尼龍外涂層自粘性漆包線1自粘性漆包線

尼龍外涂層自粘性漆包線自粘性漆包線漆發(fā)展歷程

漆包線的結(jié)構(gòu)非常簡單，只有裸導(dǎo)線和包覆在其外面的絕緣漆膜兩部分組成。市場上比較常用的是聚酯、聚酯亞胺、聚氨酯、聚酰胺酰亞胺等。而這些基本都是通過涂線后繞成線圈再通過浸涂粘結(jié)樹脂使各匝導(dǎo)線粘結(jié)在一起。該工藝比較復(fù)雜、繁瑣，而且對于環(huán)境來說也是一個很大的污染。各國科研人員不斷探索新型的絕緣漆，其中之一就是具有自粘性能的漆包線漆。

自粘性漆包線漆就是在適當(dāng)?shù)娜軇┗蛘呒訜岬臈l件下，使各匝線圈相互粘合成型。據(jù)文獻資料記載，1958年美國成功研制出具有實用意義的自粘性漆包線漆，20 世紀(jì)60 年代中期我國也研制成功復(fù)合涂層的自粘性漆包線漆。當(dāng)時主要是出于制造黑白電視機偏轉(zhuǎn)線圈的需要。70年代我國研制了自粘直焊漆包線，阻燃自粘性漆包線和F級自粘線等。90 年代有醇溶性自粘線的開發(fā)。80～90 年代，自粘性漆包線已成功地應(yīng)用于三相電動機、密封電機和變壓器中。至于家電(如吸塵器、微波爐等)、音響設(shè)備等各個方面，更是自粘性漆包線的常用場合。同時自粘性漆的材料也從聚乙烯醇縮丁醛、聚酯、環(huán)氧等發(fā)展到脂肪族聚酰胺、聚酯亞胺和芳香族聚酰胺等品種上。自粘性漆從低耐熱等級發(fā)展到高耐熱等級和具有直焊性能的漆包線漆，同時一些具有特種性能的產(chǎn)品也不斷開發(fā)成功。

尼龍外涂層自粘性漆包線自粘性漆包線漆的特點

與普通漆包線漆的相同點

自粘性漆包線漆同其他普通的漆包線漆一樣，由繞制性、成型性、嵌入性來衡量，都具有較好的可加工性。繞制性即指在繞制線圈過程中，繞組線抗拒機械損壞和電氣損壞的能力，繞成的線圈最緊密最服貼。成型性即指能經(jīng)受彎曲和保持線圈形狀的能力，成型性好時，形狀不變，從繞線機上取下后，線圈能保持各種角度，長方形線圈不會鼓成桶形，單根線不會跳出。嵌入性是指嵌入線槽的能力。

與普通漆包線漆的不同點

自粘性顧名思義即為具有非常簡便的粘結(jié)工藝。通過烘焙或線圈直接通電加熱(或借助適當(dāng)?shù)娜軇?，使自粘性涂層相互粘結(jié)，冷卻后即能固定成型。自粘性漆的主要特點是能一次成型，無需通過預(yù)烘、浸漆、滴干、烘干等工序，在簡化工藝的同時還能夠保護環(huán)境，減少大量有機溶劑的釋放，節(jié)約能源。而且一些比較特殊的工件結(jié)構(gòu)用普通的漆包線漆涂覆的難度非常大，有的甚至無法涂覆，所以自粘性漆包線漆的優(yōu)勢就非常明顯。

尼龍外涂層自粘性漆包線自粘性漆包線漆的發(fā)展方向

目前的電機都朝體積小的方向發(fā)展，線圈在使用過程中將會產(chǎn)生非常大的熱量，所以對絕緣材料的耐熱等級要求也在不斷提高。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有多種自粘性漆包線漆的涂料在應(yīng)用，但是高耐熱等級(如H 級)的自粘性漆還比較少，許多研究者正在開發(fā)此類的絕緣漆。芳香族聚酰胺樹脂的熔融溫度比較高，適合作為高耐熱等級自粘性絕緣漆使用。這里所說的芳香族聚酰胺樹脂，是指芳脂族聚酰胺樹脂，就是其主鏈中有比較長的脂肪鏈。根據(jù)美國專利，史堪納迪對此做了比較詳細(xì)的研究。對于完全的芳香族聚酰胺樹脂，其主鏈結(jié)構(gòu)中沒有可以粘結(jié)的單元，即使是升溫到260 ℃，它也不會相互粘結(jié)成型。而全脂肪族的聚酰胺樹脂雖然有很好的粘結(jié)能力，可是其耐潮濕性能和耐冷凍劑性能卻很差，同時樹脂本身的耐熱性能也較低。為了綜合這兩種樹脂的優(yōu)缺點，所以考慮在脂肪族聚酰胺樹脂中引入苯環(huán)來改善脂肪族樹脂的缺點。一般所采用的合成原料是二元酸，二異氰酸酯或者二胺，作者對此也做了一系列的試驗分析。所用的原料，脂肪族二元酸一般具有6~30 個碳的鏈長，比較理想的是6~12 個碳原子。

配方中大多采用甲苯二異氰酸酯(TDI)和4,4'二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，而二元酸較多采用對苯二甲酸和癸二酸(或十二雙酸)。二元酸中脂肪族的酸(癸二酸)用量比芳香族(對苯二甲酸)用量要多一些，物質(zhì)的量之比在2.5/1~1.5/1之間比較好，這樣可以降低整個樹脂的剛性，提升其物理機械性能，降低結(jié)晶性。反應(yīng)物中—COOH/—NCO 的物質(zhì)的量之比在1/0.99~1/0.95 之間合成的樹脂綜合性能較為優(yōu)秀。

采用上述配方比例，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整，合成了熱塑型芳脂族聚酰胺樹脂(AAPA)，采用多層復(fù)合配套體系，外層涂覆AAPA 樹脂，在180 ℃下30 min 使其粘結(jié)成型，然后分別在180 ℃和200 ℃下測試其粘結(jié)程度，200 ℃下的粘結(jié)力降至180 ℃下的1/3，是常溫粘結(jié)力的1/10，但是其粘結(jié)力仍然滿足使用要求。而且該樹脂的耐潮濕性能同尼龍-11 一樣的優(yōu)秀。另外還有一種熱固性的芳脂族聚酰胺樹脂，一般采用封閉異氰酸酯進行后固化，就是必須要在樹脂粘合成型后，繼續(xù)升溫，解封閉異氰酸酯進行固化，這樣可以使樹脂的交聯(lián)度變高，也能相應(yīng)提高耐熱性能。但是這種樹脂市場上比較少見。在這里不作贅述。

對于自粘性漆最主要的指標(biāo)之一就是粘結(jié)力，這包括兩個方面，其一：再軟化溫度，即經(jīng)過熱粘合后，具有一定的粘結(jié)力，再升溫使其失去粘結(jié)力的溫度，這個對確定漆膜的耐熱型是具有實際意義的數(shù)據(jù)；其二：高溫區(qū)域的粘結(jié)力，就是在使用溫度下，長時間保持較高的粘結(jié)力，不至于被破壞，而這個區(qū)域即為推薦使用溫度。聚酰胺樹脂具有良好的粘結(jié)力，銅線涂漆繞線后在一定溫度(180～200 ℃)，一定時間(10～30 min)下，給予其一定的壓力，使其自粘合成型。經(jīng)測量，在170～200 ℃的使用溫度下，聚酰胺漆包線漆仍能提供相當(dāng)高的粘結(jié)力?，F(xiàn)在漆包線線圈一般都采用高速自動繞線，在繞制線圈的過程中，不可避免地會使導(dǎo)線受到?jīng)_擊和摩擦，這樣就會對絕緣漆膜產(chǎn)生破壞，影響使用。為了快速繞線，以前使用石蠟等潤滑劑涂覆在漆膜表面來增加漆膜的潤滑，但是這樣會影響導(dǎo)線固定，使相互粘結(jié)不牢固。而聚酰胺樹脂具有自潤滑和高耐磨耗性能，在繞制過程中不會產(chǎn)生上面所述的問題。

芳脂族聚酰胺樹脂由于主鏈中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，苯環(huán)對樹脂的低溫性能有很大的影響，苯環(huán)在低溫下的振動具有次級轉(zhuǎn)變，會增加樹脂在低溫下的柔韌性。它的使用溫度可以在－70～250 ℃，在一些耐冷凍劑的線圈上也可以涂覆，其應(yīng)用范圍較廣。

尼龍為聚酞胺的商品名稱。聚酞胺因分是耐燃、耐磨、拉伸強度高,熔融態(tài)樹脂流動子中含有酸胺鍵而得名,它是具有很多重復(fù)性高,但吸水性較大。主要用于制造合成纖酞胺基團的樹脂性物質(zhì)的總稱,包括脂肪族維、增強塑料和絕緣材料等,用途極廣。

聚酞胺、脂肪族一芳香族聚酞胺及芳香族聚酞尼龍的種類較多,并根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)中胺等。聚酞胺主要由二元酸與二元胺,或由的碳原子數(shù)而命名。如尼龍6是由含6個碳氨基酸經(jīng)縮聚而成,通常為白色至淡黃色的原子的己內(nèi)酞胺或一氨基己酸制得;尼龍6不透明固體物,熔點180一280℃,密度1.06是由含6個碳原子的己二胺和含有6個碳原~1.159/cm3,不榕于乙醇、丙酮、乙酸乙酷子的己二酸制得。已工業(yè)化生產(chǎn)的有尼和烴類等普通溶劑,但溶于酚類、硫酸、甲酸、龍6、7、9、11、12、46、610、612和1010等。乙酸和某些無機鹽溶液。聚酞胺一般耐油由于尼龍具有良好的絕緣性能,用它涂脂、礦物油和水,但高溫下易分解;共同特點制的漆包線漆膜耐磨性高,柔韌性和附著力好,表面摩擦系數(shù)小,且有潤滑作用,有利于高速繞線,因此已廣泛應(yīng)用于漆包線生產(chǎn)中。這類尼龍有尼龍6,尼龍11,尼龍12,尼龍46,尼龍66以及共聚尼龍等。

在各種用作為自粘性漆料組份中,由于縮丁醛在高溫下的粘合強度較差,環(huán)氧樹脂在粘合時需用強電流加熱或長時間加熱,因此這兩種材料用作自粘性漆料組份時均有一定的局限性。多年以前,漆包線用的自粘性材料已逐步轉(zhuǎn)向尼龍。

尼龍為聚酰胺的商品名稱。尼龍具有良好的絕緣性能,用它涂制的漆包線,漆膜的耐磨性、柔韌性和附著力好,表面摩擦系數(shù)小,且有潤滑作用,故有利于高速繞線。

在漆包線生產(chǎn)中,尼龍可用于涂制單一涂層漆包線,但主要用于涂制復(fù)合涂層自粘性漆包線,如聚酯/尼龍復(fù)合漆包線、聚氨酯/尼龍復(fù)合漆包線、聚乙烯醇縮甲醛/尼龍復(fù)合漆包線等,藉以提高漆包線的性能,滿足不同的使用要求。用尼龍涂制的自粘性漆包線,已逐步成為自粘性漆包線研究和發(fā)展的主流,美國、日本等國家經(jīng)常有專利公布。由于尼龍11及尼龍12的熔融溫度高,動摩擦系數(shù)比其它品種尼龍低,耐潮性較尼龍6及尼龍66等好,因此尼龍11及尼龍12在美國及其他國家使用較廣泛。此外,由兩種或兩種以上的尼龍單體(或縮聚體)經(jīng)熔融縮聚而成的共聚尼龍,在自粘性漆包線中的使用也已較為廣泛;共聚尼龍融點的選擇,對自粘性漆包線的性能有很大的影響,因此必須選擇適當(dāng)融點的共聚尼龍。

日本第一電工(株)使用A型和D型兩種尼龍樹脂涂制復(fù)合涂層自粘性漆包線。A型尼龍粘合層可在140～150°C、10～30min內(nèi)粘合,粘合溫度低于縮丁醛,粘合強度則高于縮丁醛,它用作為聚氨酯、聚酯、聚酯亞胺、聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酰亞胺以及直焊性聚酯、直焊性聚酯亞胺的外涂層,以制得多種復(fù)合涂層自粘性漆包線。D型尼龍粘合層在180～210°C、10～30min內(nèi)粘合;也可使用熔劑粘合,粘合方法是在浸入乙醇后,在160～200°C下加熱10～30min。D型尼龍的耐熱性及粘合強度均高于環(huán)氧。這類復(fù)合涂層自粘性漆包線適用于偏轉(zhuǎn)線圈、小型電機及變壓器等。

在各種用作為自粘性漆料組份中,由于縮丁醛在高溫下的粘合強度較差,環(huán)氧樹脂在粘合時需用強電流加熱或長時間加熱,因此這兩種材料用作自粘性漆料組份時均有一定的局限性。多年以前,漆包線用的自粘性材料已逐步轉(zhuǎn)向尼龍。尼龍為聚酰胺的商品名稱。尼龍具有良好的絕緣性能,用它涂制的漆包線,漆膜的耐磨性、柔韌性和附著力好,表面摩擦系數(shù)小,且有潤滑作用,故有利于高速繞線。

在漆包線生產(chǎn)中,尼龍可用于涂制單一涂層漆包線,但主要用于涂制復(fù)合涂層自粘性漆包線,如聚酯/尼龍復(fù)合漆包線、聚氨酯/尼龍復(fù)合漆包線、聚乙烯醇縮甲醛/尼龍復(fù)合漆包線等,藉以提高漆包線的性能,滿足不同的使用要求。用尼龍涂制的自粘性漆包線,已逐步成為自粘性漆包線研究和發(fā)展的主流,美國、日本等國家經(jīng)常有專利公布。

由于尼龍11及尼龍12的熔融溫度高,動摩擦系數(shù)比其它品種尼龍低,耐潮性較尼龍6及尼龍66等好,因此尼龍11及尼龍12在美國及其他國家使用較廣泛。此外,由兩種或兩種以上的尼龍單體(或縮聚體)經(jīng)熔融縮聚而成的共聚尼龍,在自粘性漆包線中的使用也已較為廣泛;共聚尼龍融點的選擇,對自粘性漆包線的性能有很大的影響,因此必須選擇適當(dāng)融點的共聚尼龍。

日本第一電工(株)使用A型和D型兩種尼龍樹脂涂制復(fù)合涂層自粘性漆包線。A型尼龍粘合層可在140～150°C、10～30min內(nèi)粘合,粘合溫度低于縮丁醛,粘合強度則高于縮丁醛,它用作為聚氨酯、聚酯、聚酯亞胺、聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酰亞胺以及直焊性聚酯、直焊性聚酯亞胺的外涂層,以制得多種復(fù)合涂層自粘性漆包線。D型尼龍粘合層在180～210°C、10～30min內(nèi)粘合;也可使用熔劑粘合,粘合方法是在浸入乙醇后,在160～200°C下加熱10～30min。D型尼龍的耐熱性及粘合強度均高于環(huán)氧。這類復(fù)合涂層自粘性漆包線適用于偏轉(zhuǎn)線圈、小型電機及變壓器等。

用尼龍涂制復(fù)合涂層漆包線,以提高漆包線的性能,這是尼龍在漆包線生產(chǎn)中的主要用途。美國以尼龍作為復(fù)合涂層的漆包線,除自粘性漆包線外,有以下幾種:

尼龍外涂層漆包線1.直焊性丙稀睛/尼龍妞合漆包線

這種結(jié)構(gòu)的漆包線曾在美國使用多年,其耐熱等級為105oC,具有較好的纏繞性和直焊性卜但不能用于充油變壓器和密封電機中。這種漆包線目前基本不再使用,已被其他品種所代替。

尼龍外涂層漆包線2聚酯/尼龍復(fù)合漆包線

這種漆包線耐熱等級為15℃,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為NEM人MW24。聚酯和尼龍的結(jié)合,使漆膜具有良好的耐熱沖擊性能和優(yōu)良的纏繞性能,可供由于超負(fù)荷而產(chǎn)生瞬間過熱的電機繞組使用。

尼龍外涂層漆包線3聚氨酯/尼龍復(fù)合漆包線

它的耐熱等級為130℃,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為NEMAMw28一。漆包線內(nèi)涂層為聚氨酥外涂層為尼龍66,它不必去除漆膜即能焊錫,并具有尼龍和聚氨酯兩者的特性。采用尼龍表層,有利于提高纏繞性和擴大浸漬漆選擇余地。對于高速旋轉(zhuǎn)的小型電樞繞組以及需要固化凝結(jié)的浸漬漆,使用這種漆包線的效果良好。

尼龍外涂層漆包線4聚乙烯醉縮甲醛/尼龍復(fù)合漆包線

它的耐熱等級為10o5C,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為NEMAMW17一c。該漆包線內(nèi)層漆膜為縮甲醛,外層漆膜為尼龍66,因此具有縮醛和尼龍兩者的特性。尼龍?zhí)岣吡似岚€的纏繞性,并擴大了對浸漬漆的選擇余地。

這種漆包線繞組可趁熱浸入含有強溶劑的浸漬漆中,因此固化后的浸漬漆膜堅硬,能忍受高速旋轉(zhuǎn)。它主要用于旋轉(zhuǎn)設(shè)備中。

尼龍外涂層漆包線5THEIC改性聚酯/改性芳香酰胺復(fù)合漆包線

由美國生產(chǎn)的這種結(jié)構(gòu)的漆包線,耐熱等級為20℃。它是專為在高濕度環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的。在100相對濕度、80℃、交流150OV條件下,至漆膜破損的時間為40min。這種漆包線提高了纏繞性能和嵌入性能,在密封環(huán)境下使用性能優(yōu)越。

尼龍外涂層漆包線6改性聚氨酯/尼龍復(fù)合漆包線

它的耐熱等級為155℃,可以直焊,在繞線和嵌線時具有優(yōu)良的機械保護性能,可在高速自動繞線機上繞制線圈,耐熱沖擊性能良好。它廣泛應(yīng)用于繼電器、螺線管及步進電機等電氣設(shè)備中。

尼龍為聚酞胺的商品名稱。聚酞胺因分是耐燃、耐磨、拉伸強度高,熔融態(tài)樹脂流動子中含有酸胺鍵而得名,它是具有很多重復(fù)性高,但吸水性較大。主要用于制造合成纖酞胺基團的樹脂性物質(zhì)的總稱,包括脂肪族維、增強塑料和絕緣材料等,用途極廣。

聚酞胺、脂肪族一芳香族聚酞胺及芳香族聚酞尼龍的種類較多,并根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)中胺等。聚酞胺主要由二元酸與二元胺,或由的碳原子數(shù)而命名。如尼龍6是由含6個碳氨基酸經(jīng)縮聚而成,通常為白色至淡黃色的原子的己內(nèi)酞胺或一氨基己酸制得;尼龍6不透明固體物,熔點180一280℃,密度1.06是由含6個碳原子的己二胺和含有6個碳原~1.159/cm3,不榕于乙醇、丙酮、乙酸乙酷子的己二酸制得。已工業(yè)化生產(chǎn)的有尼和烴類等普通溶劑,但溶于酚類、硫酸、甲酸、龍6、7、9、11、12、46、610、612和1010等。乙酸和某些無機鹽溶液。聚酞胺一般耐油由于尼龍具有良好的絕緣性能,用它涂脂、礦物油和水,但高溫下易分解;共同特點制的漆包線漆膜耐磨性高,柔韌性和附著力好,表面摩擦系數(shù)小,且有潤滑作用,有利于高速繞線,因此已廣泛應(yīng)用于漆包線生產(chǎn)中。這類尼龍有尼龍6,尼龍11,尼龍12,尼龍46,尼龍66以及共聚尼龍等。

尼龍外涂層漆包線用于涂制單一涂層漆包線

美國于60年代初期開始使用尼龍6涂制漆包線,其耐熱等級為105℃,符合NEMAMW6一C技術(shù)條件。用尼龍涂制的漆包線,漆層光滑,耐磨性好,因而具有良好的纏繞性能;能和大多數(shù)其他絕緣化合物相容,也可與含有強溶劑的浸漬漆一起使用,可用松香一,醇焊劑和錫一鉛焊料進行焊接。

但漆膜防潮性能較差,因此不宜在防潮要求較高的電氣設(shè)備中應(yīng)用。在涂制尼龍漆包線時,有時為了降低成本,還可以使用尼龍66聚合物的邊角料。鑒于有些邊角料顏色深,涂得的漆膜色澤暗淡,美國通用電纜曾采取在尼龍邊角料中加入為尼龍量3%以上的二氧化欽,或加入為漆料含固量18%以上的二氧化欽,使涂得的漆膜光滑、色澤好。這種漆料含尼龍66纖堆15%~18%,含二氧化欽4%~12%,含溶劑68%~81%(溶劑為含20%~50%的甲酚酸以及其他溶劑)。這種漆料還可以作為其他漆層(如縮醛、聚氨酯及聚酯等)的外涂層,用來提高漆包線的可繞性及其他性能。