技术领域
[0001] 本
发明涉及三层绝缘绕组线技术领域,尤其是涉及一种用于绕组线最外层的包覆绝缘 材料。
背景技术
[0002] 三层绝缘绕组线是一种高
信号传输、高耐压、高屏蔽的绝缘线,其是由金属导体以及 包覆在金属导体外部的三种绝缘层组成。随着三层绝缘
导线应用领域的不断扩展,人们对三 层绝缘导线的要求也越来越高。特别是在高压和高变频技术领域,不光要求其金属导体具有 良好的高
信号传输、高耐压、高屏蔽性能,而且对其绝缘层的工作环境适应性能要求也越来 越高,不仅要求绝缘层具有良好的绝缘强度,还要有优良的耐热性、
耐磨性、柔软性及良好 的耐焊
锡性。
[0003] 传统三层绝缘线最外层包覆的绝缘保护层多为普通尼龙或者
铁氟龙、PPS等材质,而 选用尼龙作为最外包覆绝缘层时,虽绝缘强度满足要求,但其实际使用过程中耐焊锡性欠佳, 在420~450℃锡炉中停留后易出现起泡、漏金属导体等
质量问题,影响后续使用;选用铁氟 龙作为最外包覆绝缘层时,因其含有氟元素,加工过程中会产生有毒气体,对人体有害且会 污染环境,同时铁氟龙材料加工过程中还对会分解产生
腐蚀性物质,这些腐蚀性物质会对加 工设备造成严重的腐蚀,降低设备的使用寿命;选用PPS作为最外包覆绝缘层时,一方面加 工流动性欠佳,另一方面,在耐温等级达到B(130℃)级或者更高的F级(155℃)时,在 225℃或240℃
烘烤半小时弯折后,会出现表面老化开裂及绝缘强度下降等问题,影响产品的 实用性和安全性。
[0004] 另外,
申请公布号CN103426515A,申请公布日2013.12.04的中国
专利公开了一种新 型
镀锡绝缘绕组线,由
铜导体、
镀锡层、两层聚苯硫醚绝缘层和聚酰胺
树脂层组成,其特征 在于:所述的镀锡层镀于铜导体外面,所述的两层聚苯硫醚绝缘层依次挤包于镀锡层外面, 所述的聚酰胺树脂层挤包于两层聚苯硫醚绝缘层外面。该绕组线最外层为聚酰胺树脂层(普 通尼龙层),依旧存在虽绝缘强度满足要求,但其实际使用过程中耐焊锡性欠佳,在420~450℃ 锡炉中停留后易出现起泡、漏金属导体等质量问题,影响后续使用的问题。
[0005] 因此,在兼顾环保和制造成本的前提下,如何提升绝缘绕组线的耐热性、耐焊锡性成 为线缆生产企业研发的重点和方向。
发明内容
[0006] 本发明是为了解决
现有技术的用于绕组线最外层的包覆绝缘材料所存在的上述技术 问题,提供了一种耐热性、耐焊锡性、
力学强度和柔韧性好,抗弯曲能力强的用于绕组线最 外层的包覆绝缘材料。
[0007] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:本发明的一种用于绕组线最外层的包覆绝缘材料,以重量份计,包括以下原料组分:60~80 份高温尼龙,20~30份聚酰胺,0.1~1份抗
氧剂。本发明优化了用于绕组线最外层的包覆绝缘 材料配方,使得材料不但具有极佳的流动性,而且力学强度和柔韧性好,将其经挤塑机挤包 于绕组线的次外绝缘保护层外表面,能均匀无缝地贴合于次外绝缘保护层外表面,得到的绕 组线不仅外表面非常光滑,耐温等级可达到F级(155℃),同时材料的耐焊锡性得到了极大 改善,于420~450℃锡炉中停留4s后,绝缘层不发生收缩、不起泡、不漏金属线芯,而且绕 制线圈时不会出现刮破皮或者折断问题,在225℃或240℃烘烤半小时弯折后,也不会出现表 面老化开裂问题,极大程度地提升了绕组线产品的实用性和安全性。
[0008] 作为优选,所述用于绕组线最外层的包覆绝缘材料包括5~10份填充材料。本发明配 方中添加了添加部分填充材料,不仅能降低制造成本,而且可进一步增强高温尼龙树脂的强 度和耐热性,进一步保证了绕组线的强度和耐焊锡性。
[0009] 作为优选,所述填充材料为滑石粉、
云母、
硅灰石、蒙脱土、
高岭土中的一种或几种, 填充材料的平均粒径2000目~5000目。
[0010] 作为优选,所述用于绕组线最外层的包覆绝缘材料包括0.1~1份
润滑剂作为优选,所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、
硬脂酸酰胺、
石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硅氧 烷中的一种或几种。
[0011] 作为优选,所述用于绕组线最外层的包覆绝缘材料包括1~2份增韧剂。
[0012] 作为优选,所述增韧剂为
马来酸酐接枝乙烯--辛烯共聚物(M-POE)、马来酸酐接枝三 元乙丙
橡胶(M-EPDM)、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(M-SEBS)、 乙烯-
丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯盐共聚物、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物中的一种或 者几种。
[0013] 作为优选,所述高温尼龙为PA46树脂、PA4T树脂和PPA树脂中的一种或几种,高温 尼龙的相对
粘度为2.5~4.0。
[0014] 作为优选,所述聚酰胺为PA6树脂和/或PA66树脂,聚酰胺相对粘度为2.5~4.0。
[0015] 作为优选,所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、铜盐类抗氧剂、N,N’- 二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺中的一种或几种。
[0016] 因此,本发明具有如下有益效果:(1)优化了用于绕组线最外层的包覆绝缘材料配方,使得材料不但具有极佳的流动性,而且 力学强度和柔韧性好,将其经挤塑机挤包于绕组线的次外绝缘保护层外表面,能均匀无缝地 贴合于次外绝缘保护层外表面,得到的绕组线不仅外表面非常光滑,耐温等级可达到F级 (155℃)。
[0017] (2)材料的耐焊锡性得到了极大改善,于420~450℃锡炉中停留4s后,绝缘层不发 生收缩、不起泡、不漏金属线芯,而且绕制线圈时不会出现刮破皮或者折断问题,在225℃ 或240℃烘烤半小时弯折后,也不会出现表面老化开裂问题,极大程度地提升了绕组线产品 的实用性和安全性。
具体实施方式
[0018] 下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0019] 为了进一步说明,本发明通过提供下述
实施例以求本领域技术人员能够对本发明的宗 旨进行清楚地理解。但应当注意,下述各实施例并非是对本发明技术方案的限定,本领域技 术人员在对各实施例进行分析和理解的同时,可结合现有知识对本发明提供的技术方案做一 系列
变形与等效替换,该变形与等效替换而得的新的技术方案亦被本发明囊括在内。
[0020] 由于本发明无法对实施例进行穷举,因此一些优选的技术特征和优选的技术方案可以 进行合理的相互替换或组合,由此而得的新的技术方案亦被囊括在本发明之中。
[0021] 以下实施例中,PA46树脂牌号TW341,DSM;PPA树脂牌号A-1240L,美国阿莫科; PA6树脂牌号M3400,广东新会美达锦纶股份有限公司;PA66树脂牌号EPR32,神马实业股 份有限公司;润滑剂牌号AC-540,美国霍尼韦尔;抗氧剂牌号Irganox 1098,德国巴斯夫。
[0022] 实施例1按70Kg高温尼龙(PA46树脂,相对粘度2.5)、20Kg聚酰胺(PA66树脂,相对粘度4.0)、
0.3Kg抗氧剂(Irganox 1098)的重量配比称取各原料后,投入高速混合锅中于400rpm的速 度混合3min,形成均匀的预混物后,投入双螺杆
挤出机进行挤出
造粒,双
螺杆挤出机加工温 度为260℃,转速为300r/min,得用于绕组线最外层的包覆绝缘材料。
[0023] 实施例2按70Kg高温尼龙(PA46树脂,相对粘度2.5)、20Kg聚酰胺(5Kg PA6树脂,相对粘度4.0;
15Kg PA66树脂,相对粘度2.5)、10Kg填充材料(5000目滑石粉)、0.1Kg抗氧剂(Irganox
1098)、 0.1Kg润滑剂(乙撑双硬脂酰胺)的重量配比称取各原料后,投入高速混合锅中于
400rpm的 速度混合3min,形成均匀的预混物后,投入
双螺杆挤出机进行挤出造粒,双螺杆挤出机加工
温度为260℃,转速为300r/min,得用于绕组线最外层的包覆绝缘材料。
[0024] 实施例3按60Kg高温尼龙(25Kg PA46树脂,相对粘度3.2;35Kg PPA树脂,相对粘度4.0)、 30Kg聚酰胺(PA66树脂,相对粘度3.4)、5Kg填充材料(2000目高岭土)、1Kg抗氧剂(Irganox
1098)、1Kg润滑剂(0.8Kg乙撑双硬脂酰胺,0.2Kg聚乙烯蜡)、2Kg增韧剂(M-POE)的重 量配比称取各原料后,投入高速混合锅中于400rpm的速度混合3min,形成均匀的预混物后 投入双螺杆挤出机进行挤出造粒,双螺杆挤出机加工温度为280℃,转速为320r/min,得用 于绕组线最外层的包覆绝缘材料。
[0025] 实施例4按70Kg高温尼龙(PA4T树脂,相对粘度3.4)、15Kg聚酰胺(PA66树脂,相对粘度3.2)、
15Kg聚酰胺(PA6树脂,相对粘度3.4)、8Kg填充材料(3000目硅灰石)、0.3Kg抗氧剂(Irganox
1098)、0.2K润滑剂(乙撑双硬脂酰胺)的重量配比称取各原料后,投入高速混合锅中于
400rpm 的速度混合3min,形成均匀的预混物后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒,双螺杆挤出机加工 温度为290℃,转速为350r/min,得用于绕组线最外层的包覆绝缘材料。
[0026] 实施例5按80Kg高温尼龙(30Kg PA46树脂,相对粘度3.2;50Kg PA4T树脂,相对粘度3.4)、12Kg 聚酰胺(PA6树脂,相对粘度3.4)、12Kg聚酰胺(PA66树脂,相对粘度3.4)、5Kg填充材 料(2000目高岭土)、0.2Kg抗氧剂(Irganox 1098)、1Kg增韧剂(0.5Kg M-POE,0.5Kg M-EPDM) 的重量配比称取各原料后,投入高速混合锅中于400rpm的速度混合3min,形成均匀的预混 物后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒,双螺杆挤出机加工温度为260℃,转速为300r/min, 得用于绕组线最外层的包覆绝缘材料。
[0027] 实施例6按75Kg高温尼龙(40Kg PA46树脂,相对粘度3.2;35Kg PPA树脂,相对粘度3.4)、10Kg 聚酰胺(PA6树脂,相对粘度3.4)、10Kg聚酰胺(PA66树脂,相对粘度3.4)、0.2Kg抗氧剂 (Irganox 1098)、0.2Kg润滑剂(乙撑双硬脂酰胺)、1Kg增韧剂(0.5Kg M-POE,0.5Kg M-EPDM)的重量配比称取各原料后,投入高速混合锅中于400rpm的速度混合3min,形成 均匀的预混物后投入双螺杆挤出机进行挤出造粒,双螺杆挤出机加工温度为260℃,转速为
300r/min,得用于绕组线最外层的包覆绝缘材料。
[0032] 将实施例1~实施例6所制得的绕组线最外层的包覆绝缘材料在110℃下烘干4小时后, 采用
注塑机注塑成型制得80mm×10mm×4mm的样条,分别进行缺口冲击强度测试、弯曲 强度测试及动
摩擦系数测试,测试标准或方法为:(1)缺口冲击强度:按照ISO 179/leA测试标准进行测试;
(2)弯曲强度:按照ISO 178测试标准进行测试;
(3)
动摩擦系数:按照GB/T10006-1988测试标准进行测试,样片厚度0.2mm。
得到的测试结果如表1所示。
[0033] 表1各实施例样品测试结果 项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
缺口冲击强度(KJ/m2) 9.43 10.67 12.23 11.08 12.98 12.43
弯曲强度(MPa) 110.24 111.54 124.83 114.02 117.59 121.54
耐磨性(动摩擦系数) 0.25 0.23 0.22 0.24 0.24 0.24
将实施例1~实施例6所制得的绕组线最外层的包覆绝缘材料投入挤塑机中挤出成型包覆在绕 组线的最外层以得到三层绝缘绕组线(绕组线的第三绝缘层厚度为30μm,绕组线的第一绝 缘层和第二绝缘层均为厚35μm的PET聚酯层);以市购的同等线径的日本古河三层绝缘线 (型号:TEX-E,三层绝缘线的里两层为聚酯类耐热树脂,最外层为聚酰胺类树脂)作为对 比例,分别进行线材外观观察、450℃耐焊锡性测试、耐温等级、耐压性测试,测试标准或方 法如下:
(1)线材外观观察:采用10倍放大镜观察线材表面;
(2)450℃耐焊锡性:将绕组线一端浸入450±5℃的焊锡槽中焊锡4s取出,查看绕组线表面 平整度,观察有无起泡、有无漏铜等问题;
(3)耐温等级:热冲试验,将制得的绕组线试样紧密缠绕在长200mm,直径6mm的圆棒上 绕10圈,然后放入如表a所示温度的烘箱中烘烤30min,烘箱温度误差为5℃,将试样从烘 箱中取出,等其自然冷却至室温后,反复弯折成90°~180°10次,用10倍放大镜观察绝缘 层是否龟裂和脱落。
表a耐温等级表
(4)耐压性:将制备的绕线组进行6000V通电60S,验证是否会击穿。
[0034] 测试结果如表2所示。
[0035] 表2各实施例和对比例线材外观观察、450℃耐焊锡性测试、耐温等级、耐压性测试 结果以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不 超出
权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。