可用于新能源汽车的抗电晕漆包线及其制造方法.pdf

本发明公开了一种可用于新能源汽车的抗电晕漆包线及其制造方法，导体外部的绝缘层从内到外涂覆有三层绝缘涂层，外涂层用涂料包括润滑耐磨成份、溶剂和基漆，所述润滑耐磨成份是二硫化钼、海泡石粉、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和硅油的混合物，所述溶剂是N-甲基吡咯烷酮和二甲苯的混合物，所述基漆为聚酰胺酰亚胺漆；各涂层厚度比例为：内涂层15～25％，中间涂层60～70％，外涂层15～17％。本发明可以降低抗电晕漆包线的静摩擦系数，增加抗电晕漆的耐电晕性能效果好，可适用于新能源汽车驱动电机。

1.  可用于新能源汽车的抗电晕漆包线，导体外部的绝缘层从内到外涂覆有三层绝缘涂层，内涂层采用聚酯亚胺涂料，中间涂层采用抗电晕涂料，其特征在于：外涂层用涂料包括润滑耐磨成份、溶剂和基漆，以总重量为100份计，其组份配比是：润滑耐磨成分1～10份；溶剂1～10份；其余为基漆；所述润滑耐磨成份是二硫化钼、海泡石粉、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和硅油的混合物，以总重量为100份计，其配制比例为：20～30:20～30:15～25:15～25:5～15；所述溶剂是N-甲基吡咯烷酮和二甲苯的混合物，两者按重量配制比例为：1～2:1；所述基漆为聚酰胺酰亚胺漆；各涂层厚度比例为：内涂层15～25％，中间涂层60～70％，外涂层15～17％。

2.  根据权利要求1所述的可用于新能源汽车的抗电晕漆包线，其特征在于：外涂层用涂料中的润滑耐磨成分3～7份；溶剂3～7份；其余为基漆。

3.  根据权利要求1所述的可用于新能源汽车的抗电晕漆包线，其特征在于：外涂层用涂料中的润滑耐磨成份以总重量为100份计，二硫化钼、海泡石、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和硅油的配制比例为：25:25:20:20:10。

4.  根据权利要求1所述的可用于新能源汽车的抗电晕漆包线，其特征在于：外涂层用涂料分两步骤配制，先将70％～80％的润滑耐磨成分、溶剂和基漆在温度75～85℃下搅拌1～1.5小时，冷却至室温，再加入剩余的润滑耐磨成分，再搅拌2～2.5小时，经过滤得到外涂层用涂料。

5.  制造权利要求1或2或3或4所述可用于新能源汽车的抗电晕漆包线的方法，内涂层和中间涂层按常规方法涂覆，其特征是：外涂层共涂三道，最后一道按常规方法涂覆，前两道漆膜厚度是最后一道漆膜厚度的2～2.5倍。

6.  制造权利要求5所述可用于新能源汽车的抗电晕漆包线的方法，其特征是：外涂层前两道漆膜厚度控制在5～6μm，最后一道漆膜厚度控制在2～3μm。

可用于新能源汽车的抗电晕漆包线及其制造方法
技术领域
本发明属于漆包线制造技术领域，具体涉及一种可用于新能源汽车的抗电晕漆包线及其制造方法。
背景技术
目前，由于抗电晕漆包线具有较高的耐热性和耐电晕特性，在工业变频电机和汽车驱动电机等领域被广泛使用。抗电晕漆包线结构，参见作者罗欣发表在《铜业工程》2012年第2期的论文《抗电晕漆包线的研制及机理探讨》：抗电晕漆包线的导体外部绝缘层从内到外通常涂覆有三层绝缘涂层。内涂层通常采用聚酯亚胺涂料，中间涂层采用抗电晕涂料，外涂层通常采用聚酰胺酰亚胺涂料。三种涂层的性能和承担的作用不同。聚酯亚胺层与铜线有良好的附着性，缺点是耐水解、耐油和耐化学性差；抗电晕涂层的优点是在于高压高频状态下有良好的抗电晕性，缺点是附着性差，不能做底涂，同时由于有填充料，其流平性差，表面质量差，同样不适合做外涂层；聚酰胺酰亚胺的优点是耐热性高、耐水解、耐化学性好，缺点是附着性差，只适合外涂层。
在线圈制造过程中，为适应高速绕线设备需要，漆包线表面需增加一层润滑层，以降低其摩擦系数，改善漆包线表面的润滑性和光滑性，以达到良好的绕线性能和绕组性能。这种润滑层主要采用两种方式涂覆上去，一种是在涂漆工序后用毛毡将润滑剂涂覆到漆包线的表面，缺点是用毛毡涂覆的外润滑剂随着环境温度的变化容易产生析出，并且在绕线过程中会产生磨擦损耗，无法满足高速绕线的需求。另一种方式是在外涂层上使用加入内润滑剂的自润滑漆，这种润滑剂与基体树脂是不相溶的，在成膜固化过程中会迁移到线的表面。在抗电晕漆包线外再涂覆一层自润滑漆，虽然可以降低抗电晕漆包线的摩擦系数，但必须再增加一套自润滑涂漆装置，成为四涂层漆包线，设备改造成本巨大，还势必会增加涂层厚度，在保持整个线径不变的前提下势必会降低抗电晕涂层的厚度，使得涂层内抗电晕颗粒总量下降，使得抗电晕效果下降，不能应用于耐电晕要求高的场合。比如，新能源汽车驱动电机 作为新能源汽车的核心部件，其具有转矩大、功率密度大，普通的200级复合抗电晕漆包线的耐高频脉冲电压时间甚至只有4h，远远无法满足新技术的使用要求。
发明内容
本发明的目的即为克服上述现有技术的不足，提供一种可用于新能源汽车的抗电晕漆包线及其制造方法，所得漆包线具备优良的耐热抗电晕性及高附着性，从而避免电机在使用时易于产生匝间击穿的状况，可延长漆包线的实际使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
可用于新能源汽车的抗电晕漆包线，导体外部的绝缘层从内到外涂覆有三层绝缘涂层，内涂层采用聚酯亚胺涂料，中间涂层采用抗电晕涂料，其特征在于：外涂层用涂料包括润滑耐磨成份、溶剂和基漆，以总重量为100份计，其组份配比是：润滑耐磨成分1～10份；溶剂1～10份；其余为基漆；所述润滑耐磨成份是二硫化钼、海泡石粉、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和硅油的混合物，以总重量为100份计，其配制比例为：20～30:20～30:15～25:15～25:5～15；所述溶剂是N-甲基吡咯烷酮和二甲苯的混合物，两者按重量配制比例为：1～2:1；所述基漆为聚酰胺酰亚胺漆；各涂层厚度比例为：内涂层15～25％，中间涂层60～70％，外涂层15～17％。
本发明外涂层的滑润耐磨成份中增加了二硫化钼和海泡石粉，一方面由于二硫化钼和海泡石粉的优良耐磨性能，可以提高面漆耐磨性能，另一方面可以降低漆中聚乙烯蜡、硅油等常用润滑成分的含量，可以减少前道涂层在烘烤固化时向表面迁移量，从而保证后道涂漆过程中层间结合力不下降，达到多道涂覆的要求，又能达到低摩擦系数和高耐磨性能，使得外涂层具备了自润滑效果，可以使涂层厚度大幅降低，从而提高中间涂层厚度，从而提高抗电晕效果。
进一步的，外涂层用涂料中的润滑耐磨成分3～7份；溶剂3～7份；其余为基漆。
进一步的，外涂层用涂料中的润滑耐磨成份以总重量为100份计，二硫化钼、海泡石、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和硅油的配制比例为：25:25:20:20:10。
进一步的，外涂层用涂料分两步骤配制，先将70％～80％的润滑耐磨成分、溶剂和基漆在温度75～85℃下搅拌1～1.5小时，冷却至室温，再加入剩余的润滑耐磨成分，再搅拌2～2.5小时，经过滤得到外涂层用涂料。
本发明可用于新能源汽车的抗电晕漆包线可按下述方法制造，内涂层和中间涂层按常规方法涂覆，其特征是：外涂层共涂三道，最后一道按常规方法涂覆，前两道漆膜厚度是最后一道漆膜厚度的2～2.5倍。通过增加外涂层前两道涂漆的漆膜厚度，使得在正常固化时润滑剂无法快速迁移至表面，从而保证后道涂漆过程中层间结合力不下降，最后一道涂漆按常规厚度涂覆，可使涂层过度固化，润滑剂能够快速迁移至表面而产生润滑作用，这样能达到多道涂覆的要求。
进一步的，外涂层共涂三道，前两道漆膜厚度控制在5～6μm，最后一道漆膜厚度控制在2.5～3μm。
本发明的主要优点在于：外涂层所用涂料可以降低抗电晕漆包线的静摩擦系数，静摩擦系数从之前外润滑的0.1降低至0.06以下，耐磨性能也有大幅度提高，如单向刮漆从15N提高到20N，往复刮漆从80次提高到150次，因低摩擦系数和高耐磨性能的特点使得抗电晕漆包线的外涂层和底涂层厚度之和由之前的60％降低至30％左右，而柔韧性和附着性均能达到新能源汽车驱动电机用电磁线的要求。
采用本发明改性面漆代替普通聚酰胺酰亚胺涂料作为复合抗电晕漆包线的外涂层，不需要另外再涂覆润滑层，不仅摩擦系数低，可满足高速绕线设备需要，而且漆膜的柔韧性和耐磨性好，既可以使外涂层厚度由占整个涂层厚度的20％以上降低至15％左右，也可以使底涂层厚度由占整个涂层厚度的40％以上降低至15％左右，使得中间抗电晕涂层的厚度明显增加，抗电晕漆的耐电晕性能效果好，耐高频脉冲电压时间由普通200级复合抗电晕漆包线的4小时提高到50小时以上，提高了10倍以上，从而可有效抵御高频电 压脉冲的长期冲击，漆包线的实际使用寿命可得到显著提升，可适用于新能源汽车驱动电机。
具体实施方式
为便于理解，此处通过以下通过各具体实施方式，以对本发明作进一步说明。
以下各实施例以生产线径0.80mm的抗电晕漆包线为例，内涂层采用艾伦塔斯电气绝缘材料(铜陵)有限公司生产的MT533型180级聚酯亚胺涂料，符合标准JB/T 7599.6-2013。中间涂层采用台湾福保化学有限公司生产的38SAS型200级抗电晕涂料。
外涂层涂料由润滑耐磨成份、溶剂和基漆组成。所用基漆为200级以氰酸酯法合成的聚酰胺酰亚胺树脂为基的、用合适的溶剂溶解稀释制得的聚酰胺酰亚胺漆包线漆，符合标准JB/T 7599.7-2013。润滑耐磨成份是二硫化钼、海泡石粉、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和硅油的混合物。二硫化钼细度不大于325目，海泡石粉细度不大于200目。溶剂是N-甲基吡咯烷酮和二甲苯的混合物。
外涂层涂料按下述方法配制：将70％～80％的润滑耐磨成分、溶剂和基漆在温度75～85℃下搅拌1～1.5小时，冷却至室温，加入剩余的润滑耐磨成分，再搅拌2～2.5小时，经过滤得到外涂层涂料。
实施例1
外涂层涂料以总重量为100份计，包括：润滑耐磨成份1份、溶剂3份，基漆96份。润滑耐磨成份以总重量为100份计，二硫化钼30份、海泡石粉30份、聚四氟乙烯15份、聚乙烯蜡15份、硅油10份。溶剂以重量比计，N-甲基吡咯烷酮：二甲苯＝1：1。
内涂层涂三道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约15μm；中间涂层涂十四道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约70μm；外涂层涂三道，前两道漆膜厚度控制在5～6μm，最后一道漆膜厚度控制在2～3μm，外涂层总厚度约15μm。所得漆包线各涂层厚度比例由内到外依次约为：15％、70％、15％。 经检测，采用漆包线静摩擦系数低于0.08，往复刮漆达到80左右，耐高频脉冲电压时间达50小时以上。
实施例2
外涂层涂料以总重量为100份计，包括：润滑耐磨成份3份、溶剂7份，基漆90份。润滑耐磨成份以总重量为100份计，二硫化钼20份、海泡石粉30份、聚四氟乙烯20份、聚乙烯蜡25份、硅油5份。溶剂以重量比计，N-甲基吡咯烷酮：二甲苯＝1.5：1。
内涂层涂五道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约25μm；中间涂层涂十二道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约60μm；外涂层涂三道，前两道漆膜厚度控制在5～6μm，最后一道漆膜厚度控制在2～3μm，外涂层总厚度约15μm。所得漆包线各涂层厚度比例由内到外依次约为：25％、60％、15％。经检测，采用漆包线静摩擦系数低于0.08，往复刮漆达到120左右，耐高频脉冲电压时间达20小时以上。
实施例3
外涂层涂料以总重量为100份计，包括：润滑耐磨成份7份、溶剂3份，基漆90份。润滑耐磨成份以总重量为100份计，二硫化钼20份、海泡石粉20份、聚四氟乙烯25份、聚乙烯蜡20份、硅油15份。溶剂以重量比计，N-甲基吡咯烷酮：二甲苯＝2：1。
内涂层涂三道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约15μm；中间涂层涂十四道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约70μm；外涂层涂三道，前两道漆膜厚度控制在5～6μm，最后一道漆膜厚度控制在2～3μm，外涂层总厚度约15μm。所得漆包线各涂层厚度比例由内到外依次约为：15％、70％、15％。经检测，采用漆包线静摩擦系数低于0.06，往复刮漆达到150左右，耐高频脉冲电压时间达50小时以上。
实施例4
外涂层涂料以总重量为100份计，包括：润滑耐磨成份10份、溶剂3份，基漆87份。润滑耐磨成份以总重量为100份计，二硫化钼20份、海泡 石粉20份、聚四氟乙烯25份、聚乙烯蜡25份、硅油10份。溶剂以重量比计，N-甲基吡咯烷酮：二甲苯＝1.5：1。
内涂层涂五道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约25μm；中间涂层涂十二道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约60μm；外涂层涂三道，前两道漆膜厚度控制在5～6μm，最后一道漆膜厚度控制在2～3μm，外涂层总厚度约15μm。所得漆包线各涂层厚度比例由内到外依次约为：25％、60％、15％。经检测，采用漆包线静摩擦系数低于0.06，往复刮漆达到120左右，耐高频脉冲电压时间达20小时以上。
实施例5
外涂层涂料以总重量为100份计，包括：润滑耐磨成份5份、溶剂1份，基漆94份。润滑耐磨成份以总重量为100份计，二硫化钼25份、海泡石粉25份、聚四氟乙烯20份、聚乙烯蜡20份、硅油10份。溶剂以重量比计，N-甲基吡咯烷酮：二甲苯＝1.2：1。
内涂层涂三道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约15μm；中间涂层涂十四道，每道厚度4.5～5.5μm，总厚度约70μm；外涂层涂三道，前两道漆膜厚度控制在5～6μm，最后一道漆膜厚度控制在2～3μm，外涂层总厚度约15μm。所得漆包线各涂层厚度比例由内到外依次约为：15％、70％、15％。经检测，采用漆包线静摩擦系数低于0.06，往复刮漆达到100左右，耐高频脉冲电压时间达50小时以上。