复合涂层漆包线的发展方兴未艾,80年代已占美国漆包线市场的1/3份额。它大体分成四类:自拈性漆包线可制造形状复杂和无骨架的各种线圈;耐冷冻剂漆包线可用于电冰箱等压缩机;耐热性漆包线具有直焊性的耐热线;润清性漆包线用于百分之几秒内达数千转的高速绕线。
在众多工业产品中,漆包线虽然是一个不显眼的品种,但却是当今电世界不可或缺的材料。复合涂层漆包线是漆包线产品中的一个特殊品种。
在40年代,首先推出的“Borldeze”(自粘性复合涂层线)是其雏型。Bondeze是在油性漆包线外面涂一层醋酸纤维素漆制成的。到80年代,各种复合漆包线在美国的漆包线市场已占到13/,在欧洲市场也占了优势。可见它的发展方兴未艾。
复合涂层漆包线的发展,主要动力是使用上的需要:首先是某些特殊电气产品在制造上的需要,如制造形状复杂或无骨架线圈,如果没有自粘线,制造工艺将是非常繁复的,甚至是无法制造的;其次是随着电气产品性能的提高,对漆包线有了日趋严格的要求。如对过载性、热冲击性等要求,迫使漆包线的制造采取复合的方式;另外,经济_t,在保证产品达到(甚至超过)同样性能水平前提下,采用复合方式有川能使除包线的制造部门和使用的成本下降。这也是这种产品受到重视,得以发展的基本原因。
复合涂层漆包线是相对于一般的单一涂层漆包线而得石的,其漆层由底(内)漆层和面(外)漆层组成。因此说其种类,主要是指内外漆层的品种及其组合。一般来说,对底漆层,原则上采用现有单一涂层的任何品种,主要集中在聚氨酚、聚酚(包括改性聚酷)和聚酚亚胺(包括直焊性聚醋亚胺)等;对外徐层,根据性能要求和使用条件选择,现主要有聚乙烯醇缩丁醛、环氧、聚酞胺和聚酞肢酞亚胺及其改性树脂等。这样底面层双层的组合就有很多品种。如果加上两层以上的复合,则数量将会史多。当然,某个品种的出现都要从需要出发,经反复试验研究,才能成为实用的产品。
由它绕制成的线圈不必经过浸渍处理,采用适当方法,在短期内使之枯结成型的复合漆包线。适当方法主要是:(1)线圈在烘箱(或烘道)内加热,或热空气加热,保持一定的时间;(2)线圈线芯通电,使之发热;(3)使用某溶剂润湿漆包线,然后绕制成线圈(也称溶剂粘合)。用这类复合线可制造普通线圈,也可制造形状复杂和无骨架的各种线圈。其优点是大大提高线圈制造效率、节约电能、显著改善工作场所的环境条件。目前,主要品种有聚氨醋、聚醋和聚醋亚胺线外涂环氧、聚酞胺等自粘层制得的复合线 。
在电冰箱、冷冻箱和空调器等使用的压缩机,特别是封闭式冷冻压缩机中使用的漆包线,由于与冷冻剂相接触,要求漆包线具有优良的耐冷冻剂性能,是绕组线中环境性能要求最严酷的品种之一。以前曾使用过缩醛、丙烯酸聚醋和聚醋亚胺等单一涂层漆包线,但压缩机的使用寿命很低。复合漆包线出现后,尤其是有了耐冷冻剂性能特别优良的面漆层后,冷冻压缩机的性能和寿命都有了很大的提高。近些年来,这类漆包线的耐热性能和加工性能更有了改进。目前,耐冷冻剂漆包线主要品种是以聚酞胺或聚酞胺酞亚胺复合的改性聚酩或聚酷亚胺漆包线。
单一涂层的F、H级及以上耐热漆包线,主要用改性聚酪、聚酪亚胺和聚酞亚胺等漆包线。一般说来,综合性能不能满足使用要求,其中部分产品(如聚酞亚肢线)价格太高,因此相当一部分已为复合漆包线所代替。
这类复合线又可分为两类:其一是上述耐冷冻剂复合线,由于综合性能好、价格适当,除用于压缩机外,还可广泛用于耐热性(包括过载性和热冲击性)要求较高的场合作为一般耐热性漆包线使用;其二是具有直焊性的耐热线,例如聚酞胺复合的F级直焊性聚氨酚线、聚酞胺复合的H级直焊性聚醋亚胺线。
随着线圈制造的机械化和自动化,绕线速度在不断提高,现代高速绕线机的绕转速度可以在百分之几秒达到数千转,漆包线承受着极大的瞬时张力和摩擦力。为了顺利地完成这一操作,对漆包线来说,表面状况(表面光滑性、耐磨性和防潮性等)是一个很重要的因素。在提高漆包线表面性能的诸多方法中,采用涂复润滑性涂层的方法是一个较普遍的办法。这类线的主要品种是以各种单一涂层漆包线涂复改性的聚酞胺或聚酞胺酞亚胺制得的复合漆包线 。
我国复合漆包线的发展,大体上可以依“改革开放”为界线而分为两个阶段。在80年代以前,我国漆包线行业主要是配合黑白电视机等的试制,开发了自粘性复合漆包线以满足国内产品的配套需要。至80年代中后期乃至90年代初,随着电机电器仪表特别是家用电器等漆包线使用行业的技术引进,促使漆包线行业得到加快发展,尤其是漆包线行业自身的技术改造和技术引进,为复合漆包线第二阶段的发展创造了必要条件。其中最主要的是1989～1991年,电磁线行业为配合冰箱压缩机行业配套件的国产化,重点进行了聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺复合漆包线的攻关研制,使冰箱压缩机用Q(ZY/XY)漆包线基本达到国产化。这个阶段,我国复合漆包线的品种和产量都有了较快的增长。
尽管如此,我国复合漆包线的生产量仍然很少,据近几年统计数据估计,复合漆包线的产量仅仅占全部漆包线生产总量的5.5%～8%。这一方面表明,我国漆包线产品结构至今还没有明显的变化;另一方面也说明,我国复合漆包线的发展有着广阔的前景。
电线电缆行业协会在去年和前年对我国漆包线市场,曾作过一次较全面的调查统计,为了说明我国的复合漆包线生产前景看好,现引述有关调查统计中的部分数据如下:(1)我国电视机用的复合自粘性漆包线,每年约有23500t需从国外进口。(2)电冰箱、冷冻箱和空调器每年需用耐冷冻剂复合漆包线14250t左右。(3)收录机等音响线圈用醇溶性复合自粘性漆包线,近几年供不应求。(4)微波炉、电烤箱和电磁灶等小型家用电器所需的复合漆包线,需求量在不断的增加。
此外,如果考虑到微特电机、中小型电机及其它场合已使用或拟发展使用部分,我国对复合漆包线的需求量是很可观的,今后发展我国复合漆包线的生产也有着广阔的前景。
我国复合涂层漆包线的发展,大体上可分为两个阶段(依改革开放为基本界线):在80年代以前,我国漆包线行业,主要为配合黑白电视机,进行自粘性复合漆包线的试制,解决了国内产品的配套,这是第一阶段;80年代及以后几年,在前阶段发展的基础上,由于电机、电器等行业,特别是家用电器等漆包线使用行业的技术引进,促使漆包线制造业的加快发展,也由于漆包线行业的自身技术改造和技术引进,具备了发展的必要条件,这是第二阶段。其间,80年代末、90年代初期,上海电缆研究所组织电磁线行业配合压缩机行业引进生产线配套件的国产化工作,重点进行了聚酷亚胺/聚酞胺酞亚胺复合漆包线的攻关研制工作,使冰箱压缩机用Q(ZY/XY)复合线基本国产化。这个阶段,我国复合线的产量和质量都有了较快的提高。
目前,我国复合涂层漆包线的品种和质量都达到了一定水平。如上海电缆研究所新近研制的180级直焊性聚醋亚胺复合自粘性漆包线,在上海电磁线厂取得生产实践经验。这种聚醋亚胺自粘直焊复合漆包线焊锡温度在460~480C、粘结温度为160℃,经北京电视机配件厂常规测试和上机绕制,各项性能基本合格。这是国内首次研制成功的、性能接近国外先进水平,为我国家用电器产品的发展提供的新品种,为电器工业引进生产线选用国产漆包线提供了条件。
我国聚酞胺酞亚胺复合的聚醋亚胺漆包线Q(ZY/XY),相当于美国NEMA的水平,已用于冷冻压缩机、采煤电机、机车电机、辊道电机和电动工具等要求较高的电气产品中。与先进国家相比,我国复合线的品种太少、产量不大,受很多条件的制约,质量必须进一步提高。为此,1996年行业协会以复合漆包线为主题召开过一次全国性漆包线行业技术研讨会,交流了各厂生产经验,讨论了发展这个产品的一些关键技术问题,这肯定将推动我国复合涂层漆包线的进一步发展。
近几年来,国外漆包线技术的发展,值得我们注意的是漆包线性能满足电机电器等使用部门日益增长的需要。如提高性能一致性、耐热性、耐加工性和使用可靠性等,实现这些目标的主要方法就是制造复合涂层漆包线。90年代,国际电工委员会(IEC)有关复合涂层漆包线的产品标准就有:IEC31-713《200级聚酞胺酞亚胺复合聚酩或聚酷亚胺漆包铜圆线》;IEC317一19《130级聚酞胺复合直焊性聚氨酷漆包铜圆线》;IEC317一21《155级聚酞胺复合直焊性聚氨醋漆包铜圆线》;IEC317一22《180级聚酞胺复合聚醋或聚酷亚胺漆包铜圆线》;IEC317一24《180级聚酞胺复合聚醋或聚酷亚胺漆包铝圆线》;IEC317一25《200级聚酞胺酞亚胺复合聚酪或聚酷亚胺漆包铝圆》;IEC317一29《200级聚酸胺酞亚胺复合聚醋或聚酷亚胺漆包铜扁线》;IEC317一35《155级直焊性聚氨醋复合自粘性漆包铜圆线》;IEC317一36《180级直焊性聚酌亚胺复合自粘性漆包铜圆线》;庄C317一37《180级聚醋亚胺复合自粘性漆包铜圆线》;IEC317一38《200级聚酞胺酞亚胺复合聚醋或聚酷亚胺的自粘性漆包铜圆线》。
近期发展已有三层结构的复合涂层漆包线推向市场。这种线在底漆层外,加涂两个漆层。见诸有关公司样木的可举出以下品种。改性聚氨醋/聚酞胺/自粘层、THEIC聚脂/改性聚酞胺酞亚胺/自粘层、THEIC聚酷/量子屏蔽层/改性聚酞胺酞亚胺;聚醋亚胺/聚酞胺酞亚胺/自粘层;聚酚亚胺/聚酞胺酞亚胺/自粘层;THECI聚酣/聚酞胺酞亚胺/自粘层;聚醋亚胺/聚酞胺酞亚胺/热固树脂。
三层复合漆包线主要用于性能特殊和可靠性要求特高的场合,例如用作变频矢量控制电机的线圈。复合漆包线在美国、欧洲和日本应用面很广.而且还在继续扩大.以下仅举数例可见一斑。APTZ型THEIC改性聚醋/改性聚酞胺酞亚胺复合漆包铜线,2万h外推寿命温度可达217℃,耐刮性能和柔韧性得到综合平衡,提高了缠绕性能和嵌线性能,已广泛应用于干式变压器、密封电机、微波沪、工具电机、汽车电机、电力螺线管、电视机行输出变压器和偏转线圈等方面。德国报道了聚酷亚胺/聚酞胺酞亚胺复合漆包线PEI/AI,在机械性能(铅笔硬度和《雷份零》1998年第12期耐刮性、、耐热性能(热冲击性和抗燃性)和化学性能(抗变压器油、耐溶剂、耐苯乙烯和浸溃剂)等方面都具有优良性能,可以用于电力螺线管、煞车电机、辊道电机、电动工具,还可用于化工厂的耐化学品传输泵、热带电机和远洋船舶电机等。
复合漆包线的发展很受重视,美国电气电子绝缘会议每二年召开一次,其中设有电磁线分组,每次会议都有关于复合涂层漆包线的内容,如1989年9月在芝加哥召开的第19届会议上,电磁线分组的主题是“电磁线的新进展”,发表的论文几乎全部都是关于复合涂层漆包线的。
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