器中。至于家电(如吸尘器、微波炉等)、音响设备等各个方面，更是自粘性漆包线的常用场合。同时自粘性漆的材料也从聚乙烯醇缩丁醛、聚酯、环氧等发展到脂肪族聚酰胺、聚酯亚胺和芳香族聚酰胺等品种上。自粘性漆从低耐热等级发展到高耐热等级和具有直焊性能的漆包线漆，同时一些具有特种性能的产品也不断开发成功。

尼龙外涂层自粘性漆包线自粘性漆包线漆的特点

与普通漆包线漆的相同点

自粘性漆包线漆同其他普通的漆包线漆一样，由绕制性、成型性、嵌入性来衡量，都具有较好的可加工性。绕制性即指在绕制线圈过程中，绕组线抗拒机械损坏和电气损坏的能力，绕成的线圈最紧密最服贴。成型性即指能经受弯曲和保持线圈形状的能力，成型性好时，形状不变，从绕线机上取下后，线圈能保持各种角度，长方形线圈不会鼓成桶形，单根线不会跳出。嵌入性是指嵌入线槽的能力。

与普通漆包线漆的不同点

自粘性顾名思义即为具有非常简便的粘结工艺。通过烘焙或线圈直接通电加热(或借助适当的溶剂)，使自粘性涂层相互粘结，冷却后即能固定成型。自粘性漆的主要特点是能一次成型，无需通过预烘、浸漆、滴干、烘干等工序，在简化工艺的同时还能够保护环境，减少大量有机溶剂的释放，节约能源。而且一些比较特殊的工件结构用普通的漆包线漆涂覆的难度非常大，有的甚至无法涂覆，所以自粘性漆包线漆的优势就非常明显。

尼龙外涂层自粘性漆包线自粘性漆包线漆的发展方向

目前的电机都朝体积小的方向发展，线圈在使用过程中将会产生非常大的热量，所以对绝缘材料的耐热等级要求也在不断提高。虽然现在已经有多种自粘性漆包线漆的涂料在应用，但是高耐热等级(如H 级)的自粘性漆还比较少，许多研究者正在开发此类的绝缘漆。芳香族聚酰胺树脂的熔融温度比较高，适合作为高耐热等级自粘性绝缘漆使用。这里所说的芳香族聚酰胺树脂，是指芳脂族聚酰胺树脂，就是其主链中有比较长的脂肪链。根据美国专利，史堪纳迪对此做了比较详细的研究。对于完全的芳香族聚酰胺树脂，其主链结构中没有可以粘结的单元，即使是升温到260 ℃，它也不会相互粘结成型。而全脂肪族的聚酰胺树脂虽然有很好的粘结能力，可是其耐潮湿性能和耐冷冻剂性能却很差，同时树脂本身的耐热性能也较低。为了综合这两种树脂的优缺点，所以考虑在脂肪族聚酰胺树脂中引入苯环来改善脂肪族树脂的缺点。一般所采用的合成原料是二元酸，二异氰酸酯或者二胺，作者对此也做了一系列的试验分析。所用的原料，脂肪族二元酸一般具有6~30 个碳的链长，比较理想的是6~12 个碳原子。

配方中大多采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和4,4'二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，而二元酸较多采用对苯二甲酸和癸二酸(或十二双酸)。二元酸中脂肪族的酸(癸二酸)用量比芳香族(对苯二甲酸)用量要多一些，物质的量之比在2.5/1~1.5/1之间比较好，这样可以降低整个树脂的刚性，提升其物理机械性能，降低结晶性。反应物中—COOH/—NCO 的物质的量之比在1/0.99~1/0.95 之间合成的树脂综合性能较为优秀。

采用上述配方比例，经过适当调整，合成了热塑型芳脂族聚酰胺树脂(AAPA)，采用多层复合配套体系，外层涂覆AAPA 树脂，在180 ℃下30 min 使其粘结成型，然后分别在180 ℃和200 ℃下测试其粘结程度，200 ℃下的粘结力降至180 ℃下的1/3，是常温粘结力的1/10，但是其粘结力仍然满足使用要求。而且该树脂的耐潮湿性能同尼龙-11 一样的优秀。另外还有一种热固性的芳脂族聚酰胺树脂，一般采用封闭异氰酸酯进行后固化，就是必须要在树脂粘合成型后，继续升温，解封闭异氰酸酯进行固化，这样可以使树脂的交联度变高，也能相应提高耐热性能。但是这种树脂市场上比较少见。在这里不作赘述。

对于自粘性漆最主要的指标之一就是粘结力，这包括两个方面，其一：再软化温度，即经过热粘合后，具有一定的粘结力，再升温使其失去粘结力的温度，这个对确定漆膜的耐热型是具有实际意义的数据；其二：高温区域的粘结力，就是在使用温度下，长时间保持较高的粘结力，不至于被破坏，而这个区域即为推荐使用温度。聚酰胺树脂具有良好的粘结力，铜线涂漆绕线后在一定温度(180～200 ℃)，一定时间(10～30 min)下，给予其一定的压力，使其自粘合成型。经测量，在170～200 ℃的使用温度下，聚酰胺漆包线漆仍能提供相当高的粘结力。现在漆包线线圈一般都采用高速自动绕线，在绕制线圈的过程中，不可避免地会使导线受到冲击和摩擦，这样就会对绝缘漆膜产生破坏，影响使用。为了快速绕线，以前使用石蜡等润滑剂涂覆在漆膜表面来增加漆膜的润滑，但是这样会影响导线固定，使相互粘结不牢固。而聚酰胺树脂具有自润滑和高耐磨耗性能，在绕制过程中不会产生上面所述的问题。

芳脂族聚酰胺树脂由于主链中含有苯环结构，苯环对树脂的低温性能有很大的影响，苯环在低温下的振动具有次级转变，会增加树脂在低温下的柔韧性。它的使用温度可以在－70～250 ℃，在一些耐冷冻剂的线圈上也可以涂覆，其应用范围较广。

尼龙为聚酞胺的商品名称。聚酞胺因分是耐燃、耐磨、拉伸强度高,熔融态树脂流动子中含有酸胺键而得名,它是具有很多重复性高,但吸水性较大。主要用于制造合成纤酞胺基团的树脂性物质的总称,包括脂肪族维、增强塑料和绝缘材料等,用途极广。

聚酞胺、脂肪族一芳香族聚酞胺及芳香族聚酞尼龙的种类较多,并根据其分子结构中胺等。聚酞胺主要由二元酸与二元胺,或由的碳原子数而命名。如尼龙6是由含6个碳氨基酸经缩聚而成,通常为白色至淡黄色的原子的己内酞胺或一氨基己酸制得;尼龙6不透明固体物,熔点180一280℃,密度1.06是由含6个碳原子的己二胺和含有6个碳原~1.159/cm3,不榕于乙醇、丙酮、乙酸乙酷子的己二酸制得。已工业化生产的有尼和烃类等普通溶剂,但溶于酚类、硫酸、甲酸、龙6、7、9、11、12、46、610、612和1010等。乙酸和某些无机盐溶液。聚酞胺一般耐油由于尼龙具有良好的绝缘性能,用它涂脂、矿物油和水,但高温下易分解;共同特点制的漆包线漆膜耐磨性高,柔韧性和附着力好,表面摩擦系数小,且有润滑作用,有利于高速绕线,因此已广泛应用于漆包线生产中。这类尼龙有尼龙6,尼龙11,尼龙12,尼龙46,尼龙66以及共聚尼龙等。

在各种用作为自粘性漆料组份中,由于缩丁醛在高温下的粘合强度较差,环氧树脂在粘合时需用强电流加热或长时间加热,因此这两种材料用作自粘性漆料组份时均有一定的局限性。多年以前,漆包线用的自粘性材料已逐步转向尼龙。

尼龙为聚酰胺的商品名称。尼龙具有良好的绝缘性能,用它涂制的漆包线,漆膜的耐磨性、柔韧性和附着力好,表面摩擦系数小,且有润滑作用,故有利于高速绕线。

在漆包线生产中,尼龙可用于涂制单一涂层漆包线,但主要用于涂制复合涂层自粘性漆包线,如聚酯/尼龙复合漆包线、聚氨酯/尼龙复合漆包线、聚乙烯醇缩甲醛/尼龙复合漆包线等,藉以提高漆包线的性能,满足不同的使用要求。用尼龙涂制的自粘性漆包线,已逐步成为自粘性漆包线研究和发展的主流,美国、日本等国家经常有专利公布。由于尼龙11及尼龙12的熔融温度高,动摩擦系数比其它品种尼龙低,耐潮性较尼龙6及尼龙66等好,因此尼龙11及尼龙12在美国及其他国家使用较广泛。此外,由两种或两种以上的尼龙单体(或缩聚体)经熔融缩聚而成的共聚尼龙,在自粘性漆包线中的使用也已较为广泛;共聚尼龙融点的选择,对自粘性漆包线的性能有很大的影响,因此必须选择适当融点的共聚尼龙。

日本第一电工(株)使用A型和D型两种尼龙树脂涂制复合涂层自粘性漆包线。A型尼龙粘合层可在140～150°C、10～30min内粘合,粘合温度低于缩丁醛,粘合强度则高于缩丁醛,它用作为聚氨酯、聚酯、聚酯亚胺、聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺、聚酰胺酰亚胺以及直焊性聚酯、直焊性聚酯亚胺的外涂层,以制得多种复合涂层自粘性漆包线。D型尼龙粘合层在180～210°C、10～30min内粘合;也可使用熔剂粘合,粘合方法是在浸入乙醇后,在160～200°C下加热10～30min。D型尼龙的耐热性及粘合强度均高于环氧。这类复合涂层自粘性漆包线适用于偏转线圈、小型电机及变压器等。

在各种用作为自粘性漆料组份中,由于缩丁醛在高温下的粘合强度较差,环氧树脂在粘合时需用强电流加热或长时间加热,因此这两种材料用作自粘性漆料组份时均有一定的局限性。多年以前,漆包线用的自粘性材料已逐步转向尼龙。尼龙为聚酰胺的商品名称。尼龙具有良好的绝缘性能,用它涂制的漆包线,漆膜的耐磨性、柔韧性和附着力好,表面摩擦系数小,且有润滑作用,故有利于高速绕线。

在漆包线生产中,尼龙可用于涂制单一涂层漆包线,但主要用于涂制复合涂层自粘性漆包线,如聚酯/尼龙复合漆包线、聚氨酯/尼龙复合漆包线、聚乙烯醇缩甲醛/尼龙复合漆包线等,藉以提高漆包线的性能,满足不同的使用要求。用尼龙涂制的自粘性漆包线,已逐步成为自粘性漆包线研究和发展的主流,美国、日本等国家经常有专利公布。

由于尼龙11及尼龙12的熔融温度高,动摩擦系数比其它品种尼龙低,耐潮性较尼龙6及尼龙66等好,因此尼龙11及尼龙12在美国及其他国家使用较广泛。此外,由两种或两种以上的尼龙单体(或缩聚体)经熔融缩聚而成的共聚尼龙,在自粘性漆包线中的使用也已较为广泛;共聚尼龙融点的选择,对自粘性漆包线的性能有很大的影响,因此必须选择适当融点的共聚尼龙。

日本第一电工(株)使用A型和D型两种尼龙树脂涂制复合涂层自粘性漆包线。A型尼龙粘合层可在140～150°C、10～30min内粘合,粘合温度低于缩丁醛,粘合强度则高于缩丁醛,它用作为聚氨酯、聚酯、聚酯亚胺、聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺、聚酰胺酰亚胺以及直焊性聚酯、直焊性聚酯亚胺的外涂层,以制得多种复合涂层自粘性漆包线。D型尼龙粘合层在180～210°C、10～30min内粘合;也可使用熔剂粘合,粘合方法是在浸入乙醇后,在160～200°C下加热10～30min。D型尼龙的耐热性及粘合强度均高于环氧。这类复合涂层自粘性漆包线适用于偏转线圈、小型电机及变压器等。

用尼龙涂制复合涂层漆包线,以提高漆包线的性能,这是尼龙在漆包线生产中的主要用途。美国以尼龙作为复合涂层的漆包线,除自粘性漆包线外,有以下几种:

尼龙外涂层漆包线1.直焊性丙稀睛/尼龙妞合漆包线

这种结构的漆包线曾在美国使用多年,其耐热等级为105oC,具有较好的缠绕性和直焊性卜但不能用于充油变压器和密封电机中。这种漆包线目前基本不再使用,已被其他品种所代替。

尼龙外涂层漆包线2聚酯/尼龙复合漆包线

这种漆包线耐热等级为15℃,执行标准为NEM人MW24。聚酯和尼龙的结合,使漆膜具有良好的耐热冲击性能和优良的缠绕性能,可供由于超负荷而产生瞬间过热的电机绕组使用。

尼龙外涂层漆包线3聚氨酯/尼龙复合漆包线

它的耐热等级为130℃,执行标准为NEMAMw28一。漆包线内涂层为聚氨酥外涂层为尼龙66,它不必去除漆膜即能焊锡,并具有尼龙和聚氨酯两者的特性。采用尼龙表层,有利于提高缠绕性和扩大浸渍漆选择余地。对于高速旋转的小型电枢绕组以及需要固化凝结的浸渍漆,使用这种漆包线的效果良好。

尼龙外涂层漆包线4聚乙烯醉缩甲醛/尼龙复合漆包线

它的耐热等级为10o5C,执行标准为NEMAMW17一c。该漆包线内层漆膜为缩甲醛,外层漆膜为尼龙66,因此具有缩醛和尼龙两者的特性。尼龙提高了漆包线的缠绕性,并扩大了对浸渍漆的选择余地。

这种漆包线绕组可趁热浸入含有强溶剂的浸渍漆中,因此固化后的浸渍漆膜坚硬,能忍受高速旋转。它主要用于旋转设备中。

尼龙外涂层漆包线5THEIC改性聚酯/改性芳香酰胺复合漆包线

由美国生产的这种结构的漆包线,耐热等级为20℃。它是专为在高湿度环境下应用而设计的。在100相对湿度、80℃、交流150OV条件下,至漆膜破损的时间为40min。这种漆包线提高了缠绕性能和嵌入性能,在密封环境下使用性能优越。

尼龙外涂层漆包线6改性聚氨酯/尼龙复合漆包线

它的耐热等级为155℃,可以直焊,在绕线和嵌线时具有优良的机械保护性能,可在高速自动绕线机上绕制线圈,耐热冲击性能良好。它广泛应用于继电器、螺线管及步进电机等电气设备中。

尼龙为聚酞胺的商品名称。聚酞胺因分是耐燃、耐磨、拉伸强度高,熔融态树脂流动子中含有酸胺键而得名,它是具有很多重复性高,但吸水性较大。主要用于制造合成纤酞胺基团的树脂性物质的总称,包括脂肪族维、增强塑料和绝缘材料等,用途极广。

聚酞胺、脂肪族一芳香族聚酞胺及芳香族聚酞尼龙的种类较多,并根据其分子结构中胺等。聚酞胺主要由二元酸与二元胺,或由的碳原子数而命名。如尼龙6是由含6个碳氨基酸经缩聚而成,通常为白色至淡黄色的原子的己内酞胺或一氨基己酸制得;尼龙6不透明固体物,熔点180一280℃,密度1.06是由含6个碳原子的己二胺和含有6个碳原~1.159/cm3,不榕于乙醇、丙酮、乙酸乙酷子的己二酸制得。已工业化生产的有尼和烃类等普通溶剂,但溶于酚类、硫酸、甲酸、龙6、7、9、11、12、46、610、612和1010等。乙酸和某些无机盐溶液。聚酞胺一般耐油由于尼龙具有良好的绝缘性能,用它涂脂、矿物油和水,但高温下易分解;共同特点制的漆包线漆膜耐磨性高,柔韧性和附着力好,表面摩擦系数小,且有润滑作用,有利于高速绕线,因此已广泛应用于漆包线生产中。这类尼龙有尼龙6,尼龙11,尼龙12,尼龙46,尼龙66以及共聚尼龙等。

尼龙外涂层漆包线用于涂制单一涂层漆包线

美国于60年代初期开始使用尼龙6涂制漆包线,其耐热等级为105℃,符合NEMAMW6一C技术条件。用尼龙涂制的漆包线,漆层光滑,耐磨性好,因而具有良好的缠绕性能;能和大多数其他绝缘化合物相容,也可与含有强溶剂的浸渍漆一起使用,可用松香一,醇焊剂和锡一铅焊料进行焊接。

但漆膜防潮性能较差,因此不宜在防潮要求较高的电气设备中应用。在涂制尼龙漆包线时,有时为了降低成本,还可以使用尼龙66聚合物的边角料。鉴于有些边角料颜色深,涂得的漆膜色泽暗淡,美国通用电缆曾采取在尼龙边角料中加入为尼龙量3%以上的二氧化钦,或加入为漆料含固量18%以上的二氧化钦,使涂得的漆膜光滑、色泽好。这种漆料含尼龙66纤堆15%~18%,含二氧化钦4%~12%,含溶剂68%~81%(溶剂为含20%~50%的甲酚酸以及其他溶剂)。这种漆料还可以作为其他漆层(如缩醛、聚氨酯及聚酯等)的外涂层,用来提高漆包线的可绕性及其他性能。