尼龍外塗層自粘性漆包線

在漆包線生產中,尼龍可用於塗制單一塗層漆包線,但主要用於塗制複合塗層自粘性漆包線,如聚酯/尼龍複合漆包線、聚氨酯/尼龍複合漆包線、聚乙烯醇縮甲醛/尼龍複合漆包線等,藉以提高漆包線的性能,滿足不同的使用要求。

基本介紹

• 中文名：尼龍外塗層自粘性漆包線

1自粘性漆包線

自粘性漆包線漆發展歷程

漆包線的結構非常簡單，只有裸導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、聚醯胺醯亞胺等。而這些基本都是通過塗線後繞成線圈再通過浸塗粘結樹脂使各匝導線粘結在一起。該工藝比較複雜、繁瑣，而且對於環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的溶劑或者加熱的條件下，使各匝線圈相互粘合成型。據文獻資料記載，1958年美國成功研製出具有實用意義的自粘性漆包線漆，20 世紀60 年代中期我國也研製成功複合塗層的自粘性漆包線漆。當時主要是出於製造黑白電視機偏轉線圈的需要。70年代我國研製了自粘直焊漆包線，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。80～90 年代，自粘性漆包線已成功地套用於三相電動機、密封電機和變壓器中。至於家電(如吸塵器、微波爐等)、音響設備等各個方面，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、環氧等發展到脂肪族聚醯胺、聚酯亞胺和芳香族聚醯胺等品種上。自粘性漆從低耐熱等級發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品也不斷開發成功。

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，從繞線機上取下後，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工藝。通過烘焙或線圈直接通電加熱(或藉助適當的溶劑)，使自粘性塗層相互粘結，冷卻後即能固定成型。自粘性漆的主要特點是能一次成型，無需通過預烘、浸漆、滴乾、烘乾等工序，在簡化工藝的同時還能夠保護環境，減少大量有機溶劑的釋放，節約能源。而且一些比較特殊的工件結構用普通的漆包線漆塗覆的難度非常大，有的甚至無法塗覆，所以自粘性漆包線漆的優勢就非常明顯。

自粘性漆包線漆的發展方向

目前的電機都朝體積小的方向發展，線圈在使用過程中將會產生非常大的熱量，所以對絕緣材料的耐熱等級要求也在不斷提高。雖然現在已經有多種自粘性漆包線漆的塗料在套用，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此類的絕緣漆。芳香族聚醯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。這裡所說的芳香族聚醯胺樹脂，是指芳脂族聚醯胺樹脂，就是其主鏈中有比較長的脂肪鏈。根據美國專利，史堪納迪對此做了比較詳細的研究。對於完全的芳香族聚醯胺樹脂，其主鏈結構中沒有可以粘結的單元，即使是升溫到260 ℃，它也不會相互粘結成型。而全脂肪族的聚醯胺樹脂雖然有很好的粘結能力，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缺點，所以考慮在脂肪族聚醯胺樹脂中引入苯環來改善脂肪族樹脂的缺點。一般所採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。

配方中大多採用甲苯二異氰酸酯(TDI)和4,4'二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，而二元酸較多採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，降低結晶性。反應物中—COOH/—NCO 的物質的量之比在1/0.99~1/0.95 之間合成的樹脂綜合性能較為優秀。

採用上述配方比例，經過適當調整，合成了熱塑型芳脂族聚醯胺樹脂(AAPA)，採用多層複合配套體系，外層塗覆AAPA 樹脂，在180 ℃下30 min 使其粘結成型，然後分別在180 ℃和200 ℃下測試其粘結程度，200 ℃下的粘結力降至180 ℃下的1/3，是常溫粘結力的1/10，但是其粘結力仍然滿足使用要求。而且該樹脂的耐潮濕性能同尼龍-11 一樣的優秀。另外還有一種熱固性的芳脂族聚醯胺樹脂，一般採用封閉異氰酸酯進行後固化，就是必須要在樹脂粘合成型後，繼續升溫，解封閉異氰酸酯進行固化，這樣可以使樹脂的交聯度變高，也能相應提高耐熱性能。但是這種樹脂市場上比較少見。在這裡不作贅述。

對於自粘性漆最主要的指標之一就是粘結力，這包括兩個方面，其一：再軟化溫度，即經過熱粘合後，具有一定的粘結力，再升溫使其失去粘結力的溫度，這個對確定漆膜的耐熱型是具有實際意義的數據；其二：高溫區域的粘結力，就是在使用溫度下，長時間保持較高的粘結力，不至於被破壞，而這個區域即為推薦使用溫度。聚醯胺樹脂具有良好的粘結力，銅線塗漆繞線後在一定溫度(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。經測量，在170～200 ℃的使用溫度下，聚醯胺漆包線漆仍能提供相當高的粘結力。現在漆包線線圈一般都採用高速自動繞線，在繞制線圈的過程中，不可避免地會使導線受到衝擊和摩擦，這樣就會對絕緣漆膜產生破壞，影響使用。為了快速繞線，以前使用石蠟等潤滑劑塗覆在漆膜表面來增加漆膜的潤滑，但是這樣會影響導線固定，使相互粘結不牢固。而聚醯胺樹脂具有自潤滑和高耐磨耗性能，在繞制過程中不會產生上面所述的問題。

芳脂族聚醯胺樹脂由於主鏈中含有苯環結構，苯環對樹脂的低溫性能有很大的影響，苯環在低溫下的振動具有次級轉變，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塗覆，其套用範圍較廣。

2尼龍概述

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,熔融態樹脂流動子中含有酸胺鍵而得名,它是具有很多重複性高,但吸水性較大。主要用於製造合成纖酞胺基團的樹脂性物質的總稱,包括脂肪族維、增強塑膠和絕緣材料等,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,並根據其分子結構中胺等。聚酞胺主要由二元酸與二元胺,或由的碳原子數而命名。如尼龍6是由含6個碳胺基酸經縮聚而成,通常為白色至淡黃色的原子的己內酞胺或一氨基己酸製得;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,不榕於乙醇、丙酮、乙酸乙酷子的己二酸製得。已工業化生產的有尼和烴類等普通溶劑,但溶於酚類、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。聚酞胺一般耐油由於尼龍具有良好的絕緣性能,用它塗脂、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,表面摩擦係數小,且有潤滑作用,有利於高速繞線,因此已廣泛套用於漆包線生產中。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。

3尼龍外塗層自粘性漆包線

在各種用作為自粘性漆料組份中,由於縮丁醛在高溫下的粘合強度較差,環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向尼龍。

尼龍為聚醯胺的商品名稱。尼龍具有良好的絕緣性能,用它塗制的漆包線,漆膜的耐磨性、柔韌性和附著力好,表面摩擦係數小,且有潤滑作用,故有利於高速繞線。

在漆包線生產中,尼龍可用於塗制單一塗層漆包線,但主要用於塗制複合塗層自粘性漆包線,如聚酯/尼龍複合漆包線、聚氨酯/尼龍複合漆包線、聚乙烯醇縮甲醛/尼龍複合漆包線等,藉以提高漆包線的性能,滿足不同的使用要求。用尼龍塗制的自粘性漆包線,已逐步成為自粘性漆包線研究和發展的主流,美國、日本等國家經常有專利公布。由於尼龍11及尼龍12的熔融溫度高,動摩擦係數比其它品種尼龍低,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型兩種尼龍樹脂塗制複合塗層自粘性漆包線。A型尼龍粘合層可在140～150°C、10～30min內粘合,粘合溫度低於縮丁醛,粘合強度則高於縮丁醛,它用作為聚氨酯、聚酯、聚酯亞胺、聚酯亞胺/聚醯胺醯亞胺、聚醯胺醯亞胺以及直焊性聚酯、直焊性聚酯亞胺的外塗層,以製得多種複合塗層自粘性漆包線。D型尼龍粘合層在180～210°C、10～30min內粘合;也可使用熔劑粘合,粘合方法是在浸入乙醇後,在160～200°C下加熱10～30min。D型尼龍的耐熱性及粘合強度均高於環氧。這類複合塗層自粘性漆包線適用於偏轉線圈、小型電機及變壓器等。