自粘性直焊漆包线的涂漆与烘焙工艺研究_缪飞

摘要：以漆包工艺中的涂漆与烘焙两个重要环节作为研究对象，研究了聚氨酯底漆和聚酰胺自粘漆的不同涂
漆与烘焙工艺对漆包线性能的影响，总结得出漆最适宜涂制的线型规格为 0.350 mm，最佳的涂漆与烘焙工艺
为：底漆涂线 10 道，面漆涂线 3 道，采用单炉膛固化，行线速度 54 m/min，炉温曲线 310 ℃/370 ℃/390 ℃，交换
漆包线外径 /mm
0.353 0 0.357 3 0.361 8 0.365 6 0.369 6 0.373 8 0.377 3 0.381 1 0.385 1 0.388 4 0.394 5 0.401 9 0.408 3
0引言 随着弱电技术的发展出现了自粘性漆包线，它
能在溶剂的作用下或者在直接通电加热下实现线 与线之间的粘合成型，可简化线圈制造过程，省略 浸渍工序，既经济又环保，而且还能改善线圈的整 体性，提高线圈的质量，是制造形状复杂、尺寸精密
————————————— 收稿日期：2011-12-09 基金项目：广东省科技计划项目（2008A060400005） 作者简介：缪飞（1983-）, 男, 湖北仙桃人，工程师，主要从事电子化 学品的开发与应用研究，（电子信箱）miaofei-1983@；盛俊凯 （1982-），男，河南漯河人，工程师，主要从事漆包线工艺研究，（电子 信箱）sjkai@。
按照 GB/T 6109.1-2008 的要求，对于 0.350 mm 规 格 的 自 粘 性 漆 包 线 ，2B 级 内 漆 层 最 小 厚 度 为 0.038 mm，自粘层最小厚度为 0.015 mm，最大外径 为 0.432 mm。根据生产经验，对于 0.210~0.500 mm 规格的铜导线，模具法涂漆的第一道涂漆模具孔径 比裸线标称直径大 0.03~0.04 mm，第二道及以后各 道的模具孔径一般都按顺序增大 0.01 mm。为了保 证涂层的均匀和固化充分，在设备道次允许的条件 下，常将以后道次中相邻一道或两道采用同孔径的 模具。保持线速 50 m/min，烘焙炉温 300 ℃/360 ℃/ 380 ℃，交换风速 560 r/min，排废风速 310 r/min，考 察了涂漆道次对漆包线漆膜厚度的影响，结果如表 2 所示。从表 2 可以看出，底漆涂漆 10 道，自粘漆涂 漆 3 道，漆包线的漆膜厚度才能满足标准要求。经
在炉温不变，线径与线速满足经验值 D(mm)×V (m/min)=16~20 时，漆膜固化较充分[6]。试验中保持 DV 值 为 17.5 左 右 ，进 口 炉 温 300 ℃ ，中 间 炉 温 360 ℃，出口炉温 380 ℃。从表 1 可以看出，在漆包 线漆所适用的线型规格中，以规格为 0.350 mm（即 裸铜导线直径为 0.350 mm，下同）的漆包线外观最 优，表面光洁，色泽均匀。故选择 0.350 mm 规格的
无骨架线圈不可缺少的材料。自粘性漆包线大都 采用复合层结构，其内、外层漆膜由不同的高分子 材料组成，因此兼具不同材料的性能，克服了由同 一材料带来的性能不足。为适应各种不同用途的 需要，新的耐高温、耐电晕和耐冷媒等其他用途的 自粘性漆包线相继出现[1-2]，例如东莞泽龙线缆有限 公司开发的聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺复合漆包铜圆 线，其粘合强度高，耐热性能好，能满足 200 ℃耐热 条件要求[3]。此外，为了避免焊接时要先去除漆膜 的麻烦，研制出了自粘性直焊漆包线，其涂膜能在 高温搪锡槽中自行脱落使铜线容易焊接。
过大量的生产实践得出，在表 2 所示的涂漆配模方 案下每一道漆膜固化较充分。
表 2 各道次漆包线外径的变化及漆膜增厚(双面)
涂漆道次
1 2 3 4 绝缘层 5 10 道 6 7 8 9 10 11 自粘层 12 3道 13
模具直径 /mm 0.380 0.390 0.400 0.400 0.410 0.420 0.420 0.430 0.440 0.440 0.450 0.460 0.460
1试验 1.1 漆包工艺
漆包工艺大致流程如下：放线→清洗→退火→ 冷却→清洗干燥→涂漆→烘焙→冷却→反复涂漆 烘焙冷却→表面润滑→在线检测→成品收线。试 验使用的自粘漆是聚酰胺漆，用其涂制的漆包线表 面光洁并有自润滑作用[4]，因此，在漆包工艺中省去 了表面润滑这道工序。在漆包工艺中，涂漆和烘焙 工艺与漆液品种及其性能有关。 1.1.1 涂漆方法
漆包线的检测项目包括外观、尺寸、力学性能、 化学性能、电性能和热性能，检测方法参照 GB/T 4047－2008《绕组线试验方法》[5]进行。
2 结果与讨论 2.1 线型规格的选择
漆包线漆的粘度大小主要与树脂分子量的大 小有关，树脂分子量较大，对应漆的粘度较大，用于 涂制粗线，因为树脂分子量大得到的漆膜的力学性 能较好。漆的粘度较小时，用于涂制细线，因为树 脂分子量小容易涂覆均匀，漆膜较光滑。在漆包线 漆固含量和粘度固定的情况下，结合实际经验，重 点考察了 4 种可能适用的线型规格对漆包线外观的 影响，结果见表 1。
根据底漆和自粘漆固化条件的不同，烘焙方法 分为双炉膛固化和单炉膛固化，前者是对两种不同 涂层分开固化，由于反复收放线会增加基线翘曲不 平的程度，影响自粘层的涂覆，易引起漆膜的偏心， 出现表面缺陷，对提高漆包线产品的质量不利。后 者采用相同的行线速度在同一炉温下固化，与前者 相比，后者不仅减少工耗、节约电能，而且可以降低 废品率，提高产品质量，但后者必须以底漆和自粘 漆的固化条件相似为前提。试验中聚氨酯漆和聚 酰胺漆的固化条件相似(烘焙温度较为接近)，因此 两种不同的涂层在同一炉温下可达到行线速度一 致，以保证漆包线产品的质量。 1.2 漆包线的检测
漆包线从表面上看只是在导线上涂上漆膜，比
绝缘材料 2012，45(2)
缪 飞等：自粘性直焊漆包线的涂漆与烘焙工艺研究
49
较简单，但由于不同的用户对漆包线的性能要求不 同，适应性要求又逐渐提高，因此，要生产出满足用 户需求的高品质漆包线，不能仅仅以符合国家通用 标准为衡量依据，而需要先进的漆包工艺和可靠的 过程控制，才能适应现代化生产需要。在确保漆包 线漆的质量稳定可靠的情况下，漆包工艺是影响漆 包线性能的关键因素。研究了漆包工艺中涂漆和 烘焙两个重要环节，通过合理的制定工艺参数以及 可靠的过程控制，开发了一种聚氨酯/聚酰胺复合涂 层自粘性直焊漆包线。
48
缪 飞等：自粘性直焊漆包线的涂漆与烘焙工艺研究
绝缘材料 2012，45(2)
自粘性直焊漆包线的涂漆与烘焙工艺研究
缪 飞 1，盛俊凯 2，麦裕良 1，叶炽德 2，栾安博 1
（1. 广东省石油化工研究院，广州 510665； 2. 东莞泽龙线缆有限公司 广东省漆包线工程技术研究开发中心，广东 东莞
523320）
560
排废风速/(r/min) 310 310 310 310
外观 差，有小珠
较好 好
较好
50
缪 飞等：自粘性直焊漆包线的涂漆与烘焙工艺研究
绝缘材料 2012，45(2)
铜导线进行以下试验。 2.2 涂漆过程的工艺控制 2.2.1 涂漆道次的选择
涂漆道次一般由漆的性能和漆膜厚度来决 定。漆包线的涂漆道次要综合实践中取得的经验 来确定具体的数值。每道涂漆的厚度，除第一道和 最后一道外，其它各道次平均涂覆。第一道涂漆略 薄于平均值，这样对漆膜的光洁度有利，但漆膜太 薄会使铜线氧化发花。最后一道要薄于平均值，使 外层漆膜固化充分以提高漆膜的机械强度。模具 法涂漆的漆液量由模具的定径孔径大小决定，因此 每道涂漆量的多少，可以通过选择定径尺寸而设计 成最佳，由于模具材料的耐磨性使得模孔的定径尺 寸基本恒定不变，所以得到的漆膜总厚度的分散性 很小，为漆膜达到各项性能要求提供了可靠保证。
涂漆方法采用模具法，模具涂漆非常适合涂制 0.200 mm 规格以上的漆包圆线和各种截面尺寸的 漆包扁线。由于模具的模孔本身是圆形，漆液充满 模孔，所涂漆液不再需拉圆过程，且模具不受外力 作用，摩擦力及由此产生的摩擦热很小，对高速生 产和高粘度漆的涂制尤为适宜。另外，因为高速生 产时还会使大量的漆液带入模孔，使楔形作用更加 充分，因此也适用于低粘度漆的生产。试验采用的 底漆为聚氨酯漆，固含量为 22%(1 g/1 h/180 ℃)，粘 度约为 28 s(涂 4#杯，28 ℃)；自粘漆为聚酰胺漆，固 含量为 28%(1 g/1 h/180 ℃)，粘度约为 300 s(涂 4#杯， 28 ℃)。 1.1.2 烘焙方法
风速 560 r/min，排废速度 300 r/min。所生产的自粘性直焊漆包线各项技术指标均满足用户需求，热性能数据
达到直焊性 180 级耐热等级的要求。
关键词：自粘性漆包线；直焊性；涂漆工艺；烘焙工艺；聚氨酯；聚酰胺
中图分类号：TM245.1
文献标志码：A
文章编号：1009-9239（2012）02-0048-05
Research and Development Center, Dongguan 523320, China) Abstract: Two important processes in enameling process, painting and curing, were used as research object to study the effect of different painting and curing process of polyurethane primer and ployamide self-adhesive paint on the performance of enameled wire. The results show that the most suitable wire dimension is 0.350mm, and the best painting and curing processes are as follows: 10 primers and 3 finish coats, single-furnace curing, 54m/min of wire speed, 310 ℃/370 ℃/390 ℃ of furnace temperature, 560r/ min of switching wind speed and 300r/min of waste discharge speed. The technical index of the self-adhesive direct-welding enameled wire can meet the users’ requirements, and the thermal property can meet the requirements for grade 180 heat resistance. Key words: self-adhesive enameled wire; direct-welding; painting process; curing process; polyurethane; polyamide