自粘漆

自粘漆膜:與普通自粘漆包線相比，單面自粘漆包線也是在縮醛漆上涂環(huán)氧自粘漆，唯一的差別是后者僅在導線的寬面涂自粘漆而窄面不涂 。 單面涂自粘漆的基本要求:

自粘漆膜厚度:研究表明，粘結(jié)力隨自粘漆膜厚度的增加而增加，但當漆膜厚度達到一定值時，粘結(jié)力不再增加，漆膜太厚時，粘結(jié)力反而下降。 試驗證明自粘漆膜在 0.02-0.04㎜之間時，粘結(jié)力最強，因此單面涂自粘漆時，漆膜選 0.02㎜;雙面涂自粘漆時，漆膜厚度選 0.04㎜ 。

自粘漆膜寬度:對于單面涂自粘漆的漆包線，自粘漆膜到底應涂多寬，目前各變壓器廠家都無標準，實踐證明只要自粘漆膜寬度為漆包扁線寬度的50%-80%時，就能滿足粘合強度的要求。通常涂覆寬度為導線寬度的60% 。

直流電阻率:當導線的屈服強度 Rp0.2≤240 MPa 時，在 20℃時的直流電阻率應不大于 0.017241Ω· mm2/m;當導線的屈服強度 Rp0.2>240 MPa 時，在20℃時的直流電阻率最大應不大于 0.01740Ω· mm2/m 。

附著性試驗:應將漆包扁線拉伸 15%，絕緣失去距離應小于 1×導體寬邊尺寸 。

熱沖擊:扁線在直徑為六倍于導體窄邊尺寸的圓棒上進行寬邊彎曲后，絕緣應不開裂。對 120 級縮醛漆包線，最小熱沖擊溫度為 155℃ 。

擊穿電壓:室溫下，五個試樣中至少應有四個在小于或等于表 1 規(guī)定的電壓下不發(fā)生擊穿，另一個試樣在小于表 1 規(guī)定值 50%的電壓下不應發(fā)生擊穿。用戶要求時，應進行高溫試驗，縮醛漆包線的高溫試驗溫度為120℃ 。

漆包線粘合強度試驗:要 求 在 105℃ 下 繃 緊 狀 態(tài) 時 兩 根 導 線 間 的 最 小 粘 合 強 度 為5N/mm2。試驗程序如下:兩根導線(每根長約 200mm)在平臺上仔細伸直，兩根導線寬面上下重疊搭接在一起，搭接長度 25㎜。然后放進一個帶 1N/mm2 壓力的夾緊裝置中。導線在(120±5)℃下固化 20-24小時，整個固化過程中壓力應為 1N/mm2。 試樣在溫度 105℃烘箱放置至少 15 分鐘做拉力試驗，試驗在 30 分鐘內(nèi)結(jié)束 。

導線的整體抗彎試驗:

(1)試樣的制備:準備三根長度為 450-600mm 的連續(xù)換位導線或組合導線試樣。每根試樣的長度:對換位導線，n<33 的連續(xù)換位導線為 450mm;n≥33 的連續(xù)換位導線為 600mm。組合導線取 450mm 長。每根試樣應從原線盤上剪取，不要彎折導線。 采用適當方式將導線股固定 。

熱處理:通過一個裝置，將導線試樣加工成直徑為 1000mm 的形狀且軸向用夾子壓緊。熱處理在溫度為 120±5℃空氣循環(huán)烘爐中處理 24 小時，或在 110±5℃下處理 48 小時。之后在室溫下冷卻至少 6 個小時 。

(2)試驗方法:每個試樣應放置在凹面朝上折彎機的圓柱支架上，凸面朝著彎曲機的下部。對試樣施加壓力直至導線坍塌為止。支架之間的距離 d 取 150mm 或 300mm，對連續(xù)換位導線取決于線股數(shù) 。

N<33 的連續(xù)換位導線為 150mm;N≥33 的連續(xù)換位導線為 300mm。對組合導線 d 取 150mm。導線的抗彎試驗在變壓器油或硅油中進行，試樣應在油中放置 30 分鐘左右，使試樣和油溫一致時，即可進行試驗。導線在常溫下進行固化前和固化后的兩種彎曲，固化后的導線還需在105℃進行抗彎試驗。 繪制承載與彎曲曲線圖，即應力與撓度曲線圖，試驗結(jié)果取平均值 。

自粘性 漆包線是本世紀 4 0 年代問世的。 起初僅用于電視機偏轉(zhuǎn)線圈 , 品種主要是 A 、 E級 縮醛類 自粘漆 包線 。由于其特殊的加工性 , 使得 線圈的 制造簡便易行 , 既節(jié) 約了勞 動 力和原材料 , 又減 少了 由浸漬過 程帶來的環(huán) 境污 染 , 并且 易于 工業(yè) 自動化 。 因 此 , 自粘漆包線 發(fā) 展很快 , 國外 已有各 種耐熱等級的 自粘性漆包 線 。 應 用范圍 已擴展到 電器 , 儀表 , 電機 等領域 。 是近年來研 究的一個 非常活躍 的方 面 。國 內(nèi)對 自粘性 漆包 線的開發(fā) 始于 6 0 年 代 , 品種一直 以 聚乙 烯 醇縮醛為 主 , 直到 8 0 年代才出現(xiàn) 了環(huán)氧類 , 聚酞胺類 自粘漆包 線 。 品種 少 , 耐熱等級 低 , 應 用范 圍小 。 為 此我 們研 制 了一種新 型 自粘 漆包線 漆 。 用 該漆涂 制的 自粘 漆包線 有較 好的綜 合性能 。

自粘性漆包線能在溶劑的作用或是在熱風、通電、烘烤加熱下實現(xiàn)線與線之間的粘合成型，主要應用于無骨架線圈的制造，目前大量應用在電機、電視機、顯示器的偏轉(zhuǎn)線圈領域。近年來，隨著產(chǎn)品設計水平的提高，電機、電器和電子產(chǎn)品朝著體積小的方向發(fā)展，線圈在使用過程中會產(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，漆包線除了要求有良好的電性能、機械性能、化學性能以及適應高速自動繞線、機械嵌線所需的耐加工性能外，還必須有優(yōu)良的耐熱性。但是在高耐熱等級(如 H 級)的自粘漆的研制發(fā)展上，中國與國外先進水平相差很遠，甚至還有進一步拉大距離的可能，國內(nèi)所需的高耐熱自粘漆基本上依賴進口。因此，研制并最終生成出符合技術(shù)標準及應用要求的高耐熱自粘漆，徹底替代進口產(chǎn)品，具有重大的現(xiàn)實意義 。

在各種用作自粘漆料組分中，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，因此這兩種材料用作自粘漆料組分時均有一定的局限性。多年以前，漆包線用的自粘材料已逐步轉(zhuǎn)向聚酰胺樹脂。對于全芳香族聚酰胺樹脂，其主鏈結(jié)構(gòu)中沒有可以粘結(jié)的單元，即使是升溫至260 ℃，它也不會相互粘結(jié)成型;全脂肪族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 。

近年來，隨著電壓的不斷升高，變壓器的電壓和容量也不斷增加。與此同時，大型電力變壓器因突發(fā)短路引起的繞組損壞也明顯增高，為了解決突發(fā)短路給繞組帶來的損壞，增強線圈的機械強度，自粘換位導線應運而生。 自粘換位導線，它多是由奇數(shù)根的自粘漆包線組成寬面相互接觸的兩列，按要求在兩列漆包扁線上沿窄面做同一轉(zhuǎn)向換位并用繞包材料緊密繞包的繞組線。自粘漆包線是在普通縮醛漆包線的基礎上四個面涂敷自粘漆而形成的復合涂層漆包線。 當繞組經(jīng)氣相干燥后，漆包線會粘結(jié)成一個整體，從而提高了繞組的機械強度，進而增強了變壓器的抗短路能力。 但隨著研究的深入，上述自粘漆包線的缺點也逐漸暴露出來，主要有以下幾點:(1)自粘換位導線由于四面均涂自粘漆，經(jīng)固化后自粘漆大量溢出，堵塞油道，影響變壓器散熱效果，甚至對變壓器局放也產(chǎn)生不良影響;(2)由于導線四個面涂漆，外形尺寸增大，造成線圈體積變大，成本增加。為了克服普通自粘漆包線的上述缺點，單面涂自粘漆的漆包線應運而生 。

單面自粘漆包線根據(jù)其用途，分為兩種:a)用于自粘組合導線:此時僅在縮醛漆包線的一個寬面上涂自粘漆，另一個寬面和兩個窄面不涂自粘漆，這是真正意義上的單面自粘漆包線，組合時，兩個涂有自粘漆的面貼在一起，再包絕緣紙形成組合導線。b)用于換位導線:此時需在縮醛漆包線的兩個寬面上涂自粘漆，兩個窄面不涂自粘漆，嚴格講這時應叫兩面涂自粘漆的漆包線，但人們?nèi)粤晳T稱為單面涂漆。使用單面自粘漆包線生產(chǎn)的自粘組合導線和自粘半硬換位導線在我國云廣±800kV 和寧東±660kV 直流輸電工程中已成功首次使用，并且在不遠的將來其必將取代傳統(tǒng)自粘漆包線而廣泛應用 。

單面涂自粘漆的漆包導線，通常自粘漆涂覆寬度為導線寬度的60%左右，漆膜厚度根據(jù)自粘組合導線和自粘換位導線的應用而分別取 0.02mm 和 0.04mm。自粘導線的熱粘合性能最為重要。因此熱粘合強度和油中抗彎試驗是非常重要的兩個指標，它直接決定單面自粘導線是否合格。 經(jīng)大量試驗數(shù)據(jù)分析和研究，使用國產(chǎn)自粘漆的導線，其判定指標如下:(1)105℃單面自粘漆包線的粘合強度不小于 5Mpa;(2)導線整體抗彎試驗:常溫下，固化后的抗彎力應是未固化時抗彎力的 6 倍以上;導線在 105℃時油中的抗彎力應為常溫時未固化導線抗彎力的 4 倍以上 。

但是，近年來對變壓器突發(fā)短路的越來越重視，對變壓器抗突發(fā)短路的能力也越來越高，變壓器廠家甚至要求在導線在 120℃的指標也能達到上述要求。據(jù)筆者了解，國外導線廠家已可以達到上述指標，而影響上述兩個指標的關鍵因素是自粘漆，國產(chǎn)自粘漆在溫度升高的過程中，粘結(jié)強度衰減過快，已成一大隱患。因此國內(nèi)生產(chǎn)自粘漆的廠家對此必須高度重視，盡快提高自粘漆的質(zhì)量，從而提高導線在高溫下的粘結(jié)強度，進而提高導線的抗短路能力 。

(1)外觀:將漆樣倒入 15 mm 的干燥潔凈無色透明管中，在室溫下靜置至氣泡消失后，在白晝散射光下對光觀察漆的顏色是否透明，有無機械雜質(zhì)和不溶解的粒子 。

(2)流平性:將 0.1×80×100 mm 銅片用酒精洗干凈后，晾干備用。準備原漆一份，把備用銅片放在漆液內(nèi)浸 1 min，取出掛在理化室內(nèi)把多余的漆流去后，放置在 180±3 ℃恒溫箱內(nèi)，烘焙 30 min 后取出，觀察涂片的色澤變化(或與前批漆板對比)，漆膜不應有堆積和微粒、雜質(zhì)現(xiàn)象 。

(3)固體含量:玻璃皿直徑 7.5 mm，高約 15~20 mm，預先在 120 ℃烘箱中加熱 30 min，在干燥皿中冷卻后稱量，在皿中加入 1.5~2.0 g 漆，使其均勻分布在皿底。在空氣中放置30 min 后，水平放置在 180 ℃烘箱中，加熱 1 h。試樣取出，放在干燥皿內(nèi)冷卻到室溫，再稱量計算固含量 。

(4)粘度: 25 ℃， NDJ-79 型旋轉(zhuǎn)粘度計， <10000 mPa?s 。

(1)外觀:漆包線的表面光滑，色澤均勻，常溫下無漆膜粘接(目測) 。

(2)漆膜連續(xù)性:取約 6 m 長的漆包線樣品，將樣品放入125 ℃的烘箱中加熱 10 min，加熱處理后，樣品不能受到彎曲也不能受到拉伸。將樣品放入 0.2 %食鹽水中，食鹽水中滴入適量 3 %酚酞的乙醇溶液，漆包線浸液長度應為 5 m。然后將溶液作為正極，試樣的導體作為負極施加 12 V 直流電壓 1 min，檢查產(chǎn)生的針孔數(shù) 。

(3)粘結(jié)力:將漆包線樣品緊密繞制在直徑為 3.0 mm 的拋光圓棒上，繞制圈數(shù)為 45 圈，加在線圈上的負荷為 0.5 N，然后將螺旋線圈樣品放入 170±2 ℃的烘箱中加熱 30 min，取出冷卻至常溫后，在其下端垂直掛上負荷來測定試樣是否能承受規(guī)定的負荷。測得粘接斷開(第一圈和最后一圈除外)時的負荷即為粘結(jié)力 。

(4)耐熱性:將漆包線樣品用紙管繞線法繞成線圈，在線圈的一個端點放上載荷，載荷為允許最小粘結(jié)力的一半。然后將線圈套上心蕊，懸空吊入恒溫箱中逐漸升溫，直到重載將導線拉長，完全脫落時的溫度為其耐熱等級 。

首先是涂漆的道次，由于重力作用在漆層厚時非常突出，所以一般要采取"薄漆多涂"才能形成良好漆膜。涂漆道次的多少受漆液的固含量、粘度、表面張力、漆層厚度等的影響，生產(chǎn)細規(guī)格線時，涂漆道次的多少直接影響外觀和針孔等性能 。

其次是蒸發(fā)區(qū)的溫度，如果蒸發(fā)區(qū)溫度低，漆包線的表面形成縮漆毛，這是因為銅線涂漆后在線上形成一層均勻的漆液，如果不迅速焙烘成膜，由于漆液的表面張力和潤濕角作用造成縮漆，當蒸發(fā)區(qū)溫度低時漆液的溫度也低，溶劑蒸發(fā)時間長，漆液在溶劑蒸發(fā)時的運動性小，流平性差;當蒸發(fā)區(qū)溫度高時漆液的溫度也高，溶劑蒸發(fā)時間短，漆液在溶劑蒸發(fā)時的運動性大，流平性好，漆包線的表面就光滑;如果蒸發(fā)區(qū)溫度過高，則涂好漆層的銅線一進入烘爐其外層的溶劑就急速蒸發(fā)使漆基樹脂很快形成"凍膠"從而阻礙內(nèi)層溶劑繼續(xù)向外遷移，結(jié)果內(nèi)層大量的溶劑隨著線的行進進入高溫區(qū)后受到強制性揮發(fā)或沸騰，破壞了表層漆膜的連續(xù)性，造成漆膜的針孔、氣泡等質(zhì)量問題 。

除了上述因素外，固化反應非常重要，它直接關系到漆包線的多項性能。銅線經(jīng)蒸發(fā)區(qū)后進入固化區(qū)，主要發(fā)生的是漆基的交聯(lián)固化，固化反應中，溶劑氣體的密度大或氣體內(nèi)的濕度大都影響結(jié)膜反應，使漆膜耐刮性，固化不足或固化過度都將使粘結(jié)強度受到破壞。漆膜的適當固化，主要取決于烘焙時間(也就是行線速度)和烘焙溫度，在同樣的條件下，烘焙溫度高，固化程度大，同樣的烘焙溫度下，行線速度慢固化程度大。采取同樣的行線速度和烘焙溫度，同一種漆對于不同線徑的銅線，固化程度是不一樣的，從實驗中發(fā)現(xiàn)烘焙溫度不變時，線徑與線速滿足經(jīng)驗值D(mm)×V(m/min)= 16~20 時， 漆膜固化較充分 。

(1)篩選合適的共聚酰胺熱熔膠及溶劑體系，通過復配各種助劑，控制合成工藝條件，研制了可用于高耐熱性線圈線材外層的的熱熔自粘漆。該漆具有高固含量、低粘度、流平性好等特點 。

(2)該面漆與聚酯酰亞胺底漆在有關線纜廠進行了工藝性試涂，經(jīng)涂覆、固化后的漆包線各項性能指標均合格，無表面缺陷，粘結(jié)性能好，耐熱等級達到 C 級(180 ℃以上) 。