一种具可挠性与耐磨耗性的耐突波绝缘涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种具可挠性与耐磨耗性的耐突波绝缘涂料，其包含：合成树脂，其占总成分的12wt％至76wt％；有机溶剂，其占总成分的20wt％至80wt％；聚氧化乙烯PEO插层改质的层状粘土材料，其占总成分的0.005wt％至16wt％；有机可分散纳米二氧化硅粒子，其占总成分的0.995wt％至16wt％；所述涂料由于添加有具有高介电常数、优越耐磨耗性的粘土以及纳米二氧化硅粒子，因此其形成的绝缘皮膜可产生类似电容的效果而将突波吸收、均匀分散，避免受突波破坏，并且具有优良的耐磨耗特性，且由于PEO结构具有柔软可挠的特性，因而使漆包线绝缘皮膜具有较佳的柔软性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绝缘涂料，特别地涉及用于涂布在漆包线的金属导线表面作为绝 缘层使用的绝缘涂料。
技术介绍
经历过二次能源危机以及二氧化碳过量排放而使地球环境遭受到严重破坏与温 暖化后，全球先进国家无不对能源节省以及环境保护给予相当程度的重视，并制定各种产 业政策以节制能源浪费与推动环境保护措施。其中，在电力利用方面，具备节约能源效果 的变频器因为各国政府环保政策的大力推行而备受瞩目。变频器可以改变电压与频率来 控制马达的转速，由于具有可变速的特性，除了能提升负载驱动效率之外，在提升电动机效 率，利用再生电力的领域上，变频器的技术也能为省能源带来极大的贡献。随着半导体功 率元件进步、微处理器低价化，以及优化的电动机控制理论不断被提出，变频器不仅因为高 控制性能与高可靠度的开发而活耀于产业机械领域，并且由于智能功率模块(Intelligent Power Modules, IPMs)的应用，变频器的体积小型化，产品售价便宜化，也就逐渐被应用在 民生、轻便、更多样的用途上。同时，随着变频器应用范围逐步扩大，把多个变频器连成网路 系统，建立远端控制、远端维护等系统化管理则成为未来发展趋势。由此可知，从宏观的环 境保护与能源节省，到产业生产力的提升，一直到日常生活的便利性、快速性，都跟变频器 产生密不可分的关系，换句话说，变频器对整个社会发展的进步扮演着极重要的角色。正常状况下，电力公司所输送到用户家中的电源电压应为110伏特，但是在某些 状况下会在瞬间出现高过正常值的电压值，其称为突波(Surge)。若是从示波器来看，即是 在稳定电子信号中突然产生的电压准位或电流急速变化，在稳定波形中突然出现一个跳得 特别高且特别陡的波形。突波产生的原因很多，像是遭遇雷击或电力系统故障时，虽然电力 公司设有保护措施，但因其回应速度与保护程度有一定的极限，因此还是有一些突波可能 会在瞬间传送到用户家里。此外，电力公司的这些保护装置在“作动”与“复置”的瞬间往 往也会产生一些突波，并且像是家里的电源开关在动作的瞬间，同样也会有突波产生。这些 不正常的突波，虽然都只是在瞬间发生，但是过程中的电压、电流往往高过正常值甚多，严 重时足以破坏家中的许多电器产品，尤其像是电脑、电视与音响设备等，因为这些家电产品 的工作电压相对较低，所能够承受突波的能力也就相对不足。此外，变频器本身也会产生突波。利用变频器来驱动马达时会同时释出脉冲电流 形成所谓变频突波(Inverter Surge)，所产生的变频突波可能会直接造成马达外层所卷绕 的漆包线的绝缘破坏、形成贯穿性短路破坏或造成信号不稳定，进而损坏终端元件，阻断马 达、继电器或变压器磁场。一般而言，突波产生时可视为瞬间给予漆包线一个非常大的能量 (负载)，在此巨大的能量下，若是材料绝缘强度无法承受或是无法将此能量导通散逸，则 绝缘皮膜容易被击穿或是破坏，进而造成贯穿性短路或造成信号不稳定，最后将造成仪器 无法运转或是毁坏。虽然利用突波吸收器可避免家电产品遭到破坏，但是突波对于漆包线 外层绝缘材料的破坏仍无法通过突波吸收器来防范。因此，如何开发耐突波用漆包线绝缘材料将是未来大量使用变频器时重要的课题。有鉴于上述需求，业界目前已开发出数种可抗突波的绝缘树脂涂料，其中Wielps Dodge与GE在1985年就已经发表抗突波用绝缘涂料的专利技术，其主要是在绝缘涂料中 加入如Ti02、Al203、Cr203、Zn0等的金属氧化物，利用金属氧化物高介电常数的特性，使其产 生类似电容的效果而将突波吸收、均勻分散、导通，因而不会对绝缘皮膜造成破坏。为了更 加确保能够抵抗突波所造成的破坏，该技术采用多层绝缘皮膜涂装结构，即在金属导线与 有机绝缘材料混合涂层外，再制作一层有机绝缘材料保护层，如此可在突波击穿金属导线 与有机绝缘材料混合层后，通过最外层的有机绝缘材料保护层来抵抗剩余能量所产生的破 坏。该技术的最大关键在于金属氧化物与有机绝缘材料间的界面相容性，若是相容性不佳， 则金属氧化物易自行聚集形成大颗粒金属粉体。若此，则因为粒子间隔较远且分散不均，对 于突波的分散及导通可能效果不佳，进而造成抗突波性能无法显现。此外，由于例如二氧化硅(silica)粒子等的无机绝缘材料可以有效地降低电晕 放电产生的突波对马达用绝缘漆包线的破坏，因此若将无机材料加入有机的绝缘材料中， 将可提高漆包线绝缘层抵抗突波破坏的效果。但是无机材料最大的缺点是不够柔软，若无 机材料无法均勻地分散在有机材料中，则漆包线在线圈快速绕线时可能会因为应力的产 生，而使得漆包线在往后使用时产生电性及机械性的缺陷而造成破坏。因此如何将无机材 料均勻地分散在有机材料中，将是应用此技术的最大关键。抗突波用绝缘材料除了可添加金属氧化物或是纳米无机二氧化硅粒子外，也 可添加含层状结构的无机材料。日本新型专利申请第S59-176363号、专利技术专利公开 第2005-190699号以及美国专利第4，476，192、第5，654，095、第6，906, 258及公开 2005-0142349号均提及使用层状结构无机添加物的绝缘涂料可以增加漆包线材料的耐变 频突波使用寿命。这些专利所使用的层状结构无机材料，使用时可以是未改质或是改质状 态，在改质状态下，均以不同结构的季铵盐或是季磷盐进行层间插层改质，然而，使用季铵 盐作为插层剂的层状结构无机添加物在加入树脂后，在后段烘烤硬化的过程中，季铵盐会 造成树脂架桥不完全，进而造成漆包线绝缘皮膜脆裂。
技术实现思路
鉴于无机材料添加剂有造成绝缘皮膜不够柔软的缺点，以及现有技术中以季铵盐 作为插层剂进行改质后的层状结构的无机材料在添加入树脂后，将造成树脂在后段烘烤硬 化的过程中架桥不完全，而有致使漆包线绝缘皮膜脆裂的缺点，本专利技术期望能开发一种涂 料，由此涂料所形成的绝缘皮膜，除可抗突波破坏之外，还可同时兼具柔软性以及耐磨耗 性。为达成上述专利技术目的，本专利技术所使用的技术手段在于提供一种具可挠性与耐磨耗 性的耐突波绝缘涂料，其包含合成树脂，其占总成分的12wt%至76wt% ；有机溶剂，其占总成分的20wt%至80wt% ；聚氧化乙烯(PEO)插层改质的层状粘土材料，其占总成分的0. 005wt%至16wt%;有机可分散纳米二氧化硅粒子，其占总成分的0. 995衬％至16wt%。所述树脂可选自聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺、聚4酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树酯、酚氧树脂、聚氟乙烯或聚乙烯醇缩丁醛。所述有机溶剂可选自甲酚、碳氢溶剂、酚、二甲苯、甲苯、二甲酚、乙基苯、DMF、NMP, 酯类、酮类或其混合物。所述PEO插层改质的层状粘土材料的粘土可选自蒙脱石、云母或蛭石，所述蒙脱 石可选自蒙脱土、水辉石、锂皂石、皂石、锌蒙脱石、贝得石、硅镁石或绿脱石，而所述云母可 选自绿泥石、金云母、锂云母、白云母、黑云母、钠云母、珍珠云母、带云母或硅云母。本专利技术的涂料添加有属于硅酸盐类的粘土及属于氧化物的纳米二氧化硅粒子，该 些添加物均为非金属无机材料，具有高介电常数及优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高 温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗与高温强度等特性，其中高介电常数的特性可使其产生类似电 容的效果而将突波吸收、均勻分散、导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具可挠性与耐磨耗性的耐突波绝缘涂料，其包含：合成树脂，其占总成分的１２ｗｔ％至７６ｗｔ％；有机溶剂，其占总成分的２０ｗｔ％至８０ｗｔ％；聚氧化乙烯ＰＥＯ插层改质的层状粘土材料，其占总成分的０．００５ｗｔ％至１６ｗｔ％；有机可分散纳米二氧化硅粒子，其占总成分的０．９９５ｗｔ％至１６ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜维荣，杨伟志，黄俊瑜，
申请(专利权)人：福保化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71