CN102412027B - H级、200级电磁线的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产成本较低、适于节能减排、减少环境污染且产品性能较高的H级、200级电磁线的制造方法，其包括：将经过表面活化处理的纳米材料加入聚酰亚胺树脂中搅拌均匀后送入挤出机料斗，挤出机使绝缘树脂呈高温黏流态，并连续从挤出机的模套口挤出；同时，将裸铜线经校直、预热后经过挤出机机头的成型模，使由所述模套口挤出的绝缘树脂挤包在裸铜线上；包覆有绝缘树脂的裸铜线经冷却后，即得到H级、200级电磁线。该电磁线消除了漆包线的针孔和绕包线接缝处的间隙，提高了电气绝缘性能；同时在其绝缘中加入了具有高耐电晕性、高导热性的无机纳米材料，适于提高绝缘层的耐热性，并使导热系数达到0.60W/Mk。
Description
技术领域
本发明涉及电工用电磁线制造的技术领域，涉及到高压发电机、高压电动机、轨道牵引电机、变频调速电动机、风力发电机等用电磁线的新制造工艺，具体是一种H级、200级电磁线的制造方法。
背景技术
在电工行业中，电磁线需求量非常大。通常电机、电器行业中应用的电磁线有两大类：漆包线和绕包线。漆包线制造过程中漆包线漆的固体量很小，不到20％，要涂到一定漆膜厚度，就必须涂多次，烘焙多次，使溶剂挥发并使漆膜固化。不仅浪费了大量的有机溶剂，而且造成环境的严重污染，多次烘焙也造成电力的巨大消耗。对绕包线来说，特别是大型高压发电机、高压电动机、轨道交通牵引电机、高压变频调速电动机等特种电机用的绕包线或者是云母(聚酯薄膜)绕线或者是聚酰亚胺薄膜烧结线，或者是薄膜绕包(烧结)层的外面再绕包云母带，有的在以上绝缘层的上面还要绕包玻璃丝再浸漆的结构。其中绕包电磁线用的云母带或聚酰亚胺薄膜都用大量的有机溶剂，并消耗了大量的电力，造成浪费，提高了电磁线的生产成本，同时也严重污染了环境。另一方面，漆包线不可避免的存在有针孔，云母绕包线和薄膜绕包烧结线，都存在有接缝处，这些在电性能上来说无疑都是电的薄弱环节。为适应大型发电机的高压化、变工况高压电动机的变频化，轨道交通高速和重载化，要求电磁线有较高的可靠性和较长的使用寿命。
如何解决电磁线生产过程中的污染、高能耗的问题，同时提高电磁线的性能，是本领域的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生产成本较低、适于节能减排、减少环境污染且产品性能较高的H级、200级电磁线的制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的单面补强H级、200级电磁线的制造方法，包括：将经过表面活化处理的纳米材料加入聚酰亚胺树脂中搅拌均匀后得到绝缘树脂备用；其中，纳米材料的质量为聚酰亚胺树脂的12-25％，纳米材料由35～40wt％的二氧化硅、15～20wt％的三氧化二铝和50～40wt％的氮化铝混合而成；将所述绝缘树脂送入挤出机料斗，挤出机使绝缘树脂呈高温黏流态，并连续从挤出机的模套口挤出；同时，将裸铜线经校直、预热至100-120℃后经过挤出机机头的成型模，使由所述模套口挤出的绝缘树脂挤包在裸铜线上；包覆有绝缘树脂的裸铜线经冷却后，即得到H级、200级电磁线。
所述挤出机把所述绝缘树脂分段依次加热到260～300℃、350～360℃和360～365℃，以使绝缘树脂呈高温黏流态，并连续挤向机头，到达机头的料流经模芯和模套间的环形间隙从模套口挤出，裸铜线经过机头和安装在机头中的成型模时被挤包在裸铜线的周围。
冷却时，依次采用80-90℃的热水、50-60℃的温水、15-30℃的室温水依次冷却0.5-1分钟，以形成连续密实的绝缘层，防止突然冷却可能使绝缘树脂局部开裂的情况。
纳米材料为粒料，该粒料经过加温至90～95℃后经真空干燥不少于6小时处理，以将粒料中的水分、挥发物和相关低分子含量烘尽，使最终的绝缘树脂上不易出现气泡，可确保产品具有较高的电性能和可靠性。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明的H级、200级电磁线的制造方法，采用加入经过表面活化处理的二氧化硅、三氧化二铝、氮化铝等纳米材料的耐高温聚酰亚胺树脂为绝缘树脂，通过用挤压成型的工艺制造出H级、200级电磁线。这样制成的电磁线消除了漆包线的针孔和绕包线接缝处的间隙，提高了电气绝缘性能；同时在其绝缘中加入了具有高耐电晕性、高导热性的无机纳米材料：二氧化硅、三氧化二铝和氮化铝，这三种无机纳米材料的配比，适于提高绝缘层的耐热性，并使生产出的电磁线达到H级、200级绝缘；导热系数达到0.60W/Mk。绝缘层厚度可由0.15～1.4mm(双面厚度)范围内调节。
(2)本发明的工艺方法无需有机溶剂，杜绝了有机溶剂的排放，消除了对环境的污染；与漆包线相比绝缘层无需多次涂漆、多次烘焙和高温固化，与薄膜绕包线相比省去了薄膜制造的工序，加热器功率只有几千瓦，节电至少200千瓦以上。所以，本发明的工艺方法生产的产品质量较高，生产过程无污染、零排放、生产效率较高、可大幅节能。本发明的工艺方法适用于用其他具有热塑性特性的绝缘树脂来制造圆形和矩形电磁线。
(3)所述裸铜线的预热温度为100-120℃，该温度适于避免裸铜线的发生快速氧化，又能烘去裸铜线上的水份和易挥发的杂质，确保电磁线的电性能。此外，缩小裸铜线与挤出的绝缘树脂的温差，可避免挤出的绝缘树脂挤包在裸铜线上时存在较大收缩而影响电性能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合
附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的H级、200级电磁线的生产线的结构示意图。
附图标记：1--放线装置，2--张紧轮，3--预热器，4--挤出机，5--自动加料装置，6--冷却水槽，7--计米器，8--牵引装置，9--收排线装置，10--控制柜。
具体实施方式
本实施例的H级、200级电磁线的生产方法包括：将表面经过活化处理的二氧化硅、三氧化二铝、氮化铝等纳米材料，制成粒料；该粒料经过加温(90～95℃)真空干燥不少于6小时处理，以去除粒料中的挥发物和水分。
粒料包括：37wt％的二氧化硅、17wt％的三氧化二铝和46wt％的氮化铝；将该粒料加入聚酰亚胺树脂搅拌均匀后得到绝缘树脂备用。
将所述绝缘树脂放入挤出机料斗中，开动挤出机；所述挤出机把所述绝缘树脂分段依次加热到260～300℃、350～360℃和360～365℃。此时粒料呈高温粘流态，并被挤到机头；到达机头的料流经模芯和模套间的环形间隙从模套口挤出，使预热至110℃的裸铜线穿过挤出机机头和安装在机头中的成型模，将熔融成粘流态的绝缘树脂挤压到裸铜线上挤包在圆形或矩形的裸铜线上，然后依次采用85℃的热水、55℃的温水、20℃的室温水依次冷却40秒，以形成厚度均匀的紧贴在裸铜线的连续密实的绝缘层，最然后收卷到收线盘上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种H级、200级电磁线的制造方法，包括：
将经过表面活化处理的纳米材料加入聚酰亚胺树脂搅拌均匀后得到绝缘树脂备用；其中，纳米材料的质量为聚酰亚胺树脂的12-25%，纳米材料由35～40wt%的二氧化硅、15～20 wt %的三氧化二铝和50～40 wt %的氮化铝混合而成；
将所述绝缘树脂送入挤出机料斗，挤出机使绝缘树脂呈高温黏流态，并连续从挤出机的模套口挤出；
同时，将裸铜线经校直、预热至100-120℃后经过挤出机机头的成型模，使由所述模套口挤出的绝缘树脂挤包在裸铜线上；
包覆有绝缘树脂的裸铜线经冷却后，即得到H级、200级电磁线；
纳米材料为粒料，该粒料经过加温至90～95℃后经真空干燥不少于6小时处理。
2.根据权利要求1所述的H级、200级电磁线的制造方法，其特征在于：所述挤出机把所述绝缘树脂分段依次加热到260～300℃、350～360℃和360～365℃。
3.根据权利要求书2所述的H级、200级电磁线的制造方法，其特征在于：在冷却所述包覆有绝缘树脂的裸铜线时，依次采用80-90℃的热水、50-60℃的温水、15-30℃的室温水依次冷却0.5-1分钟。
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