本發(fā)明涉及電磁線絕緣漆技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種納米自潤滑絕緣漆及其制備方法和應(yīng)用，尤其涉及200級納米復(fù)合自潤滑電磁線的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)還沒有自潤滑電磁線的生產(chǎn)，有企業(yè)采用國外進(jìn)口的自潤滑漆，價格昂貴，難以推廣。因此，選擇合適具有自潤滑功能的材料作為添加劑以改善電磁線絕緣漆層的自潤滑性能來降低表面摩擦系數(shù)，通過新技術(shù)集成開發(fā)一種環(huán)保、節(jié)能、安全而又效果好的自潤滑電磁線漆是電磁線行業(yè)發(fā)展的趨勢。納米科技的發(fā)展為提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量提供了新的機(jī)遇。納米粒子由于具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊效應(yīng)，應(yīng)用于涂層可使光、磁、電、力學(xué)等性能得到提高或賦予其新的功能，可以大大提高應(yīng)用領(lǐng)域中如建材、汽車、電工材料、船舶和飛機(jī)等產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品市場競爭力。因此，納米自潤滑材料及關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)，在保持或提升電磁線絕緣漆的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和介電性能基礎(chǔ)之上，有效提高絕緣漆漆膜的自潤滑性和致密性以減少電磁線加工繞制缺陷，高品質(zhì)自潤滑電磁線的研發(fā)必將是電磁線行業(yè)的發(fā)展趨勢
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種納米自潤滑絕緣漆及其制備方法和應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電磁線絕緣漆的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和介電性能較差，絕緣漆漆膜的自潤滑性和致密性性能不佳的一些不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種納米自潤滑絕緣漆，其由如下組份的原料配制得到，所述原料包括：
改性二硫化鉬納米粉體、溶劑和聚酰胺酰亞胺絕緣漆；
所述改性二硫化鉬納米粉體的改性方法如下：
球磨三硫化鉬與硫，得到的混合物；
燒結(jié)所述混合物，得到二硫化鉬納米材料；
混合二硫化鉬納米材料和硬脂酸；之后通過超聲波和研磨方式，即得改性二硫化鉬納米粉體；所述改性二硫化鉬納米粉體顆粒粒度不大于100nm。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，，所述改性二硫化鉬納米粉體與所述聚酰胺酰亞胺絕緣漆固含量的質(zhì)量百分比為0.75％～1.50％；所述溶劑與所述改性二硫化鉬納米粉體的質(zhì)量比為5-10:1；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。
一種納米自潤滑絕緣漆的制備方法，包括：
將改性二硫化鉬納米粉體加入到溶劑中，在40～60℃條件下攪拌0.5～1h，得到MoS2/NMP潤滑液；將所述MoS2/NMP潤滑液加入到聚酰胺酰亞胺絕緣漆中，在40～50℃條件下攪拌1～2h即得。
一種納米自潤滑絕緣漆應(yīng)用于納米復(fù)合自潤滑電磁線的制備中，其制備方法包括：
在導(dǎo)體表面涂覆納米自潤滑絕緣漆；之后進(jìn)行烘焙，得到漆膜；冷卻后即得成品；
所述導(dǎo)體是經(jīng)過拉絲和包覆絕緣漆的材料，其中所述拉絲和包覆步驟同時進(jìn)行。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述涂覆層數(shù)為兩層，每一層涂覆的厚度為0.002-0.005mm。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述絕緣漆為兩層，具體為底漆和中間漆，所述底漆的涂覆厚度為0.05mm-0.08mm，所述中間漆的涂覆厚度為0.01mm-0.02mm。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述烘焙的條件為：時間為2.5-4分鐘，溫度610℃-720℃。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述冷卻的裝置由兩個高速分機(jī)和專用管道組成，其中一個高速風(fēng)機(jī)通過抽取室外冷空氣吹進(jìn)管道冷卻導(dǎo)體，另一個高速風(fēng)機(jī)排出管道內(nèi)冷卻導(dǎo)體后的熱空氣。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述導(dǎo)體的原料為直徑7-9mm的銅料或者鋁料。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，上述制備方法得到的納米復(fù)合自潤滑電磁線，由導(dǎo)體和涂覆在導(dǎo)體外納米自潤滑絕緣漆組成，其中所述導(dǎo)體是經(jīng)過拉絲和包覆絕緣漆的。
有益效果
使用時本發(fā)明經(jīng)硬脂酸改性后的MoS2粉體添加到聚酰胺酰亞胺漆中后，顯著降低了漆膜的摩擦系數(shù)，達(dá)0.08左右，產(chǎn)生了明顯的自潤滑功能。本發(fā)明在片層納米MoS2小尺寸效應(yīng)充分發(fā)揮基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有自潤滑功能的漆包線漆配方和工藝優(yōu)化技術(shù)，創(chuàng)制出全新的自潤滑漆包線絕緣涂層材料。同時減少了工藝流程，不僅提高了生產(chǎn)效率，同時制作出一種高品質(zhì)的納米復(fù)合自潤滑電磁線，具有可與那些通常的非潤滑電磁線相比的機(jī)械、熱、電絕緣性能，并具有低的摩擦系數(shù)，電磁線表面質(zhì)量和附著性，耐電壓和耐老化性得到提高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率有了很大提高。
附圖說明
圖1為本實(shí)施例1的一種納米復(fù)合自潤滑電磁線的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中1-銅(或鋁)、2-底漆層、3-中間漆層、4-納米自潤滑絕緣漆層。
具體實(shí)施方式
下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明的自潤滑絕緣漆，采用的納米自潤滑材料是以化學(xué)法和物理研磨法合成的納米MoS2，通過硬脂酸改性制備了改性MoS2粉體，改性的MoS2納米粉體顆粒粒度不大于100nm，用機(jī)械和超聲協(xié)同分散方式得到的納米改性粉體與N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑混合成分散體系，MoS2/NMP分散體系具有明顯的丁達(dá)爾現(xiàn)象，由于納米MoS2顆粒粒徑小于100nm，小于可見光波長，因此可見光通過這種膠體體系會產(chǎn)生明顯的散射現(xiàn)象，產(chǎn)生光柱，呈現(xiàn)丁達(dá)爾現(xiàn)象。納米MoS2粒徑較小且穩(wěn)定的分散在N-甲基吡咯烷酮溶劑中，形成穩(wěn)定的MoS2/NMP膠體，加入絕緣漆中，由于NMP是一種強(qiáng)極性、高分散力和強(qiáng)氫鍵的溶劑，相應(yīng)地，聚酰胺酰亞胺(PAI)也是一種強(qiáng)極性、高分散力和強(qiáng)氫鍵的溶質(zhì)。因此，MoS2/NMP膠體可以與PAI互溶和相容，納米MoS2在NMP中良好的分散性有利于獲得高分散的PAI絕緣漆。
MoS2/NMP潤滑液添加到聚酰胺酰亞胺絕緣漆中配制了自潤滑絕緣漆，研究了改性MoS2粉體對絕緣漆介電性能、潤滑性能和漆膜連續(xù)性的影響，并形成了自潤滑漆性能評價技術(shù)，經(jīng)硬脂酸改性后的MoS2粉體添加到聚酰胺酰亞胺漆中后，顯著降低了漆膜的摩擦系數(shù)，達(dá)0.08左右，產(chǎn)生了明顯的自潤滑功能。本發(fā)明在片層納米MoS2小尺寸效應(yīng)充分發(fā)揮基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有自潤滑功能的漆包線漆配方和工藝優(yōu)化技術(shù)，創(chuàng)制出全新的自潤滑漆包線絕緣涂層材料。
本發(fā)明的另外一個創(chuàng)新點(diǎn)：如何將上述的納米自潤滑絕緣漆涂覆到某種導(dǎo)體的方法，使其具有可與那些通常的非潤滑電磁線相比的機(jī)械、熱、電絕緣性能，并具有低的摩擦系數(shù)。一般常規(guī)電磁線生產(chǎn)，需通過拉絲和包漆兩道工序。即8.00mm銅桿經(jīng)過德國進(jìn)口的NIEHOFF MM85大拉機(jī)拉制成2.60mm坯料，進(jìn)庫后再運(yùn)送到中拉機(jī)進(jìn)行拉絲，拉制成各種規(guī)格的半成品再入庫，再運(yùn)送到各漆包機(jī)車臺進(jìn)行生產(chǎn)，這樣的工藝流程不但效率低下，而且在倉庫保存及運(yùn)輸過程中坯料和半成品表面質(zhì)量會受到影響，做成電磁線產(chǎn)品后的銅線表面附著性，耐電壓和耐老化性能得不到完全保證，為此，我們將兩道工序合并為一道工序，即8.00mm銅桿經(jīng)過德國進(jìn)口的NIEHOFF MM85大拉機(jī)拉制成2.60mm坯料后，在連拉連包機(jī)上同時進(jìn)行拉絲和涂漆，可以生產(chǎn)出各種規(guī)格的電磁線。200級納米自潤滑電磁線在連拉連包機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，并通過涂覆三種絕緣材料涂層的先進(jìn)工藝。(原來產(chǎn)品都使用兩涂層工藝)，特別是第一和第二涂層分別采用了德國阿爾塔納艾倫塔斯電氣絕緣材料有限公司(銅陵)制造的耐高溫附著性優(yōu)良的TONGVAR 355 G塞克改性聚酯亞胺絕緣材料和第二層耐高溫性能和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良性能非常穩(wěn)定的TONGMID 595 MB聚酰胺酰亞胺絕緣材料，第三涂層創(chuàng)新應(yīng)用了納米自潤滑絕緣漆，該漆是以化學(xué)法和物理研磨法合成的納米MoS2，通過硬脂酸改性制備了改性MoS2粉體，按一定比例添加到TONGMID 595 MB絕緣漆中制成，經(jīng)涂覆二次該絕緣漆，每次涂覆厚度為0.003-0.004mm,產(chǎn)品表面的摩擦系數(shù)達(dá)到了0.08左右。通過三種不同材料的復(fù)合，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不但各種性能優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，摩擦系數(shù)的數(shù)據(jù)比不涂覆潤滑油的數(shù)據(jù)明顯提升見(表2)，生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率有了很大提高。
實(shí)施例1
用MoS3與硫在球磨機(jī)球磨，得到的混合物在管式爐中燒結(jié)就可制得MoS2納米材料，然后將硬脂酸和MoS2納米材料混合，通過超聲波和研磨方式制成的顆粒粒度不大于100nm的改性MoS2納米粉體，待用。
將改性二硫化鉬納米粉體加入到N-甲基吡咯烷酮中，在40～60℃條件下攪拌0.5～1h，得到MoS2/NMP潤滑液；將MoS2/NMP潤滑液加入到聚酰胺酰亞胺絕緣漆中，在40～50℃條件下攪拌1～2h即得納米自潤滑絕緣漆。
本實(shí)施例中配制了兩種比例的納米自潤滑絕緣漆，即：
將改性二硫化鉬納米粉體按聚酰胺酰亞胺絕緣漆固含量質(zhì)量的0.75％和1.50％，加入改性二硫化鉬納米粉體的5-10倍的N-甲基吡咯烷酮，調(diào)制后，進(jìn)行涂漆實(shí)驗。
將上述制得的納米自潤滑絕緣漆·應(yīng)用于納米復(fù)合自潤滑電磁線的制備中。
以下表述本發(fā)明200級納米復(fù)合自潤滑電磁線生產(chǎn)工藝：
1、主要材料
a銅(鋁)料，直徑7-9mm。
b絕緣漆包括底漆和中間漆，底漆采用TONGVAR 355 G塞克改性聚酯亞胺漆，中間漆采用TONGMID 595 MB聚酰胺酰亞胺漆，面漆采用上述納米自潤滑絕緣漆。
2、主要設(shè)備
a進(jìn)口大拉絲機(jī)NIEHOFF MM85大拉機(jī)
b連拉連包漆包機(jī)
按照納米材料的比例以及涂覆次數(shù)進(jìn)行了多組實(shí)驗：
將改性二硫化鉬納米粉體按聚酰胺酰亞胺絕緣漆固含量質(zhì)量的0.75％和1.50％，加入改性二硫化鉬納米粉體的5-10倍的N-甲基吡咯烷酮，調(diào)制后，進(jìn)行涂漆實(shí)驗。
根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的納米自潤滑絕緣漆。涂覆的次數(shù)不受限制而取決于電磁線的最終使用用途，也取決于所要求的性能。
進(jìn)行摩擦系數(shù)的比較(具體見表1)
表1
由表中數(shù)據(jù)可知：配比越大，納米材料含量越高，摩擦系數(shù)越小，而涂覆2道明顯比涂覆1道要好。
通過不同配方的樣品漆以及不同含量比例，與常規(guī)絕緣漆進(jìn)行對比實(shí)驗，實(shí)驗數(shù)據(jù)及相關(guān)性能數(shù)據(jù)見表2、表3：
表2
表3
通過以上數(shù)據(jù)，納米自潤滑絕緣漆在工藝適應(yīng)性、潤滑性以及相關(guān)電、熱性能均已達(dá)到客戶及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
注：涂覆次數(shù)“8+2+2”是指在導(dǎo)體表面涂覆第一層(聚酯亞胺底漆)8次，2次中間漆(聚酰胺酰亞胺)和2次面漆(納米自潤滑漆)；“8+4”指在導(dǎo)體表面涂覆8次底漆(聚酯亞胺)和4次面漆(聚酰胺酰亞胺)。每涂覆一次都要經(jīng)過規(guī)定的烘爐溫度烘烤一次。烘焙的條件為：時間為2.5-4分鐘，溫度610℃-720℃。
采用在線檢測裝置對成品漆膜表面粒子，絕緣缺陷，在高壓狀態(tài)下的針孔數(shù)量進(jìn)行檢測，電壓設(shè)置為DC500—1500V，粒子敏感度設(shè)置為5-15。
本發(fā)明的納米自潤滑電磁線的生產(chǎn)工藝，簡化了漆包線的生產(chǎn)工藝(省去了涂潤滑油的工藝)，每年可直接為公司節(jié)省成本100多萬元(不包括省去的涂潤滑油毛氈和裝置)，也減少大量有害的氣體的排放，將對環(huán)保，節(jié)能做出突出貢獻(xiàn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。