1尼龍概述
尼龍為聚酞胺的商品名稱。聚酞胺因分是耐燃、耐磨、拉伸強度高,熔融態樹脂流動子中含有酸胺鍵而得名,它是具有很多重複性高,但吸水性較大。主要用於製造合成纖酞胺基團的樹脂性物質的總稱,包括脂肪族維、增強塑膠和絕緣材料等,用途極廣。
聚酞胺、脂肪族一芳香族聚酞胺及芳香族聚酞尼龍的種類較多,並根據其分子結構中胺等。聚酞胺主要由二元酸與二元胺,或由的碳原子數而命名。如尼龍6是由含6個碳胺基酸經縮聚而成,通常為白色至淡黃色的原子的己內酞胺或一氨基己酸製得;尼龍6不透明固體物,熔點180一280℃,密度1.06是由含6個碳原子的己二胺和含有6個碳原~1.159/cm3,不榕於乙醇、丙酮、乙酸乙酷子的己二酸製得。已工業化生產的有尼和烴類等普通溶劑,但溶於酚類、硫酸、甲酸、龍6、7、9、11、12、46、610、612和1010等。乙酸和某些無機鹽溶液。聚酞胺一般耐油由於尼龍具有良好的絕緣性能,用它塗脂、礦物油和水,但高溫下易分解;共同特點制的漆包線漆膜耐磨性高,柔韌性和附著力好,表面摩擦係數小,且有潤滑作用,有利於高速繞線,因此已廣泛套用於漆包線生產中。這類尼龍有尼龍6,尼龍11,尼龍12,尼龍46,尼龍66以及共聚尼龍等。
用於塗制單一塗層漆包線
美國於60年代初期開始使用尼龍6塗制漆包線,其耐熱等級為105℃,符合NEMAMW6一C技術條件。用尼龍塗制的漆包線,漆層光滑,耐磨性好,因而具有良好的纏繞性能;能和大多數其他絕緣化合物相容,也可與含有強溶劑的浸漬漆一起使用,可用松香一,醇焊劑和錫一鉛焊料進行焊接。
但漆膜防潮性能較差,因此不宜在防潮要求較高的電氣設備中套用。在塗制尼龍漆包線時,有時為了降低成本,還可以使用尼龍66聚合物的邊角料。鑒於有些邊角料顏色深,塗得的漆膜色澤暗淡,美國通用電纜曾採取在尼龍邊角料中加入為尼龍量3%以上的二氧化欽,或加入為漆料含固量18%以上的二氧化欽,使塗得的漆膜光滑、色澤好。這種漆料含尼龍66纖堆15%~18%,含二氧化欽4%~12%,含溶劑68%~81%(溶劑為含20%~50%的甲酚酸以及其他溶劑)。這種漆料還可以作為其他漆層(如縮醛、聚氨酯及聚酯等)的外塗層,用來提高漆包線的可繞性及其他性能。
2用於塗制複合塗層漆包線
用尼龍塗制複合塗層漆包線,以提高漆包線的性能,這是尼龍在漆包線生產中的主要用途。美國以尼龍作為複合塗層的漆包線,除自粘性漆包線外,有以下幾種:
1.直焊性丙稀睛/尼龍妞合漆包線
這種結構的漆包線曾在美國使用多年,其耐熱等級為105oC,具有較好的纏繞性和直焊性卜但不能用於充油變壓器和密封電機中。這種漆包線目前基本不再使用,已被其他品種所代替。
2聚酯/尼龍複合漆包線
這種漆包線耐熱等級為15℃,執行標準為NEM人MW24。聚酯和尼龍的結合,使漆膜具有良好的耐熱衝擊性能和優良的纏繞性能,可供由於超負荷而產生瞬間過熱的電機繞組使用。
3聚氨酯/尼龍複合漆包線
它的耐熱等級為130℃,執行標準為NEMAMw28一。漆包線內塗層為聚氨酥外塗層為尼龍66,它不必去除漆膜即能焊錫,並具有尼龍和聚氨酯兩者的特性。採用尼龍表層,有利於提高纏繞性和擴大浸漬漆選擇餘地。對於高速旋轉的小型電樞繞組以及需要固化凝結的浸漬漆,使用這種漆包線的效果良好。
4聚乙烯醉縮甲醛/尼龍複合漆包線
它的耐熱等級為10o5C,執行標準為NEMAMW17一c。該漆包線內層漆膜為縮甲醛,外層漆膜為尼龍66,因此具有縮醛和尼龍兩者的特性。尼龍提高了漆包線的纏繞性,並擴大了對浸漬漆的選擇餘地。
這種漆包線繞組可趁熱浸入含有強溶劑的浸漬漆中,因此固化後的浸漬漆膜堅硬,能忍受高速旋轉。它主要用於旋轉設備中。
5THEIC改性聚酯/改性芳香醯胺複合漆包線
由美國生產的這種結構的漆包線,耐熱等級為20℃。它是專為在高濕度環境下套用而設計的。在100相對濕度、80℃、交流150OV條件下,至漆膜破損的時間為40min。這種漆包線提高了纏繞性能和嵌入性能,在密封環境下使用性能優越。
6改性聚氨酯/尼龍複合漆包線
它的耐熱等級為155℃,可以直焊,在繞線和嵌線時具有優良的機械保護性能,可在高速自動繞線機上繞制線圈,耐熱衝擊性能良好。它廣泛套用於繼電器、螺線管及步進電機等電氣設備中。
3尼龍外塗層自粘性漆包線
在各種用作為自粘性漆料組份中,由於縮丁醛在高溫下的粘合強度較差,環氧樹脂在粘合時需用強電流加熱或長時間加熱,因此這兩種材料用作自粘性漆料組份時均有一定的局限性。多年以前,漆包線用的自粘性材料已逐步轉向尼龍。尼龍為聚醯胺的商品名稱。尼龍具有良好的絕緣性能,用它塗制的漆包線,漆膜的耐磨性、柔韌性和附著力好,表面摩擦係數小,且有潤滑作用,故有利於高速繞線。
在漆包線生產中,尼龍可用於塗制單一塗層漆包線,但主要用於塗制複合塗層自粘性漆包線,如聚酯/尼龍複合漆包線、聚氨酯/尼龍複合漆包線、聚乙烯醇縮甲醛/尼龍複合漆包線等,藉以提高漆包線的性能,滿足不同的使用要求。用尼龍塗制的自粘性漆包線,已逐步成為自粘性漆包線研究和發展的主流,美國、日本等國家經常有專利公布。
由於尼龍11及尼龍12的熔融溫度高,動摩擦係數比其它品種尼龍低,耐潮性較尼龍6及尼龍66等好,因此尼龍11及尼龍12在美國及其他國家使用較廣泛。此外,由兩種或兩種以上的尼龍單體(或縮聚體)經熔融縮聚而成的共聚尼龍,在自粘性漆包線中的使用也已較為廣泛;共聚尼龍融點的選擇,對自粘性漆包線的性能有很大的影響,因此必須選擇適當融點的共聚尼龍。
日本第一電工(株)使用A型和D型兩種尼龍樹脂塗制複合塗層自粘性漆包線。A型尼龍粘合層可在140～150°C、10～30min內粘合,粘合溫度低於縮丁醛,粘合強度則高於縮丁醛,它用作為聚氨酯、聚酯、聚酯亞胺、聚酯亞胺/聚醯胺醯亞胺、聚醯胺醯亞胺以及直焊性聚酯、直焊性聚酯亞胺的外塗層,以製得多種複合塗層自粘性漆包線。D型尼龍粘合層在180～210°C、10～30min內粘合;也可使用熔劑粘合,粘合方法是在浸入乙醇後,在160～200°C下加熱10～30min。D型尼龍的耐熱性及粘合強度均高於環氧。這類複合塗層自粘性漆包線適用於偏轉線圈、小型電機及變壓器等。
4發展歷史
尼龍作為複合塗層用於電磁線領域己有多年歷史,然而這種塗料並不是沒有問題的。例如尼龍作為耐熱性聚酯的覆蓋層時,尼龍塗層會出現環狀開裂(垂直於被塗線主軸的圓周狀開裂),尤其是在乾燥氣候條件下。另外,由於尼龍的固化點較低,溫度的變化會使其難於塗得光亮的表面,其部分原因是:在用多道尼龍塗層塗覆時,下一道漆會重新溶解前一道已塗的漆層,影響了表面的光滑度。所以,人們要求有一種能克服該問題的尼龍組份。為此,國外絕緣漆和電磁線在提高尼龍漆料質量方面進行了較長時間的研究,並取得了較好的效果。美國Essex較早地使用欽酸四烷基酯改性的尼龍來塗線。欽酸四烷基酯與尼龍分子中的胺和淡基團反應,產生改性的尼龍二聚物,提高了塗線性能。在漆料中,用量為尼龍量0.25%~10%的欽酸四烷基酯特別容易通過反應進入尼龍。從該研究表明,任何種類的尼龍均可用欽酸四烷基酯進行改性,尤其是尼龍6、尼龍n、尼龍12及尼龍66等。有項發明專利是使用用量為尼龍量3.5%的欽酸四丁酷改性的邊角料尼龍66纖維。這不僅有利於提高尼龍漆料的性能,而且塗得的漆包線能通過附著力、柔韌性、急拉斷性能試驗。而不加欽酸四丁酯的尼龍漆層,則性能較差,有的不能通過以上的試驗。如果在普通的尼龍6中如入1%的欽酸四丁酯,也能提高漆包線的上述各項性能。此外,Essex還發明一種由尼龍樹脂、有機欽酸鹽及封閉異氰酸酯和含有輕基的聚酯反應而得的尼龍漆料,以提高尼龍漆料的性能。
任何一種尼龍均能作為漆包線漆料的改性樹脂,但最好使用尼龍66;有機欽酸酷為四烷基欽酸酯,最好為乙酞丙酮欽酸酯,加入量為聚合物樹脂的1%~2%;封閉異氛酸酯是用可以與含經基的聚酷反應製備聚氨酯的任何一種封閉異氛酸酯,以rA tSable為最佳,其加入量為每100份尼龍樹脂中加入20~50份;所使用的含經基的聚酷為以經基為端基的非線性的聚酯,分子量最好為260~6000。封閉異氰酸酯和含經基的聚酯的重量比,應使NOO/OH=0.7~2.0。這種尼龍漆與普通尼龍漆相比,具有下列優點:漆料不含任何殘留的可逆性反應物,因此固化良好,每批漆料均勻一致;漆料含固量可以提高,粘度可以降低,這就提高了每道的塗漆量,減少了溶劑量,從而降低成本;提高了漆包線受力作用的能力,尤其是耐拉伸開裂的能力。在漆包線生產中,美國用尼龍作為覆蓋-漆的漆包線品種較多。
可供的尼龍漆品種有910尼龍漆,1082尼龍漆,1416尼龍漆,1922尼龍漆,以及1539高溫自粘芳香尼龍漆等。其中:910尼龍漆為高含固量的尼龍66類絕緣漆,25℃的粘度為550~100oP,密度為1.025~1.045留恤3,含固量(29,Zh,200OC)為18%~21%。可以使用50/50的甲酚/二甲苯混合液稀釋,適宜塗制幣0.5功匡n以下的漆包線,使用毛氈法和模具法塗線均可。該漆料除了可以塗制單一塗層的漆包線外,還可以作為聚酯亞胺(180℃級)、可焊性聚酪亞胺(155oC級及180℃級)、聚氨酷(130℃級及15℃級)、聚酯或聚酯亞胺(15℃級)、縮醛(105℃級)的複合塗層。1416尼龍漆二也屬於尼龍6類的絕緣漆,20℃時的粘度為2000~3500cP,25℃時的密度為1.030~1.0509/伽3,含固量(29,Zh,200oC)為14%~16%。該漆料塗得的漆包線具有極好的纏繞性,作為縮醛、聚氨酷、聚酷和聚酯亞胺的面漆時,可提高熱沖、柔韌性和耐溶劑等性能;當塗於聚氨酯表層時,不會改變聚氨酯14.的直焊性。該漆料適用範圍廣,初.45~以下可使用毛氈法塗線,0.45~2.60~可使用模具法塗漆。
