聚酯漆包线漆与研究进展

聚酯漆包线漆及研究进展

1、概述

1.1 漆包线及漆包线漆的定义

漆包线是一种重要的“电工绝缘材料”，就是在铜、铝、锰铜合金等金属丝上按照特定的生产工艺涂上高分子绝缘漆制备而成，这种特定的绝缘漆就是漆包线漆。漆包线主要用作绕组线圈，其功效就是在元器件工作的过程中，实现“电”“磁”能量转换。漆包线上所涂的绝缘层（即漆包线漆膜），应具有较好的热、电、机械及耐化学性能。

1.2 适用范围

漆包线主要使用在电子、电工、电器设备中，如电机、家用电器、电子仪表等。在一些特定的应用场合，则需一些特殊规格的漆包线，如随身听、电子钟表、微型蓄电器、电子仪表、掌上电脑等，需要细径化的漆包线；人工心脏起搏器，扬声器音圈，微波炉变压器需要轻量化的漆包线；蜂鸣器、微电器、电子变压器、彩电偏转，则需要自粘性的漆包线。随着工业的飞速发展，电子、电器、电工领域发展很快，几乎与电有关的各种设备、仪器、仪表都离不开漆包线，所以漆包线漆是不可替代的工业材料。

1.3 种类

1.3.1按树脂种类分

油基漆包线漆，是用干性植物油，酚醛树脂经过高温熬炼后以煤油稀释而成。该漆具有较好的抗潮、耐油和绝缘性能。由于该漆价格较低，柔韧性又好，过去在

0.08-1.2mm线径的铜线上有一定的用量（耐热等级：A）。由于耐热等级低，现在一般不用。

缩醛漆包线漆，是由聚乙烯醇缩甲醛树脂、酚醛树脂、氨基树脂在甲酚和二甲苯中在高温下交联成膜，漆膜均匀光滑，柔韧性好，对电机的嵌线工艺极为有利。此外还具有较好的耐油，耐氟里昂性能，但耐溶剂性差（耐热等级：E）。该漆经改性后，主要用在各种变压器中。

环氧漆包线漆，以不同的环氧树脂为单体制备而成，具有优良的化学特性，耐热性好，耐冷冻剂，但缠绕性及耐冲击性较差，过去主要用于潜水机、冷冻机、油浸式变压线圈（耐热等级：E）。但由于存在综合性能差，耐热等级低，现在也不单独使用。

聚氨酯漆包线漆，是由多羟基聚酯和封闭异氰酸酯两部分组成。自粘性好，直焊性好，允许采用较高的车速，可达250m/min；能与各种染料相混合，用来生产各种彩色漆包线。从一开始的E、A级到B级，现在已发展到F、H级，且发展前景很好。

聚酰亚胺（PI），首先由美国杜邦公司进行工业化生产，一般通过均苯四酸二酐同4，4’-二氨基二苯醚缩聚反应得到聚酰胺酸预聚物再经烘培、脱水环化而得。目前已开发到C级，关于无溶剂聚酰亚胺漆和耐冷媒性漆的研究也有报导。

聚酰胺酰亚胺漆(PAI)，通常是用偏苯三甲酸酐与4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯在极性溶剂中反应制得。是综合性能较为均衡的一种漆包线漆，被称为“万能漆包线漆”，主要用于制备复合线，但由于成本较高没有得到大量使用。

聚酰脲漆包线漆，是德国贝尔涂料工厂1970年公布的新型高温漆包线漆，机械强度高，耐热温度为210℃，湿热性和对于抗过载电流的稳定性较好。由于生产工艺尚不成熟，目前尚没有得到推广使用。

1.3.2 其他

耐热性漆包线漆。漆包线的耐热等级按温度指数可分为90，105，130，155，180和200以上六个等级。55℃（即F级及F级以上）的为耐热性漆包线。除以上常用耐热漆包线外，还有聚四氟乙烯水散体漆（制成漆包线可在220℃以上使用，并具有高频特性）、聚苯咪唑咯酮漆，聚噻唑漆，陶瓷漆等，但成本高，生产量小，只在特殊场合使用。

耐水性漆包线漆，以环氧树脂为主体，即在漆包线外层覆盖一层聚乙烯后再将整个线圈用环氧树脂处理。

阻燃性漆包线漆，95年日本Nippon Unicar公司首先研制：100份树脂添加5-10份磷酸衍生物（磷酸胺类）所成的漆具有优良的阻燃性。在国内虽已研制，但没投入规模化生产。

自粘性漆，是在漆包线外层涂一层粘结层的材料，如聚乙烯醇叔丁醛、环氧树脂、热型性聚酯以及共聚尼龙，近年来国外又发展了聚酯亚胺自粘性漆。

无（低）公害漆包线漆，漆包线大部分是有机溶剂，其占有量达60-80%，在漆包烘培时所蒸发的溶剂，有毒或有气味，所以要采取措施改善漆和漆包线的生产环境。如芳香溶剂漆（主要采用N-甲基吡咯烷酮，醇类衍生物等极性溶剂）、高固体量漆或无溶剂漆、水系漆等取代甲酚、二甲苯，以减少对环境的污染。

2、聚酯漆包线漆及研究进展

2.1 聚酯漆包线漆的特点及生产工艺过程

聚酯漆包线漆（PE）的出现是漆包线的一次飞跃，它与铜线有很好的附着力，高柔韧性及优良的耐热性、弹性、耐刮性、耐电压性和耐溶剂性，但热冲击性能较差，在密闭的油箱中迅速老化、分解，这就限制了它在油浸式变压器和充油防水电机中的应用。[10][13-16]

表1.参考配方及工艺

原料名称

％

原料名称

％

对苯二甲酸二甲酯（DMT）

24.0

环烷酸锌液

0.8

乙二醇

12.0

正钛酸丁酯

0.05

甘油

6.85

合计

100

间／对甲酚

36.0

固体含量

30

二甲苯

20.34

粘度（涂4杯s）

80-180

醋酸锌

0.01

合成工艺：［18-19］

加料升温至155℃→酯化脱甲醇155～200℃→酯化保温200～235℃→真空缩聚240～250℃解除真空，升温1～2h，加第一次甲酚（总量的3 ／7），升温至205～215℃，真空度升至86Kpa。→保温加第二次甲酚（余量），酚解0.5h，冷至135℃以下，出料与环烷酸锌、正钛酸丁酯混合。→过滤，包装→成品漆

2.2聚酯漆包线漆的市场调查

国外聚酯漆包线漆已由E、B级向F、H级转化，E、B级级少量生产有的甚至停止生产，并向改性聚酯、聚酯亚胺、复合型、多功能型方向发展。[18]

国内大部分仍停留在B级水平，F、H级聚酯漆虽在70年代就已起步，但由于经济原因，不能为广大漆包线厂所接受。随着社会进步，生活水平提高，电机、电器工业迅猛发展，聚酯漆包线的市场消耗也大幅度增长。

市场调查表明，国内外有几千家专业生产聚酯漆包线漆的厂家，各类聚酯漆包线漆的总年产量大约在15万吨，表1，表2分别列出具有代表性的生产厂家。

表2.国外主要生产聚酯漆包线漆的厂家

厂家

主要生产的聚酯漆包线漆

俄国的波多斯克、普斯柯夫、切博克萨雷、萨马拉电缆厂[20]

THEIC-聚酯亚胺、THEIC-聚酯酰亚胺无甲酚型、聚酯、聚酯酰亚胺