含纳米填料的漆包线制造技术

一种含纳米填料的漆包线，包括一金属导线以及一层以上外覆于该金属导线上的绝缘涂料层，其中至少一层是含有纳米填料，该纳米填料是为一改质二氧化硅浆料且包含二氧化硅、有机溶剂以及有机硅烷偶联剂。本发明专利技术利用有机硅烷偶联剂可提高纳米填料的密着性及分散性，并同时维持漆包线的绝缘涂料的原有机械性能，此外亦可降低漆包线的材料与制造成本。

Enameled wire containing nano filler

A nanofiller containing enameled wire, including a metal wire and a layer above the outer covering on the metal wire on the insulating coating layer, wherein at least one layer containing nano filler, the nano filler is a modified silica slurry and contains silica, organic solvent and organic silane coupling agent. The invention can improve the nano filler adhesion and dispersion by silane coupling agent, enameled wire insulation coating of the original mechanical properties while maintaining, and may also reduce the material cost and manufacturing cost of enameled wire.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种漆包线，尤其涉及一种含纳米填料的漆包线，其是使用具有高分散度的含二氧化硅纳米填料的漆包线。
技术介绍
高分子材料常借由添加无机填料来补强材料性质与增加新功能性，材料的补强效果通常与无机填料的粒径大小以及在高分子材料中的分散度有关。填料粒径越小，分散效果越好，材料补强效果越佳。自1987年日本丰田中央研究所发表纳米黏土/尼龙6复合材料以来，纳米填料在高分子材料的应用已成为现今热门研究方向之一。应用方向包括将纳米填料应用于纳米橡胶复合材料，以提升耐磨、阻气等特性，或发展新型非卤素阻燃材料；以及应用于人造纤维中，发展抗菌防臭、抗老化、弹性补强、具紫外线遮蔽或是可吸收红外线等机能性纤维；而在涂料产业中，纳米填料亦被用来发展耐候性佳、耐磨耐刮、防污自洁、吸收电磁波等功能性涂料。虽然纳米填料在电线电缆已有许多应用实例，在漆包线工艺中借由金属氧化物的加入来提高绝缘涂料的耐电晕性(或称抗突波特性)，也已是公开技术，但因纳米级金属填料容易聚集成微米/次微米等级，若无法有效处理纳米填料的团聚问题，将造成纳米填料在绝缘涂料中的兼容性与分散性变差，导致应用受限，也因此在漆包线市场上罕有量产实例。美国第4493873、 4503124、 4537804、 4546041号专利提及一般绝缘涂料中加入重量比为15%-35%的氧化铝粒子，其粒径要求为100nm以下，利用高速剪切方式将氧化铝粒子与绝缘涂料混合后，可用以制造具耐电晕特性的漆包线，但若要获得较佳的外观及性能，则必须使用2阶段涂布法。美国第5917155号与第6056995号专利提到，每100份绝缘涂料加入10-50份粒径为5-250 nm的氧化铝，并添加少量二氧化钛作为着色剂,可制备具耐电晕特性的漆包线，但需以三层复合涂布方式，将改质涂料应用于中间层。中国台湾专利公告第412754号与第481804号专利同样利用氧化铝微粒的添加来提升漆包线的抗突波性能，由于氧化铝有a型及Y型两种主要晶形，文献中特别指出将a型及Y型氧化铝依特定比例并用，可获得较佳的结果。美国第6100474号专利提出将二氧化硅及氧化铬一同添加于聚酰亚胺涂料中作为面漆，再以一般聚酯涂料作为底层制作漆包线，可增进抗高压、高频的效果，其中二氧化硅的比表面积限定为250-550 m7g。前述文献数据皆是利用金属氧化物的添加来改善漆包线绝缘涂料的抗突波性能，并同样以高剪切力搅拌或碾磨方式直接将填料混入涂料中。然而纳米微粒具有高表面性能，非常容易再次团聚，而且直接添加于高固含量及高黏度绝缘涂料中，更是难以达到均匀分散，因此填料在涂料中易有沉淀分层现象，除了造成涂料改质后稳定度变差，不易长期保存之外，更会使漆包线机械性能下降，漆膜附着力变差，以至于无法直接应用。故在前述文献中，皆必须以二层或三层涂布方式，借由使用不含纳米填料的一般绝缘涂料作为底漆或面漆，来维持漆包线原有的外观、密着性、耐温及耐磨等基本特性。为克服金属氧化物填料在高黏度绝缘涂料中不易分散的缺点，中国专利技术专利申请号第01111926. 8号专利提出溶胶状态的纳米级氧化锆、氧化铝、以及二氧化硅填料的应用。将20份以上的纳米填料先分散于各式溶剂是统，形成纳米溶胶后，再添加至绝缘涂料中，制备具抗局部放电性能的漆包线。虽有效改善了外观及可绕性，但摩擦系数却不理想，必须再涂布润滑型面漆，否则会造成后续绕线加工制程困难。为将微小颗粒物均匀分散至连续相中得到稳定的悬浮体，常会借由分散剂的使用来达到目的。分散剂一般是指表面活性剂，主要是用在防止微粒于连续相中产生絮凝，可使分散体处于稳定状态。纳米填料的分散原理与分散剂的应用是一门复杂的研究，而分散剂在涂料上的使用亦具有选择性，至今尚未有能够适用于各种分散体系的分散助剂，因此如何正确选用合适的分散剂，是纳米填料于绝缘涂料的应用是否成功的重要关键。中国台湾专利公告第412754号专利中虽然提到可添加分散剂来防止聚集沉降，可惜却未能提出实际应用事例。
技术实现思路
有鉴于现有纳米填料在绝缘涂料中的分散技术仍有可改进之处，本专利技术的目的在于提供一种含纳米填料的漆包线，其是利用具有高分散度的含二氧化硅的纳米填料而提高绝缘涂料的功能性及降低成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是为达成以上的目的，本专利技术的含纳米填料的漆包线包括一金属导线；一层以上外覆于该金属导线上的绝缘涂料层，其中至少一层是含有纳米填料，该纳米填料为一改质二氧化硅浆料且包含二氧化硅、有机溶剂以及有机硅烷偶联剂。前述的含纳米填料的漆包线，其中纳米填料包含一重量份的二氧化硅、10-20重量份的有机溶剂以及0. 2-0. 6重量份的有机硅垸偶联剂。前述的含纳米填料的漆包线，其中有机硅烷偶联剂具有下列通式的结构R1- (CH2) m-X- (CH2) n-Si- (0-R2) 3其中，R'为甲基、氨基、环氧基、乙烯基或甲基丙烯基；R2为氢基、甲基或乙基；X为CH2或0; m为0-1; n为0-3。前述的含纳米填料的漆包线，其中含有纳米填料的绝缘涂料层中是将含有1重量份二氧化硅的改质二氧化硅浆料加入25-100重量份合成树脂中。前述的含纳米填料的漆包线，其中有机溶剂为酚类、碳氢溶剂、酰胺类、酯类、酮类、醇类或上述溶剂的组合溶剂。前述的含纳米填料的漆包线，其中酚类为酚、甲酚或二甲酚，该酰胺类为N-甲基吡咯烷酮(丽P)或N， N-二甲基乙酰胺(DMA)。前述的含纳米填料的漆包线，其中绝缘涂料层含有合成树脂，该合成树脂为聚酯树脂、聚亚胺酯树脂、聚胺酯树脂、聚酰胺亚胺酯树脂或聚酯亚胺树脂。前述的含纳米填料的漆包线，其中含有纳米填料的绝缘涂料层中是将含有1重量份二氧化硅的改质二氧化硅浆料加入25-100重量份合成树脂中。前述的含纳米填料的漆包线，其中二氧化硅的比表面积是为100-5002 /m/g。前述的含纳米填料的漆包线，其中主要应用于变频马达。本专利技术中为了使改质涂料与金属导线紧密结合，因此利用有机硅垸偶联剂来提高密着性，有机硅烷类偶联剂常应用在溶剂型表面涂料中，增强涂料对金属底材的附着力。将其应用于纳米填料与漆包线绝缘涂料的混合上， 一方面用来加强改质涂料的密着性，另一方面借由有机硅垸偶联剂同时具有极性与非极性官能基，可作为表面活性剂使用，让纳米填料在涂料中展现良好的分散效果，经改质后涂料可兼具稳定与密着性，同时维持漆包线原有机械性能。 .此外，本专利技术使用二氧化硅作为改质填料，相较于其它纳米金属氧化物的售价明显具有*成本优势，且由于本专利技术中二氧化硅的分散性佳，因此二氧化硅浆料的用量亦可大幅减少，可为改质后的漆包线带来大幅经济效益。而二氧化硅浆料用量的减少，可使改质后涂料仍维持原有的特性，不需再以其它添加剂来调整涂料的固成分与黏度，亦不需对漆包线原有制程进行变更，兼具使用与操作上的便利性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一较佳实施例的剖面图。图2是本专利技术另一较佳实施例的剖面图。图3是本专利技术再一较佳实施例的剖面图。图中标号说明10金属导线 10A金属导线710B金属导线20绝缘涂料层 20A绝缘涂料层20B绝缘涂料层30绝缘涂料层 30A绝缘涂料层40绝缘涂料层具体实施例方式本专利技术的较佳实施例包含一金属导线以及一层以上外覆于该金属导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含纳米填料的漆包线，其特征在于，其包括：　一金属导线；　一层以上外覆于该金属导线上的绝缘涂料层，其中至少一层是含有纳米填料，该纳米填料为一改质二氧化硅浆料且包含二氧化硅、有机溶剂以及有机硅烷偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种含纳米填料的漆包线，其特征在于，其包括一金属导线；一层以上外覆于该金属导线上的绝缘涂料层，其中至少一层是含有纳米填料，该纳米填料为一改质二氧化硅浆料且包含二氧化硅、有机溶剂以及有机硅烷偶联剂。2. 根据权利要求l所述的含纳米填料的漆包线，其特征在于所述纳米填料包含一重量份的二氧化硅、10-20重量份的有机溶剂以及 0. 2-0. 6重量份的有机硅烷偶联剂。3. 根据权利要求1或2所述的含纳米填料的漆包线，其特征在于所述有机硅烷偶联剂具有下列通式的结构R1- (CH2) m-X- (CH2) n-Si- (0-R2) 3其中，Ri为甲基、氨基、环氧基、乙烯基或甲基丙烯基；R2为氢基、 甲基或乙基；X为CH2或0; m为O-l; n为0-3。4. 根据权利要求3所述的含纳米填料的漆包线，其特征在于所 述含有纳米填料的绝缘涂料层中是将含有1重量份二氧化硅的改质二氧 化硅桨料加入25-100重量份合成树脂中。5. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：方沧泽，许联崇，向性一，钟瀚扬，吕亭宜，许志玮，陈俊宏，邱荣焜，沈尚慧，
申请(专利权)人：大亚电线电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]