聚酯漆包线漆与研究进展
-
聚酯漆包线漆及研究进展
1
、概述
1.1
漆包线及漆包线漆的定义
漆包线
是一种重要的
“
电工绝缘材料
”
，就是在铜、铝、锰铜合金等金属丝上按
照特定的生产工艺涂上高分子
绝缘漆制备而成，这种特定的绝缘漆就是漆包线漆。
漆包线主要用作绕组线圈，其功效就
是在元器件工作的过程中，实现
“
电
”
“
磁
”
能量转
换。漆包线上所涂的绝缘层（即漆包线漆膜），应具有较好的热、电、机械及耐化
学性能
。
1.2
适用范围
漆包线主要使用在电子、电工、电器设备中，如电机、家用电
器、电子仪表等。
在一些特定的应用场合，则需一些特殊规格的漆包线，如随身听、电子
钟表、微型
蓄电器、电子仪表、掌上电脑等，需要细径化的漆包线；人工心脏起搏器，扬
声器
音圈，微波炉变压器需要轻量化的漆包线；蜂鸣器、微电器、电子变压器、彩电偏<
/p>
转，则需要自粘性的漆包线。随着工业的飞速发展，电子、电器、电工领域发展很
快，几乎与电有关的各种设备、仪器、仪表都离不开漆包线，所以漆包线漆是不可
替代的工业材料。
1.3
种类
1.3.1
按树脂种类分
油基漆
包线漆，是用干性植物油，酚醛树脂经过高温熬炼后以煤油稀释而成。
该漆具有较好的抗
潮、耐油和绝缘性能。由于该漆价格较低，柔韧性又好，过去在
0.08-1.2mm<
/p>
线径的铜线上有一定的用量（耐热等级：
A
）。由于耐热等级低，现在
一般不用。
缩醛漆包线漆，是由聚乙烯醇缩甲
醛树脂、酚醛树脂、氨基树脂在甲酚和二甲
苯中在高温下交联成膜，漆膜均匀光滑，柔韧
性好，对电机的嵌线工艺极为有利。
此外还具有较好的耐油，耐氟里昂性能，但耐溶剂性
差（耐热等级：
E
）。该漆经
改性后，
主要用在各种变压器中。
环氧漆包线漆，以不同的环氧树脂为单体制备而成，具有优良的化学特性，耐
< br>热性好，耐冷冻剂，但缠绕性及耐冲击性较差，过去主要用于潜水机、冷冻机、油
浸式变压线圈（耐热等级：
E
）。但由于存在综合性能差，耐热
等级低，现在也不
单独使用。
聚氨酯漆包线漆，是由多羟基聚酯
和封闭异氰酸酯两部分组成。自粘性好，直
焊性好，允许采用较高的车速，可达
250m/min
；能与各种染料相混合，用来生产
各种彩色漆包线。从一开始的
E
、
A
级到
B
级，现在已发展到
F
、
H
级，且发展前
景很好。
<
/p>
聚酰亚胺（
PI
），首先由美国杜邦公司
进行工业化生产，一般通过均苯四酸二
酐同
4
< br>，
4’
-
二氨基二苯醚缩聚反应
得到聚酰胺酸预聚物再经烘培、脱水环化而得。
目前已开发到
C
级，关于无溶剂聚酰亚胺漆和耐冷媒性漆的研究也有报导。
聚酰胺
酰亚胺漆
(PAI)
，通常是用偏苯三甲酸酐与
4
，
4’
-
< br>二苯基甲烷二异氰酸酯
在极性溶剂中反应制得。是综合性能较为均衡的一种漆包线
漆，被称为
“
万能漆包线
漆
”
，主要用于制备复合线，但由于成本较高没有得到大量使用。
聚酰脲漆包线漆，是德国贝尔涂料工厂
1970
年公布
的新型高温漆包线漆，机
械强度高，耐热温度为
210
℃，湿热性和对于抗过载电流的稳定性较好。由于生产
工艺尚不成熟，目
前尚没有得到推广使用。
1.3.2
其他
耐热性
漆包线漆。漆包线的耐热等级按温度指数可分为
90
，
105
，
130
，
155
，
180
和
200
以上六个等级。
55
℃（即
F
级及
F
级以上）的为耐热性漆包线。除以上
常用耐热漆包线外，还有聚四氟乙烯
水散体漆（制成漆包线可在
220
℃以上使用，
并具有高频特性）
、聚苯咪唑咯酮漆，聚噻唑漆，陶瓷漆等，但成本高，生产量
小，
只在特殊场合使用。
耐水性漆包线漆，以环氧树脂为主
体，即在漆包线外层覆盖一层聚乙烯后再将
整个线圈用环氧树脂处理。
< br>
阻燃性漆包线漆，
95
年日本
Nippon Unicar
公司首先研制：
100
份树脂添加
5-10
份磷酸衍生物（磷酸胺类）所成的漆具有优良的阻燃性。在国内
虽已研制，但没投
入规模化生产。
自粘性漆，是在漆包线外层涂一层
粘结层的材料，如聚乙烯醇叔丁醛、环氧树
脂、热型性聚酯以及共聚尼龙，近年来国外又
发展了聚酯亚胺自粘性漆。
无（低）公害漆包线漆，漆包线大部分是有机溶剂，其占有量达
60
-80%
，在
漆包烘培时所蒸发的溶剂，有毒或有气味，所以要
采取措施改善漆和漆包线的生产
环境。如芳香溶剂漆（主要采用
N-
甲基吡咯烷酮，醇类衍生物等极性溶剂
< br>）
、高固
体量漆或无溶剂漆、水系漆等取代甲酚、二甲苯
，以减少对环境的污染。
2
、
聚酯漆包线漆及研究进展
2.1
聚酯漆包线漆的特点及生产工艺过程
聚酯漆包线漆（
PE
）的出现是漆包线的一次飞跃，它与铜线有
很好的附着力，高柔
韧性及优良的耐热性、弹性、耐刮性、耐电压性和耐溶剂性，但热冲
击性能较差，
在密闭的油箱中迅速老化、分解，这就限制了它在油浸式变压器和充油防水
电机中
的应用。
[10][13-16]
表
1.
参考
配方及工艺
原料名称
％
原料名称
％
对苯二
甲酸二甲酯（
DMT
）
24.0
环烷酸锌液
0.8
乙二醇
12.0
正钛酸丁酯
0.05
甘油
6.85
合计
100
间／对甲酚
36.0
固体含量
30
二甲苯
20.34
粘度
（涂
4
杯
s
）
80-180
醋酸锌
0.01
合成工艺：
［
18-19
］
加料升温至
155
< br>℃
→
酯化脱甲醇
155
～
200
℃
→
酯化保温
200
～
23
5
℃
→
真空缩聚
240
～
250
℃解除真空，升温<
/p>
1
～
2h
，加第
一次甲酚（总量的
3
／
7
）
，升温至
205
～
215
℃，真空度升至
< br>86Kpa
。
→
保温加第二次甲
酚（余量）
，酚解
0.5h
，冷至
135
℃
以下，出料与环烷酸锌、正钛酸丁
酯混合。
→
过滤，包装
→
成品漆
2.2
聚酯漆包线漆的市场调查
国外聚酯漆包线漆已由
E
、
B
级向
F
、
H
级转化，
E
、
B
级级少量生产有的甚至停止
< br>生产，并向改性聚酯、聚酯亚胺、复合型、多功能型方向发展。
[18]
国内大部分仍停留在
B
级水平，
F
、
H
级聚酯漆虽在
70
年代就已起步，但由于经济
原因，不能为广大漆包线厂所接受。随着社会进步，生活水平提高，电机、电器工
业迅猛发展，聚酯漆包线的市场消耗也大幅度增长。
市场调查表明，国内外有几千家专业生产聚酯漆包线漆的厂家
，各类聚酯漆包线漆
的总年产量大约在
15
万吨，表
1
，表
2
分别列出具有代表性的生产厂家。
表
2.
国外主要生产聚酯漆包线漆的厂家
厂家
主要生产的聚酯漆包线漆
俄国的波多斯克、普斯柯夫、切博克萨雷、萨马拉电缆厂
[20]
THEIC-
聚酯亚胺、
THEIC-
聚酯酰亚胺无甲酚型、聚酯、
聚酯酰亚胺