聚酯亚胺漆包线定制(聚酰亚胺酰亚胺复合漆包线漆的工业应用研究)
《摘要》本文介绍了聚酯亚胺/聚酰亚胺酰亚胺复合漆包线因种种原因,在贮存使用过程中,质量下降,经过分析研究,找到了引起贮存使用质量下降的主要原因,经过调整工艺参数后,使复合漆包线的质量提高,从而保证了复合漆包线的长久使用贮存性能。内文数据详实,图文并茂,可操作强,期望推广。
关键词:工艺参数 调整 漆包线 质量 提高
我厂1992年投资4147万元进行了大规模的技术引进和改造,从意大利SIME,德国NIEHOFF,奥地利EDER等国外公司引进漆包设备。生产聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺漆包线,新增年生产能力为2500吨,生产范围为0.1-3.0mm。可按IEC、NEMA、DIA、JIS等国际标准生产。
聚酯亚胺/聚酰亚胺酰亚胺复合漆包线,长期使用温度>200°C,C级绝缘,其耐高温性能优良,热软化击穿温度高,机械强度高,耐过载能力强,特别是具有突出的耐冷冻剂性能,被称为综合性能最好最全面的万能漆包线,广泛用于严酷条件下工作的各种耐高温电机,电器,电动工具,变电站用变亚器,汽车用电动机以及冰箱,冰柜,空调<包括汽车用空调设备>的致冷系统用压缩机等。
我厂1997年前采用的工艺参数
表1
收线速度工艺表
标准直径(mm)
收线速度(m/min)
标准直径(mm)
收线速度(m/min)
1.90
18
0.60
78
1.45
23
0.50
85
1.30
25
0.45
95
1.25
30
0.38
105
1.12
35
0.35
110
1.00
39
0.341
115
0.85
45
0.315
120
0.80
54
0.31
140
0.77
58
0.286
160
0.71
65
0.19
185
067
66
0.16
236
0.644
70
0.13
270
0.63
73
0.11
300
按以上工艺参数生产的漆包线,客户比较满意,主要表现在:一是漆包线有很好的外观,表面呈富有光泽的棕红色,二是漆包线的各项性能较好,都达到了IEC317.1-90和GB6109.1-90特种绕组线的标准,并能满足一些客户的特殊要求。
但经过一段时间的使用和贮存后,发现有一小部分漆包线质量下降,1997年我厂对库存一年以上的漆包线进行检验,有11.2%的漆包线附着性,室温击穿,耐刮,针孔试验不合格,与原检验单比性能
严重下降。如表2所示
表2 1997年前后试验对照表 | ||||||
规格(mm) |
1.40 |
1.30 |
1.06 | |||
项目 |
原检验结果 |
现检验结果 |
原检验结果 |
现检验结果 |
原检验结果 |
现检验结果 |
剥离(转) |
78 |
64 |
84 |
63 |
108 |
87 |
室温击穿(KV) |
6.59 5.86 8.75 7.56 10.33 |
5.97 4.82 5.98 7.54 6.812 |
5.83 6.45 5.96 7.64 8.21 |
7.11 5.39 4.32 4.68 4.98 |
5.98 6.73 8.65 6.99 5.88 |
4.13 6.52 7.44 4.25 7.56 |
卷绕试验 |
≤D合格 |
不合格 |
≤D合格 |
不合格 |
≤D合格 |
不合格 |
针孔(n/30m) |
2 |
5 |
3 |
6 |
3 |
7 |
外观 |
棕红合格 |
黑色不合格 |
棕红合格 |
黑色不合格 |
棕红合格 |
黑色不合格 |
从上表可以看出,现检与原检数值有明显的下降,这些易发生质量下降的漆包线,一般原就质量较低,比下表的平均值要低。这些漆包线经过一段时间贮存后,就发生了质量变化。
影响质量的原因
通常来说,经生产出来的漆包线经检验合格要产生质量下降,必须有严酷的外界条件。
1,物理因素:长期受强烈的太阳光照射,超高温,低温使用,使用电压超标,受应力和高能辐射等。
2,化学因素:使用贮存的漆包线受臭氧,盐,酸,碱,化学溶液等腐蚀。
3,生物因素:受微生物,霉菌的影响。
或是漆包线漆质量差,受加工条件的影响,外来杂质的侵入。
我厂为了查清贮存的漆包线质量为什么下降的原因,进行了专门的分析研究,认为库房的建造是严格按标准要求的,产品的存放在仓库中保证了清洁,干燥,温度在0-40°C之间,且通风良好,远离了酸碱盐等腐蚀性物质。
那么,在贮存过程中引起漆包线质量下降的原因是什么呢?据研究分析,可能与以下几种情况有关:
1,漆包线漆膜在生产过程中混进了过量的酸碱盐等物质,氢氧根离子,在贮存过程中,对漆膜产生了化学腐蚀作用,使质量下降。
2,漆包线漆膜经烘炉烘烤后,脱水环化不够,其中的聚酰亚胺漆膜,还存有末完全脱水环化的聚酰胺溶液,被水解性质的物质,受空气中水分子的影响,而发生化学变化。
3,漆包线烘烤时,温度过高,其中的聚酰亚胺漆膜,已发生过烧现象,漆包线在检验写报告时,数据有偏差、失误。
漆包线中是否残留过量的氢氧根离子,酸碱盐,氯化物。从理论上来说是有可能的,因为在漆包线的生产过程中,要使用大量的润滑液和冷却水,在润滑和冷却的过程中,若其中有过量的氢氧根离子,氯化物,就会沾附在漆包线上,结漆包线带来腐蚀作用。
我厂漆包用水质标准如表3所示
表3 水质标准 | |
去离子水质标准 | |
水的总硬度(德国硬度数) |
最大0.1DH |
氯化物的含量(毫克/升) |
最大0.5MG/L |
电导率(微西门子) |
最大15微西 |
氢离子浓度PH值 |
最大PH5 |
最小PH8 | |
预退火用水 | |
氯化物含量(毫克/升) |
最大10MG/L |
电导率(微西门子) |
最大100微西 |
氢离子浓度PH值 |
最大PH5 |
最小PH8 | |
蒸汽锅炉水 | |
氯化物的含量(毫克/升) |
最大10MG/L |
电导率(微西门子) |
最大150微西 |
氢离子浓度PH值 |
最大PH7 |
总硬度 |
最大2.5度DH |
经过对使用润滑液,冷却水及以前的化验单据的详细检查,均符合使用标准,当然也无法确定漆包线有过烧的现象,检验写单人员是否按检验要求严格操作,写出完全符合要求的报告,但即使有检验错误,也不会成批经过贮存使用后才发现的。我们认为,漆包线中存在氢氧根离子,氯化物不是使贮存产品质量下降的主要原因,但为了杜绝水质问题,还是做出了一定的管理措施。
我厂生产的漆包线用的漆液、溶液,1994年前是从国外进口的,以后使用的是常州漆。从生产出来的漆包线经检验国产和国外产的漆除固体含量有一些区别外,其生产出来的产品质量都是相同的。而国外漆价格相对要高,所以我厂后来采用国产漆。我们经过详细的分析研究最后认为,漆包线在贮存使用过程中质量下降,与脱水环化不够有很大的关系。
漆包线工艺参数的调整及试验
我们从生产过程中发现,有时,漆包炉温一定的情况下,收线速度适当放慢,生产出来的漆包线会比原来的棕红色要差,(注意只是比我厂原来的棕红色要差,但还是棕红色的,不能过烧),但其耐刮性能,室温击穿,及附着性却要高,所以,我们认为,过分地强调色彩美观,放低其它性能的要求,是造成漆包线经不起贮存使用的主要因素。
后来,我们对当时生产情况进行详细了解知道,生产过程中,经常有电压低,虽然采用多加电热杆,温度也常常处在正常值的下限位置及低于正常温度50度左右的情况,虽然当时检测值都为正常,但有可能所设温度本来就低,只能勉强保证漆液脱水固化的进行,当处在正常值的下限位置及低于正常温度50度左右的情况时,就会使漆液脱水交联固化不够彻底,又由于漆包线是层一层地高温固化的,这样外层就阻止了内层水分的逸出,所以包裹漆包线的水份溶液,在漆包线中长期作用就会水解影响它的附着性及其它性能。
其实漆液在高温下脱水固化使其它性能都好是有一定范围的,所以选择最佳温度提高产品质量储存质量是生产厂家的首选。为此,我们除对电压采取措施稳定外,还进行了一系列化的试验,为了慎重起见,我们选择了将工艺温度在原基础上提高100-50°C左右的数据进行实验,根据不同线径选择,其试验结果如表4所示:
表4 Q(ZY/XY)-2/200抽样试验记录表
| |||||||||
标准 |
原样 |
现样 |
标准 |
原样 |
现样 |
标准 |
原样 |
现样 | |
规格(mm ) |
1.40 |
1.18 |
1.25 | ||||||
伸长率% |
≥32% |
38% |
42% |
≥31% |
39.6% |
38,7% |
≥31% |
34.5% |
35% |
回弹性° |
≤34° |
30° |
29.2° |
≤37° |
33° |
34.2° |
29-32° |
30.5° |
31.8° |
剥离试验(转) |
78转 |
98转 |
103转 |
93转 |
96.4转 |
110.3转 |
88转 |
93.8转 |
105.6转 |
室温击穿(KV) |
5 |
9.33 |
10.89 |
5 |
9.97 |
10.05 |
5 |
8.65 |
10.11 |
漆膜连续性(n /30m ) |
5 |
0.3 |
0.2 |
5 |
0.4 |
0.3 |
5 |
0.2 |
0.1 |
卷绕试验 |
≤D |
合格 |
合格 |
≤D |
合格 |
合格 |
≤D |
合格 |
合格 |
急拉断 | |||||||||
外观 |
合格 |
合格 |
合格 |
合格 |
合格 |
合格 |
标准 |
原样 |
现样 |
标准 |
原样 |
现样 |
标准 |
原样 |
现样 | |
规格(mm ) |
1.45 |
1.06 |
1.04 | ||||||
伸长率% |
≥32% |
41.5% |
40.3% |
30≥% |
39.8% |
40.1% |
≥30% |
36.1% |
37.5% |
回弹性° |
≤30° |
29.5° |
28.9° |
≤41° |
36.5° |
35.8° |
≤41° |
37.3° |
36.5° |
剥离试验(转) |
75 |
88 |
89.1 |
103 |
115.2 |
112.1 |
104 |
108 |
117 |
室温击穿KV |
5 |
9.19 |
10.67 |
5 |
8.78 |
10.52 |
5 |
8.89 |
10.54 |
漆膜涟续性n/30m |
5 |
0.2 |
0.1 |
5 |
0.3 |
0.3 |
5 |
0.1 |
0.4 |
卷绕试验 |
≤D |
合格 |
合格 |
≤D |
合格 |
合格 |
≤D |
合格 |
合格 |
急拉断 | |||||||||
外观 |
合格 |
合格 |
合格 |
合格 |
合格 |
合格 |
表中原样,现样指原先和现在工艺参数下生产的入库漆包线。取样方法是每种规格原样现样各取十根,经按要求检验后,以其平均值写入表中。
从表中可以看出漆包线的附着性能,室温击穿,耐刮性能,急拉断有明显的提高,其针孔,伸长率,回弹性影响不大,从库存正品线抽查中,我们发现我厂原产漆包线的室温击穿最高为14.5KV,现在为15.63KV.这样,大大提高了漆包线耐压的保险系数,我厂2005年2月对库存产品重检中,没有发现因库存原因造成质量下降的。
结束语
漆包线在没有酷烈的外界条件,其质量会明显下降,其下降的原因是难以理解的, 但我厂的事实证明,当时检验合格的产品,不一定能经受长期的贮存使用,漆包线用的漆液不象其它漆一样,经过自然挥发凝固就能达到它的所有性能,漆包线用漆它不但能适应工业化的高速生产,还需要高温使它能很好的交联环化,使它达到一定的机械、物理、电气、贮存性能,再有,由于漆包线的漆膜是层一层地高温固化的,所以,漆膜的紧密性,使之残留在漆膜中的水分溶剂不能在自然条件下挥发出去,而影响漆包线的质量及贮存质量,也需要在生产过程中严格掌握不能过烧,又要使之完全彻底地清除出去。
我厂工艺参数的调整,使产品质量得到了一定的提高,脱水环化更彻底,而使库存漆包线不再质量下降,是值得广大生产厂家借鉴利用的。我厂现在的产品已得到了广大客户的认同,至今还没有发现因质量下降而被客户退回的情况。
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