CN118507110A - 绝缘电线、线圈和电气电子设备以及绝缘电线的制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种绝缘电线、线圈和电气电子设备以及绝缘电线的制造方法，属于绝缘线缆制备技术领域，其中，绝缘电线包括：导体和包覆在所述导体外部的多层聚酰亚胺层；所述多层聚酰亚胺层的最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆。该绝缘电线通过在电线外层包覆多层聚酰亚胺层，并且最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆，改善了绝缘电线的摩擦系数、绝缘性能、耐电晕特性、耐油特性、延长了绝缘电线的绝缘寿命、增强了绝缘电线的绝缘可靠性，进而避免了电动机中绝缘电线短路的问题发生。

Description

绝缘电线、线圈和电气电子设备以及绝缘电线的制造方法

技术领域

本申请属于线缆制备技术领域，具体涉及一种绝缘电线、线圈和电气电子设备以及绝缘电线的制造方法。

背景技术

绝缘电线是指包覆绝缘层的电线。近年来随着电动机的小型化、高输出化，希望线圈本身也小型化，以在有限的空间中装入较多的绝缘电线。

但是绝缘电线因装入时与电机定子接触而容易受到损伤，导致绝缘电线容易发生层间短路。

发明内容

本申请的目的是提供一种绝缘电线、线圈和电气电子设备以及绝缘电线的制造方法以解决电动机内绝缘电线容易短路的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种绝缘电线，该绝缘电线可以包括：导体和包覆在所述导体外部的多层聚酰亚胺层；

所述多层聚酰亚胺层的最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆。

在本申请的一些可选实施例中，所述导体包括：铜、铜合金、铝或者铝合金；所述导体为扁平的多边形柱体。

在本申请的一些可选实施例中，所述多层聚酰亚胺层包括：第一聚酰亚胺层、第二聚酰亚胺层、第三聚酰亚胺层、第四聚酰亚胺层及第五聚酰亚胺层；

所述第一聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-20％，所述第二聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的20-25％：所述第三聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的45-50％，所述第四聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-15％，所述第五聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-20％。

在本申请的一些可选实施例中，所述第一聚酰亚胺层为对导体具有高附着性的聚酰亚胺漆层。

在本申请的一些可选实施例中，所述第二聚酰亚胺层为低介电常数的聚酰亚胺漆层，介电常数<2.6。

在本申请的一些可选实施例中，所述第三聚酰亚胺层为含有无机纳米粉末的耐电晕聚酰亚胺漆层。

在本申请的一些可选实施例中，所述第四聚酰亚胺层为含有耐油水的疏水基团的聚酰亚胺漆层。

在本申请的一些可选实施例中，所述第五聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种线圈，其为利用实施例第一方面中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而成的。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子电气设备，其使用了实施例第二方面所述的线圈。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种绝缘电线的制备方法，该方法可以包括：

将导体进行压延至目标尺寸，得到压延导体；

将所述压延导体进行退火预热，得到预热导体；

将所述预热导体在模具上进行上漆并固化，得到绝缘电线。

在本申请的一些可选实施例中，所述退火预热的温度为：400-600℃。

本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本申请实施例绝缘电线通过在电线外层包覆多层聚酰亚胺层，并且最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆，改善了绝缘电线的摩擦系数、绝缘性能、耐电晕特性、耐油特性、延长了绝缘电线的绝缘寿命、增强了绝缘电线的绝缘可靠性，进而避免了电动机中绝缘电线短路的问题发生。

附图说明

图1是本申请U型弯曲测试图；

图2是本申请一示例性实施例中绝缘电线的制备方法流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

在附图中示出了根据本申请实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的绝缘电线进行详细地说明。

如图1所示，在本申请实施例的第一方面，提供了一种绝缘电线，该绝缘电线可以包括：导体和包覆在所述导体外部的多层聚酰亚胺层；

所述多层聚酰亚胺层的最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆。

本实施例中自润滑功能的聚酰亚胺漆是主要成分是酯蜡(官能团是酯)的聚酰亚胺漆。

本实施例绝缘电线通过在电线外层包覆多层聚酰亚胺层，并且最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆，改善了绝缘电线的摩擦系数、绝缘性能、耐电晕特性、耐油特性、延长了绝缘电线的绝缘寿命、增强了绝缘电线的绝缘可靠性，进而避免了电动机中绝缘电线短路的问题发生。

在一些实施例中，所述导体包括：铜、铜合金、铝或者铝合金。

所述导体为扁平的多边形柱体。示例性的，绝缘电线的截面可以为矩形。

在一些实施例中，所述多层聚酰亚胺层包括：第一聚酰亚胺层、第二聚酰亚胺层、第三聚酰亚胺层、第四聚酰亚胺层及第五聚酰亚胺层；

所述第一聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-20％，所述第二聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的20-25％：所述第三聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的45-50％，所述第四聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-15％，所述第五聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-20％；即所述第一聚酰亚胺层的漆膜厚度：所述第二聚酰亚胺层的漆膜厚度：所述第三聚酰亚胺层的漆膜厚度：所述第四聚酰亚胺层的漆膜厚度：所述第五聚酰亚胺层的漆膜厚度＝10-20％:20-25％:45-50％:10-15％:10-20％。。

绝缘漆膜由多道绝缘漆依次经过涂敷和烘烤形成层机结构，并且从内向外，第一层与第四层厚度一致，第二层和/或第三层比第一层薄；从第五层开始依次增加。(这里是按照加工中的顺序和厚度来区分)这样的漆膜叠加方式，可增加漆膜与导体的附着性。

绝缘电线的漆膜具体结构为：层积结构，其中层积的漆膜按功能和特性又分为第一聚酰亚胺层、第二聚酰亚胺层、第三聚酰亚胺层、第四聚酰亚胺层及第五聚酰亚胺层。

在一些实施例中，所述第一聚酰亚胺层为对导体具有高附着性的聚酰亚胺漆层。

在一些实施例中，所述第二聚酰亚胺层为低介电常数的聚酰亚胺漆层，介电常数<2.6。

本实施例中低介电常数的聚酰亚胺漆的主要原理是引入气泡，产生具备多孔结构的低电极化PI原材料。低介电常数的聚酰亚胺漆的制备方法有超临界法、中空粒子法、热化学法等。超临界CO2法是运用髙压将超临界萃取CO2压进聚酰胺酸(PAA)溶液中，以后在持续高温酰亚胺化情况下逐渐缓解压力使CO2外溢进而造成纳米技术孔洞，根据调整CO2饱和压力、气温等要素来操纵塑料薄膜的气孔率。中空粒子法，是将介孔二氧化硅、二氧化硅管及其聚倍半二甲基硅氧烷(POSS)的孔洞构造引入聚酰亚胺管理体系中降低电极化。热化学法是在前驱体PAA中夹杂纳米技术无机物添充颗粒物，在酰亚胺化后蚀刻去除无机物填充料留有填充料原先占有的区域，产生具备多孔结构的低电极化PI原材料。

在一些实施例中，所述第三聚酰亚胺层为含有无机纳米粉末的耐电晕聚酰亚胺漆层。

本实施例中无机纳米粉末由：Al₂O₃、TiO₂、云母或层状硅酸盐制成。

在一些实施例中，所述第四聚酰亚胺层为含有耐油水的疏水基团的聚酰亚胺漆层。

本实施例中疏水基团为烃基或酯基中的一种或多种。烃基为含有C10～C20的烃基，含有芳基、酯、醚、胺、酰胺等基团的烃基或含有双键的烃基。

在一些实施例中，所述第五聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆。

本实施例中聚酰亚胺自润滑主要由酰胺和亚胺的结构官能团组成，其中的自润滑剂主要成分是酯蜡，官能团是酯。

绝缘电线性能测试

选择扁平线2.00mm×3.00mm，以不同材料、不同树脂层厚度验证。

1)附着性测试：分别实施例1-5以及对比例1-2得到的绝缘电线300mm作为试样，将试样放置于两夹具之间，试样与夹具放置在同一轴线上，夹住两端，以300mm/min的速率拉伸20％，检查试样漆膜失去附着性的长度。本测试方法中，漆膜失去附着性的长度小于2mm则代表漆膜的附着性优异。

2)U型弯曲测试：如图1所示，分别取上述实施例绝缘电线以及常规绝缘电线500mm作为试样，将该两条绝缘电线分别绕着一个抛光的试验轴芯弯曲180±2°，一条进行平绕(轴芯直径＝线厚2倍)，另一条进行立绕(轴芯直径＝线宽2倍)。图1中，“B”和“D”分别代表绝缘电线的线宽和线厚。本试验中，平绕和立绕后，将产品表面光洁无开裂的情况记为“合格”；将表面开裂的情况记为“不合格”。

3)绝缘击穿电压：将绝缘电线一端除去绝缘，在直径圆棒上宽边弯曲后，放入至少有5mm厚的金属钢珠容器中，试样端头应伸出足够长度避免闪络。在导体和金属钢珠之间施加试验电压。以升压速度500V/秒、漏电流5mA进行升压。测试5次并将平均值作为绝缘击穿电压评价值。评价基准如下：

A+：10kV以上；

A：7kV以上且小于10kV；

B：5kV以上且小于7kV；

C：小于5kV；

耐热测试：将绝缘电线在240℃暴露100H后，依上述绝缘击穿电压测试，要求满足基准B以上。

4)PDIV测试：取两根长度300mm的较直线样，每根线样一端去除5～10mm的绝缘层，将样线在模型中成型，直线部分120-150mm，然后制成两端均匀张开的线样，用PI胶带将线样背靠背紧密缠绕；将已制备好的线样安装，红色电极接一个触角，黑色电极结另一个触角，在常温状态，测试条件设定：升压速度25V/S；、试验频率50HZ；电荷量阈值10PC时,读取对应的PDIV取值，并记录测试值。

5)耐电晕测试：

检测方法：取两根长度300mm的较直线样，每根线样一端去除5～10mm的绝缘层，将样线在模型中成型，直线部分120-150mm，然后制成两端均匀张开的线样，用PI胶带将线样背靠背紧密缠绕；

测试条件设定：双极性方波；频率20.00±0.01KHz；脉冲电压2000±15V；上升时间100±10nS；占空因素≦50％；温度155±2℃条件下，直到试样击穿为止，记录测试的时长。

6)静摩擦系数测试：

操作步骤：先对试样线进行校直，然后用静摩擦系数试验仪对试样线进行测试，从静摩擦系数试验仪上直接读取静摩擦系数。

表1对比结果

由上述对比结果可以看出本申请实施例的绝缘电线性能均符合标准，并且摩擦系数低于常规绝缘电线，上述实施例绝缘电线通过在电线外层包覆多层聚酰亚胺层，并且最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆，改善了绝缘电线的摩擦系数、绝缘性能、耐电晕特性、耐油特性、延长了绝缘电线的绝缘寿命、增强了绝缘电线的绝缘可靠性，进而避免了电动机中绝缘电线短路的问题发生。

在本申请实施例的第二方面，提供一种线圈，其为利用实施例第一方面中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而成的。

在本申请实施例的第三方面，提供一种电子电气设备，其使用了实施例第二方面所述的线圈。

如图2所示，在本申请实施例的第四方面，提供一种绝缘电线的制备方法，该方法可以包括：

S210：将导体进行压延至目标尺寸，得到压延导体；

S220：将所述压延导体进行退火预热，得到预热导体；

S230：将所述预热导体在模具上进行上漆并固化，得到绝缘电线。

为了更加清楚的说明，下面对于上述步骤分别进行介绍：

首先是步骤S210：将导体进行压延至目标尺寸，得到压延导体。

本步骤中的目标尺寸比例可以为2.0mm×3.0mm

然后是步骤S220：将所述压延导体进行退火预热，得到预热导体。

本步骤中的退火预热的温度为：400-600℃。

最后是步骤S230：将所述预热导体在模具上进行上漆并固化，得到绝缘电线。

上述方法制备绝缘电线改善了绝缘电线的摩擦系数、绝缘性能、耐电晕特性、耐油特性、延长了绝缘电线的绝缘寿命、增强了绝缘电线的绝缘可靠性。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种绝缘电线，其特征在于，包括：导体和包覆在所述导体外部的多层聚酰亚胺层；

所述多层聚酰亚胺层的最外层聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆。

2.根据权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，所述导体包括：铜、铜合金、铝或者铝合金；

所述导体为扁平的多边形柱体。

3.根据权利要求1所述的绝缘电线，其特征在于，所述多层聚酰亚胺层包括：第一聚酰亚胺层、第二聚酰亚胺层、第三聚酰亚胺层、第四聚酰亚胺层及第五聚酰亚胺层；

所述第一聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-20％，所述第二聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的20-25％；所述第三聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的45-50％，所述第四聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-15％，所述第五聚酰亚胺层的漆膜厚度占总漆膜厚度的10-20％。

4.根据权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，所述第一聚酰亚胺层为对导体具有高附着性的聚酰亚胺漆层。

5.根据权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，所述第二聚酰亚胺层为低介电常数的聚酰亚胺漆层，介电常数<2.6。

6.根据权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，所述第三聚酰亚胺层为含有无机纳米粉末的耐电晕聚酰亚胺漆层。

7.根据权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，所述第四聚酰亚胺层为含有耐油水的疏水基团的聚酰亚胺漆层。

8.根据权利要求3所述的绝缘电线，其特征在于，所述第五聚酰亚胺层包括自润滑功能的聚酰亚胺漆。

9.一种线圈，其特征在于，其为利用权利要求1～8中任一项所述的绝缘电线进行绕线加工而成的。

10.一种电子电气设备，其特征在于，其使用了权利要求9所述的线圈。

11.一种绝缘电线的制备方法，其特征在于，包括：

将导体进行压延至目标尺寸，得到压延导体；

将所述压延导体进行退火预热，得到预热导体；

将所述预热导体在模具上进行上漆并固化，得到绝缘电线。