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1、功能性漆包线漆摘要：作为功能性漆包线漆，根据其用途可分为耐热、耐冷媒、自粘、自润滑、耐电晕等五个方面。 本文除对各个系列的漆包线漆分别介绍外，亦针对目前各种漆的特点及质量进行评述。1.国内外漆包线漆的差距漆包线（电磁线） 作为工业经济发展的重要组成部分，被称之为社会经济发展的“血管”。到 2000 年，我国发电机装机容量达2.9 亿 KW。其中约60%是由电动机所用，即为1.74 亿KW 。另据统计目前每年Y2系列三相异步电动机产量达600800 万台，而微型电机每年仅浙江地区产量就上亿台，全国绕组线总量近30 万 t。预计“十五”末漆包线年产量将达到35 万 t/a，漆包线漆产量将超过5 万
2、 t/a。经过多年努力，我国漆包线漆生产技术水平有了长跑的进步，大部分漆能达到自给自足，但与国外相比，差距还是很大。具体来说体现在以下两个方面：1.1.结构不合理漆包线漆的划分主要根据其耐热等级不同而分为Y（90 级） 、A（105 级） 、E（120 级） 、B（130 级） 、F（155 级） 、H（180 级） 、 C（200 级以上），耐温等级越高，该种漆所涂覆的漆包线热稳定性越好，长期使用条件下所能承受的使用温度越高，随着工业发展和特殊环境要求限制， 已有耐热220 等级以上的漆包线漆出现。不同耐温等级的漆所制成的漆包线使用场合有所区别，一般来说，使用耐温等级越高的漆包线漆，其提供的
3、使用寿命越长，安全系数越高， 相对来说造成损伤的可能性就越小。电器产品发展的趋势是体积小型化，功率大型化，其结构设计愈来愈紧凑，局部过热现象越来越明显。若耐热性不够，势必影响电器产品的正常工作和使用寿命，甚至可能给用户带来人身伤害。以下是2000 年国内和国外不同品种漆包线漆所占比例情况见表1。表 1 2000 年国内外不同漆线漆所占比例品种耐温等级国内 /% 同外 /% 聚酯漆B 70 35 聚氨酯漆BH 15 30 聚酯亚胺漆FC 8.5 16 聚酰胺亚胺漆C 3 10 其他1.5 6 缩醛漆E 2 3 从表 1 可看出，国外目前高耐温等级漆包线漆需求量占整个市场的50%以上，而我国目前不
4、到20%。产品结构有很大的调整空间。随着经济的发展和市场的逐步成熟，特别是中国加入WTO 以后，估计58 年，品种比例将接近国际水平。1.2.功能性漆包线漆匮乏 国外漆包线越来越多采用复合线，即漆包线采用两种或多种漆包线漆涂覆于同一导线上，针对客户不同的用途和工艺需要提供不同的性能和特殊效果，复合漆包线首次出现于40 年代，由美国Phelps Dodge 公司推出。目前由其提供的漆包线产品中超过65%采用复合漆层。 据统计，目前国外复合涂层漆包线的年产量已达75 万 t，呈继续发展的趋势。复合漆包线内层涂覆一般的漆包线漆如聚酯、聚氨酯、 改性聚酯， 主要提供良好的绝缘性和一般的耐热要求， 而外
5、层涂覆的漆包线漆除保证基本绝缘外，还具有特殊的性能要求。在此统称为“功能性漆包线漆” 。根据最终用途分为耐热漆包线漆、耐冷媒漆、自润滑漆、自粘漆和耐电晕漆。2.功能性漆包线漆2.1.耐热漆高耐温等级的漆包线漆由于考虑到成本和综合性能指标，往往不会单一涂层涂覆于漆包线上。 最常见的方法是底层采用耐温等级稍低的漆包线漆，由其提供附着力，绝缘性和一般的耐热性，面层采用耐温等级更高的漆包线漆。如涂有聚氨酯漆包线漆的漆包线用聚酰胺复合后其耐温等级可由E 级提高到F 级，它的聚酰胺涂层具有优异的机械保护性能，可有效防止聚氨酯漆的裂纹和拉伸盐水针孔并可提高绕线速度，改善表面润滑能力，降低磨擦系数，同时不影响
6、直焊性。除此以外，聚酰胺漆除可涂到聚氨酯漆上，亦可涂覆到聚酯、改性聚酯、可焊性聚酯亚胺、缩醛漆上，以提高耐热性和综合性能。另一类是改性聚酯漆（F 级）复涂聚酰胺亚胺漆，其耐热性可达到H 级甚至 C 级，而且其耐刮性和柔韧性均衡。另外该种漆还具有良好的耐化学性，并具有低的磨擦系数，用该复合涂层的漆包线不仅可用于干式变压器、微波炉、汽电机、电视偏转线圈，亦可作为耐冷媒复合线用于空调和冰箱压缩机内。耐高温漆包线80%以上为复合涂层。国内的聚酰胺漆和聚酰胺亚胺漆均有生产和使用，但普遍存在漆的贮存稳定性不良的情况。主要还是配方设计和工艺上存在不合理的方面。随着复合线用量增加，这两种漆的需求也将日益增长，
7、质量要求也将相应上升，需引起重视。2.2.耐冷媒漆密封电机（包括全封闭制冷压缩机）用的漆包线是绕组线中性能要求最严格的品种之一。其底层一般采用THEIC 改性聚酯，外层采用聚酰胺亚胺漆或者芳香族聚酰胺漆。美国的史堪纳迪公司专门生产提供适用于耐冷冻剂的聚酰胺亚胺漆包线漆。也有采用底层为改性环氧树脂和氨基树脂，外层采用聚酰胺亚胺漆的专利发布，此类专利主要为日本的电气公司如东芝化成、藤仓电缆、古诃电气等。由于采取特殊方法， 提高此类漆中的含氮官能团含量并增加交联官能团的含量以提高交联度，可使在冷冻剂中萃取物量明显降低。另外也可使用在其中添加聚四氟乙烯的粉末以减少冷冻剂对漆膜自身的破坏。国内尚未采用上
8、述方法，而用纯的聚酰胺亚胺漆，其耐久性受到一定影响。 国际上现在已基本禁止采用氟里昂，而用其他替代品，这方面研究和开发工作尚需加快， 未来市场需求将有一个大的增长，特别是空调相对国内市场来说尚未饱和，潜力十分巨大。2.3.自润滑漆随着自动绕线机速度提高，对漆膜表面润滑性要求明显增高，否则容易损伤漆膜表面。以前采用润滑剂如涂覆石蜡及氢化甘油三酸酯，但成膜效果不理想，而且润滑剂熔点较低，在漆包线贮存过程中易造成污染。普通的漆包线表面静磨擦系数为0.18 以上，而涂有自润滑漆的品种其静磨擦系数可降到0.10 以下。最早采用的是尼龙系列，其静磨擦系数可达到0.08 以下，但由于其吸潮性差，已不单独使用
9、，目前通过以下途径来解决：（1）采用高碳链的尼龙如尼龙11、尼龙 1010、尼龙 12 并添加 0.510 份的聚乙烯树脂、聚乙烯蜡（一般分子量不超过3000） 、部分皂化的蜡等。（2）尼龙树脂与含有21C 的烷基团相连接，如二十八烷酸。（3）尼龙中掺有微量的润滑脂或氢化甘油三酸酯。（4）尼龙中掺入聚四氟乙烯粉末。（5）聚酰胺亚胺漆中引入含氟烷基侧链的基团。（6）聚酰胺亚胺漆中添加巴西棕榈蜡及丁二醇。（7）聚酰胺亚胺漆中加脂肪烃和极性基团。通过上述方法除提高润滑性外，还能有效改善耐磨性和抗潮性，另外部分漆种还能增加和浸渍漆附着性。国外史堪纳迪公司有类似产品，但国内尚未推广使用，主要是实际效果并
10、不尽如人意。在这方面还需进行进一步的研究，特别是接枝方法的研究，使其更能符合人们实际使用需求。2.4.自粘漆自粘漆发展是随着电子工业的发展和客户要求提高而进步。它主要用于制造音圈、微型电机、偏转线圈等。在使用过程中通过溶剂加热方式进行粘合。减少了浸渍工序，降低了成本，能耗只有浸渍工艺的1/10 左右，特别是无骨架线圈只能采用粘合方式。我国每年的此类复合线和粘合漆的进口量很大。表2 列出了常用粘合漆的性能。表 2 常用粘合漆性能品名粘合方式耐温等级热粘条件（ /min）加热溶剂聚乙烯醇缩丁醛O O A 150/30 改性聚酯漆O O FH 170/30 环氧漆O BH 150200/30 尼龙漆
11、A 型O O B 150/1030 D 型O O H 180210/1030 聚羟基聚醚O FH 不详O：适用，：不适用聚乙烯醇缩丁醛适用于温度要求不高的场合，涂于聚氨酯涂层外不影响其直焊性。改性聚酯耐温等级较高但大部分为三涂层：底涂为THEIC 改性聚酯，中涂为聚酰胺亚胺，面涂为自粘改性聚酯。环氧漆耐热性和成型性较佳，电机使用较多。 尼龙漆相对来说比环氧漆更易粘合，且柔韧性和附着力好，耐磨性佳，有利于高速绕线，已逐渐成为发展的主流，聚羟基聚醚具有优异的耐变形性能，热粘合性、较高的硬度和尺寸稳定性，但尚未投入使用。目前国内使用较多的是聚乙烯醇缩丁醛和环氧类自粘，尼龙自粘由于在复合线贮存过程中容
12、易产生粘结现象而受限制。另外， 国内尼龙粘合漆在高温下粘结力下降很快，也影响正常使用。 其主要原因在于尼龙树脂只是进行溶解就直接使用，并未作进一步的改性，另外在与其他树脂拼合上混溶性受到一定影响，改性和拼合是未来国产尼龙自粘漆的方向。2.5.耐电晕漆 变频电机作为电机发展的一个突破性方向，近年来越来越受到重视。它具有高效、 省时、省电的特点。采用变频电机可使电动机节电约30%。目前若有一半电动机采用变频电机，即可节电2175 万 KW ，比一个长江三峡工程的发电量还大。国外通用变频器以11%的速度增长，而普通电机只有2%左右的增长速率。国内目前普遍采用提高浸渍漆耐电晕能力，即相应提高填料的导热
13、性，抗放电能力来解决绝缘层受破坏，但并不能从根本上解决此类问题。美国杜邦公司采用包覆材料即芳香族聚酰胺，云母带和有机粘合层复合，再在高温下烧结，已广泛用于大型发电机和电动机，特别是电力机车， 但在民用方面受到价格因素和施工条件影响不能推广，而且要求漆膜厚度明显增加，电动机的尺寸要重新进行设计，这也不符合国情。美国 Phelps Dodge 公司已成功开发电磁线用耐电晕漆，并已大量投入使用。涂覆该种耐电晕漆的漆包线已有进口并制成电机供家电厂商使用。据了解， 该复合漆包线采用三层复涂工艺，底层为聚酯亚胺，中间层为量子化屏蔽材料，外层为聚酰胺亚胺漆。作为耐电晕材料的选择，通常掺入物为无机金属氧化物，
14、如Ti、Si 或 Cr 氧化物，但其粒径要求较为严格。一般耐电晕涂层自身厚度不超过10 m，其粒子粒径也应控制在相应范围内， 否则会影响漆膜外观和综合性能。其次该材料应有良好的耐热性，并且要保持在较高温度下的惰性，对基料分解无催化效果。耐电晕漆的出现对经济发展有较大的影响。国内外针对该种产品正进行了大量的研究和完善，特别是漆包线行业近年来发展趋于平稳，它的出现将有利于推动整个行业的进步。3.结语 以上对五个功能性漆包线分别进行了介绍，实际应用中往往不仅仅是双涂层，三涂层的复合线也越来越多，另外一种功能性漆包线漆也有时具有多种特性，就自粘漆包线漆来说，除了耐冷媒、耐高温，还有可焊自粘、润滑自粘、热固性自粘、自粘漆包扁线、阻燃自粘和耐油自粘等多个品种可供选择。除了漆包线漆不断更新和发展外，对涂覆工艺要求也越来越高，一方面涂线速度越来越快，为适应复合线涂覆要求，漆包机的设计也越来越复杂，国外已有专门的双烘道漆包机来解决复合涂层不同的工艺要求，国内也有引进。 这对功能性漆包线漆的使用无疑起着进一步的推动作用。
