專利名稱：一種聚醚醚酮薄膜繞包-高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于絕緣導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
繞包線是實(shí)現(xiàn)高性能絕緣導(dǎo)線的一種常見方式，其采用天然絲、滌綸絲、玻璃絲、絕緣紙或合成樹脂薄膜緊密繞包在導(dǎo)電線芯上，形成絕緣層。繞包線實(shí)際是組合絕緣方式，電性能較高，能較好地承受過電壓及過載負(fù)荷，特別是薄膜繞包線，具有更高的機(jī)械性能和電性能，多用于大、中型電機(jī)中，效果良好。
目前高性能的薄膜繞包線主要為聚酰亞胺-氟46復(fù)合薄膜繞包線，其絕緣包敷工藝為薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)工藝，主要的工藝過程是先將進(jìn)行表面處理后的內(nèi)導(dǎo)體通過專用的繞包工具將單面或雙面布膠的聚酰亞胺一氟46復(fù)合薄膜包敷在內(nèi)導(dǎo)體上，然后通過高溫?zé)Y(jié)機(jī)使其溫度升高，致使包敷的復(fù)合薄膜上的膠層熔化，從而使薄膜致密、均勻的貼合在內(nèi)導(dǎo)體上，形成良好的機(jī)械和電氣性能的絕緣導(dǎo)體。聚酰亞胺-氟46復(fù)合絕緣導(dǎo)體具有很好的耐輻射性能，有一定的耐水解性能，其溫度指數(shù)可以達(dá)到220°C，主要用作潛水電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用電機(jī)的絕緣導(dǎo)體和貫穿件上的貫穿導(dǎo)體，如法國(guó)AUXITROL公司在其生產(chǎn)的電氣貫穿件上采用其作為大線徑Kl類貫穿導(dǎo)體的絕緣方式。由于聚酰亞胺-氟46復(fù)合絕緣導(dǎo)體的高溫水解性較差，在長(zhǎng)期使用中，特別是核電廠LOCA環(huán)境下，將會(huì)發(fā)生絕緣性能降低，造成質(zhì)量事故。
特種工程塑料PEEK作絕緣層的絕緣導(dǎo)體具有較好的機(jī)械性能和抗輻射、耐高溫、阻燃、高的溫度指數(shù)和良好的耐高溫水解性等優(yōu)良性能，通常用在核設(shè)備和條件苛刻的環(huán)境條件下。目前，PEEK絕緣導(dǎo)體的制作工藝是
通過擠壓的方法將熔化的PEEK絕緣材料擠塑包敷在導(dǎo)體上，然后經(jīng)冷卻工藝使擠塑包敷上的PEEK材料固化形成絕緣層并致密的貼合在內(nèi)導(dǎo)體上。如中國(guó)專利CN1499537A公布的一種《耐高溫及高溫水汽絕緣電線及其生產(chǎn)方法》就是對(duì)特種工程塑料PEEK通過擠塑絕緣包敷工藝來生產(chǎn)絕緣導(dǎo)體，但是該工藝只適合于對(duì)小線徑PEEK絕緣導(dǎo)體的制作，對(duì)大線徑的導(dǎo)體，如尺寸在6 40mm之間的導(dǎo)體，由于導(dǎo)體的柔性較差，并且自重較大，利用現(xiàn)有的擠塑成型生產(chǎn)線和接口模具的配合是無法實(shí)現(xiàn)對(duì)大線徑導(dǎo)體的絕緣。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐高溫、耐輻照和耐水解的一種聚醚醚酮薄膜繞包—高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體及其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體，其中，所述絕緣導(dǎo)體由內(nèi)
導(dǎo)體和緊密附著在內(nèi)導(dǎo)體上的絕緣層組成；內(nèi)導(dǎo)體為銅材，其直徑為
0.8mm 40mm，絕緣層為高性能絕緣材料，其厚度為0.05mm 0.8mm。
如上所述銅材采用純銅或無氧銅。如上所述的絕緣層由聚醚醚酮薄膜組成。
一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝，主要步驟包括
(a) 校直內(nèi)導(dǎo)體，使其直線度控制在0.0011mm/m的范圍內(nèi)；
(b) 處理內(nèi)導(dǎo)體表面，使其表面光滑、無劃痕，并擦^^表面除去表面的
油污；
(c) 包覆薄膜，將聚醚醚酮薄膜帶均勻包覆在內(nèi)導(dǎo)體(1)上；
(d) 熔融薄膜，使聚醚醚酮薄膜熔化并緊密貼合到內(nèi)導(dǎo)體(1)上；
(e) 冷卻，將絕緣層材料冷卻至常溫，使其固化形成絕緣層(2)。如上所述校直內(nèi)導(dǎo)體中的校直是指拉直或校直。
如上所述處理內(nèi)導(dǎo)體表面中的擦拭用無水乙醇或四氯化碳進(jìn)行擦拭。如上所述包覆薄膜的專用設(shè)備是指繞包機(jī)或車床。
如上所述熔融薄膜步驟中，控制薄膜溫度在355'C 365。C，使聚醚醚酮薄膜熔化并緊密貼合到內(nèi)導(dǎo)體上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
該產(chǎn)品使用PEEK作為絕緣層材料，使生產(chǎn)出來的絕緣導(dǎo)體具有耐高溫、耐輻照和耐高溫水解性；
該發(fā)明除解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明還具有以下的額外有益效果
1. 使用本色PEEK薄膜作為高溫?zé)Y(jié)材料，使燒結(jié)過程中不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，符合"綠色制造"的要求；
2. 薄膜繞包過程即可在專用繞包機(jī)上進(jìn)行，也可通過對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行改裝后進(jìn)行，均能實(shí)現(xiàn)方便、準(zhǔn)確的控制繞包時(shí)的轉(zhuǎn)速和節(jié)距，工藝過程簡(jiǎn)單，適合各種規(guī)模生產(chǎn)；
3. 使用高頻燒結(jié)、輻射燒結(jié)的方法控制溫度，使聚醚醚酮薄膜表層熔化的同時(shí)并不喪失機(jī)械性能，實(shí)現(xiàn)薄膜致密、均勻的貼合在內(nèi)導(dǎo)體上，該方法溫度均勻，燒結(jié)出來的絕緣層材料一致性較好；
4. 可適合于全線徑(0.8mm 40mm)導(dǎo)體的絕緣層制造。
圖1是聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體軸向和截面示意圖；圖2是工藝過程示意圖中l(wèi).內(nèi)導(dǎo)體，2.PEEK絕緣層，3.PEEK薄膜帶，4.純銅或無氧銅棒，5.薄膜包覆后的導(dǎo)體，6.成品，7.專用繞包機(jī)或改裝車床，8.高頻燒結(jié)爐，9.冷卻系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體及 其生產(chǎn)工藝的具體實(shí)施例進(jìn)行介紹
如附圖1所示， 一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體由內(nèi)導(dǎo)體1 和緊密附著在內(nèi)導(dǎo)體1上的絕緣層2組成；其中內(nèi)導(dǎo)體1由銅材組成，其直
徑為0.8 40mm，此處的銅材為純銅或無氧銅；絕緣層2的材料為聚醚醚酮 (PEEK),其厚度為0.05 0.8mm。；
如圖2所示， 一種聚醚醚酮薄膜繞包—高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝，
主要步驟包括
(1) 校直內(nèi)導(dǎo)體
對(duì)內(nèi)導(dǎo)體進(jìn)行校直，此處的校直是指拉直或校直，使其直線度控制在 0.001 lmm/m的范圍內(nèi)；
(2) 處理內(nèi)導(dǎo)體表面
對(duì)內(nèi)導(dǎo)體1進(jìn)行表面處理，使其表面光滑、無劃痕，并擦試表面除去表 面的油污，此處的擦拭用無水乙醇或四氯化碳進(jìn)行擦拭；
(3) 包覆薄膜
在薄膜繞包到內(nèi)導(dǎo)體1上前，對(duì)薄膜進(jìn)行持續(xù)的清潔，去除表面油污和 灰塵等雜質(zhì)；將PEEK薄膜帶3通過專用繞包機(jī)或車床7均勻包覆在純銅或 無氧銅棒4上，通過嚴(yán)格控制繞包的節(jié)距、繞包角、帶寬和轉(zhuǎn)速使PEEK薄 膜3根據(jù)實(shí)際需要以一定的搭接比例均勻的包覆在銅棒4上；
(4) 熔融薄膜
將包敷好的導(dǎo)體5勻速通過高頻燒結(jié)爐8，控制薄膜溫度在355°C 365°C，可控制在355'C、 36(TC或365"，使其PEEK薄膜熔化并緊密貼合到 內(nèi)導(dǎo)體上；上述高頻燒結(jié)爐8也可以是輻射爐；
(5) 冷卻
經(jīng)過冷卻系統(tǒng)9使熔化態(tài)的絕緣層材料冷卻至常溫，使其固化形成絕緣層，致密的包覆在內(nèi)導(dǎo)體上成為絕緣導(dǎo)體。
下面結(jié)合一具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕 緣導(dǎo)體及其生產(chǎn)工藝進(jìn)行介紹
內(nèi)導(dǎo)體1采用直徑為12mm的無氧銅棒，采用寬15mm厚度0.05mm的 PEEK薄膜以50。％的搭接比例進(jìn)行絕緣包覆，絕緣厚度0.2mm，并控制高溫 燒結(jié)機(jī)溫度為355。C對(duì)其進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，采用自然冷卻的方式進(jìn)行冷卻得到 的絕緣導(dǎo)體，其試驗(yàn)性能參數(shù)如下 知擊穿電壓為28.5kv;
>連續(xù)進(jìn)行150次、電壓為3kv的介電強(qiáng)度測(cè)試，未擊穿； >絕緣電阻〉5xlO"Q。 通過試驗(yàn)證明，該絕緣導(dǎo)體滿足核環(huán)境的實(shí)用要求。
權(quán)利要求
1.一種聚醚醚酮薄膜繞包-高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體，其特征在于所述絕緣導(dǎo)體由內(nèi)導(dǎo)體(1)和緊密附著在內(nèi)導(dǎo)體(1)上的絕緣層(2)組成；內(nèi)導(dǎo)體(1)為銅材，其直徑為0.8mm～40mm，絕緣層(2)為高性能絕緣材料，其厚度為0.05mm～0.8mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體，其特征在于所述銅材采用純銅或無氧銅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體，其特征在于所述的絕緣層(2)由聚醚醚酮薄膜組成。
4. 一種聚醚醚酮薄膜繞包—高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝，主要步驟包括(a) 校直內(nèi)導(dǎo)體，使其直線度控制在0.0011mm/m的范圍內(nèi)；(b) 處理內(nèi)導(dǎo)體表面，使其表面光滑、無劃痕，并擦試表面除去表面的油污；(c) 包覆薄膜，將聚醚醚酮薄膜帶均勻包覆在內(nèi)導(dǎo)體(1)上；(d) 熔融薄膜，使聚醚醚酮薄膜熔化并緊密貼合到內(nèi)導(dǎo)體(1)上；(e) 冷卻，將絕緣層材料冷卻至常溫，使其固化形成絕緣層(2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體的 生產(chǎn)工藝，其特征在于所述校直內(nèi)導(dǎo)體中的校直是指拉直或校直。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo) 體的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述處理內(nèi)導(dǎo)體表面中的擦拭用無水乙醇或四 氯化碳進(jìn)行擦拭。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述包覆薄膜的專用設(shè)備是指繞包機(jī)或車床。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述熔融薄膜步驟中，控制薄膜溫度在355°C 365°C ，使聚醚醚酮薄膜熔化并緊密貼合到內(nèi)導(dǎo)體(1)上。
全文摘要
本發(fā)明屬于絕緣導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體及其生產(chǎn)工藝，旨在解決現(xiàn)有絕緣導(dǎo)體在核環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作絕緣性能下降的問題；本發(fā)明提供一種聚醚醚酮薄膜繞包一高溫?zé)Y(jié)絕緣導(dǎo)體，它由內(nèi)導(dǎo)體(1)和緊密附著在內(nèi)導(dǎo)體(1)上的絕緣層(2)組成；內(nèi)導(dǎo)體(1)的直徑為0.8～40mm，絕緣導(dǎo)體絕緣層(2)的厚度范圍為0.05～0.8mm；還提供其生產(chǎn)工藝，包括校直內(nèi)導(dǎo)體、處理內(nèi)導(dǎo)體表面、包覆薄膜、熔融薄膜、冷卻五個(gè)步驟；有益效果該絕緣導(dǎo)體具有耐高溫、耐輻照和耐高溫水解性、絕緣層材料一致性較好，燒結(jié)過程中不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)；工藝過程簡(jiǎn)單，適合各種規(guī)模生產(chǎn)；適合于全線徑導(dǎo)體的絕緣層制造。
文檔編號(hào)H01B7/00GK101667470SQ20081014648
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者天 周, 王廣金, 羅志遠(yuǎn), 鄭蘭疆 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院