一种高性能聚酰亚胺漆包线及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能聚酰亚胺漆包线及其制备方法，制备方法将无机纳米粉体加入DMF溶液中分散，并持续通入保护气体，再依次加入二元胺和二元酸酐并搅拌，添加的无机纳米粉体的质量为二元胺质量的1％～4％，形成粘度为1000cp～1200cp的聚酰胺酸溶液，将聚酰胺酸溶液在导线上进行镀膜，并进行多阶段加热处理，即得到复合聚酰亚胺漆包线。本发明专利技术通过添加微量无机纳米粉体对聚酰亚胺油漆的粘度和聚酰亚胺漆包线的电学性能产生积极的影响，工艺简单，成本较低，适宜大规模生产需求，制备的聚酰亚胺漆包线具有优异的电学性能。亚胺漆包线具有优异的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能聚酰亚胺漆包线及其制备方法


[0001]本专利技术涉及漆包线制备
，具体涉及一种高性能聚酰亚胺漆包线及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前漆包线制备所面临的问题是：在漆包线生产加工过程及电机高速运转过程中会产生各种机械应力，如摩擦、弯曲、拉伸、压缩等，这就要求漆包线要具备一定的机械强度和柔韧性。此外，变频电机已广泛应用在汽车等产品，变频调速不仅可以节约20～30％的能源，而且可以实现精密调控。然而，研究发现变频电机使用过程中会产生大量瞬间脉冲尖峰电压而产生电晕现象，导致电机绝缘层破损，大大降低其使用寿命。
[0003]为了解决这种问题的，相关技术研究了纳米二氧化硅粒子对漆包线耐热性能的影响。研究指出，目前已有多种纳米粒子被添加到漆包线油漆中以改善其性能，例如SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO、CrO2、Fe2O3等。研究人员将不同官能团的硅烷偶联剂采用化学超声的方法嫁接到纳米二氧化硅的表面，这些接枝的官能团可以降低粒子之间的聚集沉淀，增强纳米粒子在油漆中的分散性。
[0004]然而相关及技术存在以下缺陷：1)大量粉体的加入可能会使聚酰亚胺油漆本身的性能降低；2)不同的无机粉体可能会出现性能提升的差异；3)加入无机粉体后可能会出现团聚现象，导致聚酰亚胺油漆的性能提升有限；4)常规的添加方式比较繁琐，不利于实现大规模方式的生产。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种高性能聚酰亚胺漆包线及其制备方法，通过添加微量无机纳米粉体对聚酰亚胺油漆的粘度和聚酰亚胺漆包线的电学性能产生积极的影响，工艺简单，成本较低，适宜大规模生产需求，制备的聚酰亚胺漆包线具有优异的电学性能。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术提供了一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)将无机纳米粉体加入1000ml～1200ml的DMF溶液中分散，形成A溶液，并持续通入保护气体；
[0008]2)将0.98mol～1mol的二元胺溶于A溶液中搅拌，形成B溶液，无机纳米粉体的质量为二元胺质量的1％～4％；
[0009]3)将0.99mol～1.01mol的二元酸酐溶于B溶液中搅拌，形成粘度为1000cp～1200cp的聚酰胺酸溶液；
[0010]4)将聚酰胺酸溶液在导线上进行镀膜，并进行多阶段加热处理，即得到复合聚酰亚胺漆包线。
[0011]优选地，所述无机纳米粉体包括二氧化锆、二硫化钼或二氧化锡。
[0012]优选地，所述无机纳米粉体利用水热法制备得到，无机纳米粉体的粒径小于100nm。
[0013]优选地，所述二元胺包括间苯二胺、对苯二胺或二胺基二苯醚。
[0014]优选地，所述二元酸酐包括二酞酸酐、均苯四甲酸二酐或二苯酮四酸二酐。
[0015]优选地，所述无机纳米粉体的质量优选为二元胺质量的1％～2％。
[0016]优选地，所述步骤1)中采用超声分散1～3h，步骤2)采用磁力搅拌10～30min，步骤3)中采用磁力搅拌2～6h。
[0017]优选地，所述步骤4)中将聚酰胺酸溶液放入到提拉镀膜机的固定容器中，将导线以40～60mm/min的速度浸没，再以10～30mm/min的速度提升进行镀膜。
[0018]优选地，所述步骤4)中镀膜后的导线放入到管式炉中，依次进行70～90℃保温2～4h，110～130℃保温40～60min，150～170℃保温40～60min，190～210℃保温40～60min，240～260℃保温30min～40min，270～290℃保温30min～40min。
[0019]本专利技术还提供了一种高性能聚酰亚胺漆包线，采用上述的一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法制备得到，由聚酰亚胺油漆镀膜于导线形成，聚酰亚胺油漆由DMF溶液、二元胺、二元酸酐和质量为二元胺质量的1％～4％的无机纳米粉体配制得到。
[0020]与现有技术相比，本专利技术使用DMF溶液、二元胺类与二元酸酐类，以及微量的无机纳米粉体进行组合，对于聚酰亚胺的漆包线的基础材料获取方便，其便于调控原料价格。二元胺类、二元酸酐类，以及无机纳米粉体的配比经过详细计算以及测试可直接得到粘度在国标400cp～4000cp粘度之内的聚酰胺酸溶液，即聚酰亚胺油漆。聚酰亚胺的漆包线在升温方式上采取阶段式升温法，在其温度调控下得到的产品的品质稳定并且成品效果好。
[0021]本专利技术微量添加的纳米粉体使用的是水热法制备出，出品的粉体纳米粒径小在100nm以下，在添加后的效果体现的比较明显，并且不需要进行多余的改性步骤，即可以进行直接添加。
[0022]本专利技术通过添加微量无机纳米粉体后，对制备的复合型聚酰亚胺漆包线的性能测试，复合型聚酰亚胺的介电常数明显提高，并且在高频率下表现出了远超普通聚酰亚胺的稳定性，同时复合型聚酰亚胺漆包线在高频率下的介电损耗也明显降低，在聚酰亚胺中添加的粉体也没有出现团聚现象，从而提高漆包线的电学性能。普通型聚酰亚胺在200000HZ下介电常数数值在1.364，而本专利技术制备的复合型聚酰亚胺在200000HZ下的介电常数值在1.756，介电常数提高28.7％；普通型聚酰亚胺1000000HZ下的介电常数数值1.3，本专利技术制备的复合型聚酰亚胺在1000000HZ下的介电常数1.7介电常数提高30.7％。普通型聚酰亚胺在200000HZ下介电损耗在0.0521，本专利技术制备的复合型聚酰亚胺在200000HZ下的介电损耗在0.0339，介电损耗降低34.9％；普通型聚酰亚胺1000000HZ下的介电介电损耗0.187，本专利技术制备的复合型聚酰亚胺在1000000HZ下的介电损耗0.126，介电损耗降低32.6％。
[0023]由于在高频高压和快速脉冲的作用下，漆包线绝缘漆膜相互接触点之间充满空气“V”型处、线圈之间以及线圈与铁心之间产生局部放电、介质发热和空间电荷积累等，使得绝缘层变薄、变形、老化，最后损坏。按照介电理论，电介质显示高的介电系数必须是极化的建立能跟上电场变化，极化损耗小甚至没《中小型电机》纳米材料在变频电机用漆包线中的作用初探有损耗。由于变频器现在均采用PWM技术，变频器输出到变频电机的调制波由一系列矩形波组合而成，并随变频器开关频率和输送电线长度而变动。矩形波内包含有多种数
倍于基波频率和幅值的高次谐波，这些高次谐波作用在电机绕组上，普通漆包线的绝缘树脂层的极化的建立无法跟上快速变化的交变电场，使绕组产生严重的空间电荷积累，介电损耗严重，绝缘层很快老化击穿。无机纳米粒子的特异结构使其具有小尺寸效应(体积效应)表面与界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应。当纳米材料尺寸与光波波长，德布罗意波长，超导态的相干长度或磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常。由于纳米粒子细化，晶界数量大幅度的增加，可使材料的强度、韧性和超塑性大为提高。纳米材料中由于其庞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将无机纳米粉体加入1000ml～1200ml的DMF溶液中分散，形成A溶液，并持续通入保护气体；2)将0.98mol～1mol的二元胺溶于A溶液中搅拌，形成B溶液，无机纳米粉体的质量为二元胺质量的1％～4％；3)将0.99mol～1.01mol的二元酸酐溶于B溶液中搅拌，形成粘度为1000cp～1200cp的聚酰胺酸溶液；4)将聚酰胺酸溶液在导线上进行镀膜，并进行多阶段加热处理，即得到复合聚酰亚胺漆包线。2.根据权利要求1所述的一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法，其特征在于，所述无机纳米粉体包括二氧化锆、二硫化钼或二氧化锡。3.根据权利要求1或2所述的一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法，其特征在于，所述无机纳米粉体利用水热法制备得到，无机纳米粉体的粒径小于100nm。4.根据权利要求1所述的一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法，其特征在于，所述二元胺包括间苯二胺、对苯二胺或二胺基二苯醚。5.根据权利要求1所述的一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法，其特征在于，所述二元酸酐包括二酞酸酐、均苯四甲酸二酐或二苯酮四酸二酐。6.根据权利要求1所述的一种高性能聚酰亚胺漆包线的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永强，袁成科，黄剑锋，曹丽云，董文卫，冯伟航，张卫兵，胡郁竹，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：