專利名稱:抗局部放電的導線涂料組合物和抗局部放電的磁導線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及抗局部放電的導線涂料組合物和抗局部放電的磁導線。
背景技術：
電絕緣材料的局部放電損壞的原理據(jù)推測是由局部放電所產生的已充電顆粒與絕緣材料碰撞，碰撞導致絕緣材料的聚合物鏈斷開，并且因濺射和局部升溫引起熱分解，另外，局部放電產生的臭氧引起化學損壞和絕緣材料損壞，這些損壞的發(fā)展最終導致電動機械線圈的絕緣失效。
近來廣泛使用的變換控制裝置中的局部放電損壞據(jù)推測是由這種現(xiàn)象造成的，即一個高壓沖擊重疊成為一個變換脈沖，導致變換控制裝置線圈的損壞。
與此相反，經模壓絕緣處理或夾層絕緣處理的常用高壓轉換器中的局部放電損壞是由絕緣層中產生的細微空腔造成的。
作為不容易被局部放電損壞的絕緣材料，公知的是諸如金屬氧化物、金屬氮化物、玻璃、云母等的無機絕緣材料。
另外，作為具有優(yōu)異的抗局部放電損壞的磁導線，公知的是通過涂覆導線涂料組合物制備的磁導線，該組合物通過將諸如二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦等的無機絕緣材料微粉分散來制備。
在這種抗局部放電的的磁導線中，絕緣涂料中無機絕緣材料微粉的含量越高，抗局部放電損壞的能力越強。
然而，在絕緣涂料中含有大量無機絕緣材料微粉的磁導線中，柔韌性、軟化性能、卷繞性能、可拉伸性能等都變差。如果電動機械線圈用柔韌性、軟化性能、卷繞性能、可拉伸性能等都變差的磁導線制成，在磁導線的涂層中將形成許多裂紋。因此，就不能發(fā)揮提高抗局部放電損壞能力的作用。
一種具有多層結構的分散有無機絕緣材料的磁導線可用于同時滿足提高抗局部放電的損壞能力和改善柔韌性、軟化性能、卷繞性能、可拉伸性能等的要求。

圖1和2示出這種具有多層結構的分散有無機絕緣材料的磁導線的剖面圖。在圖1和2中，1表示導體，2表示聚酰胺-酰亞胺底涂層，3表示分散有無機絕緣材料的導線涂料組合物涂層，4表示聚酰胺-酰亞胺面涂層。
圖1中所示的具有多層結構的分散有無機絕緣材料的磁導線包括導體1、涂覆在導體1上的分散有無機絕緣材料的導線涂料組合物涂層3，以及涂覆在分散有無機絕緣材料的導線涂料組合物涂層3上的聚酰胺-酰亞胺面涂層4。
圖2中所示的具有多層結構的分散有無機絕緣材料的磁導線包括導體1、涂覆在導體1上的聚酰胺-酰亞胺底涂層2、涂覆在聚酰胺-酰亞胺底涂層2上的分散有無機絕緣材料的導線涂料組合物涂層3，以及涂覆在分散有無機絕緣材料的導線涂料組合物涂層3上的聚酰胺-酰亞胺面涂層4。
然而，在圖1和圖2中所示的上述磁導線中，大量無機絕緣材料分散在分散有無機絕緣材料的導線涂料組合物涂層3中，因此，柔韌性、軟化性能、卷繞性能、可拉伸性能等必然不如那些普通的經涂覆導線。例如，如果將這些磁導線拉伸10％后卷繞，在分散有無機絕緣材料的導線涂料組合物涂層3上就形成裂紋。
另外，在分散了大量無機絕緣材料的導線涂料組合物中，由于無機絕緣材料沉積或泛白的結果，顯示出對磁導線表面光滑度變差或電絕緣性和機械性能降低的擔憂。

發(fā)明內容
基于上述問題提出了本發(fā)明，其目的是解決上述現(xiàn)有技術的問題，并提供一種其中的無機絕緣材料具有優(yōu)異分散性的抗局部放電的導線涂料組合物，和同時具有柔韌性和抗局部放電損壞性的抗局部放電的磁導線。
本發(fā)明的抗局部放電的導線涂料組合物是其中分散有選自金屬氧化物微粒溶膠和氧化硅微粒溶膠的至少一種微粒溶膠的導線涂料組合物，所述導線涂料組合物含有100重量份導線涂料樹脂和3～100重量份選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的至少一種微粒。
另外，本發(fā)明的抗局部放電的磁導線是通過直接在導體上或在導體上的其他涂層上涂覆抗局部放電的導線涂料組合物并烘烤而得到的磁導線，所述導線涂料組合物中分散有選自金屬氧化物微粒溶膠和氧化硅微粒溶膠的至少一種微粒溶膠，并含有100重量份導線涂料樹脂和3～100重量份選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的至少一種微粒。
在本發(fā)明中，對于每100重量份的導線涂料組合物中導線涂料樹脂的含量，選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的微粒的含量為3～100重量份。如果含量小于3重量份，改善抗局部放電損壞的效果就不足，如果超過100重量份，柔韌性和抗拉伸性能將變差。
本發(fā)明的前景是，將含有與導線涂料組合物具有優(yōu)異相容性的分散介質和分散在其中的選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的至少一種微粒的透明或乳白色的膠體(該膠體指溶膠)，分散在導線涂料組合物中，使微粒均勻分散。此時，優(yōu)選的是使用平均粒徑為100nm(100×10-9m)或更小的金屬氧化物微?；蜓趸栉⒘＃詫崿F(xiàn)導線涂料組合物涂層的光滑或柔韌性。
在本發(fā)明的磁導線中，由其中分散有選自金屬氧化物微粒溶膠和氧化硅微粒溶膠的至少一種微粒溶膠的導線涂料組合物組成的涂層可形成最外層。本發(fā)明磁導線的另一部分是給磁導線帶來優(yōu)異的滑動性能的潤滑涂層，該涂層可在由本發(fā)明導線涂料組合物組成的涂層上形成。
附圖簡述圖1是面涂了聚酰胺-酰亞胺的分散有無機絕緣材料的普通磁導線的剖面圖。
圖2是底涂了聚酰胺-酰亞胺、面涂了聚酰胺-酰亞胺的分散有無機絕緣材料的普通磁導線剖面圖。
圖3是實施例1的抗局部放電的經涂覆導線的剖面圖。
圖4是實施例3的面涂了潤滑的聚酰胺-酰亞胺的抗局部放電的磁導線的剖面圖。
優(yōu)選實施方案描述以下描述本發(fā)明的抗局部放電的導線涂料組合物和抗局部放電的磁導線的在本發(fā)明中，銅線、鋁線、鎳線等可用作導體。
本發(fā)明的基本導線涂料可以是所有工業(yè)可用的導線涂料組合物，包括例如縮甲醛導線涂料組合物、聚酯導線涂料組合物、聚酯酰亞胺導線涂料組合物、聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物、聚酰亞胺導線涂料組合物等。
本發(fā)明優(yōu)選使用的金屬氧化物微粒溶膠在導線涂料組合物中具有優(yōu)異的可分散性并具有改善抗局部放電性的能力，它包括例如氧化鋁微粒溶膠、氧化鋯微粒溶膠、氧化鈦微粒溶膠、氧化釔微粒溶膠等。本發(fā)明中優(yōu)選使用的氧化硅微粒溶膠例如是二氧化硅微粒溶膠。另外，這些溶膠可以是溶劑可替代的。
本發(fā)明中優(yōu)選使用的用于金屬氧化物微粒溶膠或氧化硅微粒溶膠的分散介質與導線涂料組合物有優(yōu)異的可容性，如水、甲醇、二甲基乙酰胺、甲基乙基異丁基酮、二甲苯/丁醇混合溶劑等。
另外，如果普通金屬氧化物或氧化硅以微粒狀態(tài)分散在導線涂料組合物中，則只有在每100重量份的包含在導線涂料組合物中的導線涂料樹脂中，金屬氧化物或氧化硅的含量達到50重量份或更多時，經涂覆導線的抗局部放電損壞性才會得到改善。另一方面，在本發(fā)明中，即使金屬氧化物微?；蜓趸栉⒘５挠昧繛?重量份，也能對提高抗局部放電的損壞性能發(fā)揮顯著作用。其原因是通過將金屬氧化物微粒溶膠或氧化硅微粒溶膠分散在導線涂料組合物中，就得到表現(xiàn)出均勻分散性的抗局部放電的導線涂料組合物，而通過將這種抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在導體上，就能得到同時具有優(yōu)異的延伸性和抗局部放電損壞性的抗局部放電的經涂覆導線。
同樣，本發(fā)明的抗局部放電的磁導線除了具有優(yōu)異的延伸性和抗局部放電損壞性外，還表現(xiàn)出各種優(yōu)異的性能，如外觀、封閉附著力、柔韌性等。由于這種原因，在本發(fā)明的抗局部放電的磁導線中，底涂層或面涂層就可省去。當然，如果需要，在本發(fā)明的抗局部放電的導線涂料組合物涂層下或涂層上可提供底涂層或面涂層。
另外，在本發(fā)明的抗局部放電的磁導線中，如果需要，也可以提供自潤滑涂層作為最外層。
實施例以下列舉本發(fā)明的抗局部放電的導線涂料組合物和抗局部放電的磁導線的
(實施例1)將二氧化硅溶膠(分散介質二甲苯/丁醇，二氧化硅的平均粒徑12nm)加入三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有20重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有二氧化硅微粒的導線涂料組合物涂層。
圖3表示這樣得到的實施例1的抗局部放電的磁導線的剖面圖。在圖3中，1表示導體，10表示分散有微粒溶膠的導線涂料組合物涂層。
(實施例2)將二氧化硅溶膠(分散介質二甲苯/丁醇，二氧化硅的平均粒徑12nm)加入三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有60重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有二氧化硅微粒的導線涂料組合物涂層。
(實施例3)將二氧化硅溶膠(分散介質二甲苯/丁醇，二氧化硅的平均粒徑12nm)加入三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有30重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到32μm厚的分散有二氧化硅微粒的導線涂料組合物涂層。
另外，將潤滑的聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物(HI-406SL，日立化學公式制造)涂覆在抗局部放電的導線涂料組合物涂層上，通過涂覆和烘烤得到3μm厚的自潤滑涂層。
圖4表示實施例3潤滑的抗局部放電的磁導線的剖面圖。在圖4中，1表示導體，10表示分散有二氧化硅溶膠的導線涂料組合物涂層，11表示潤滑的聚酰胺-酰亞胺外涂層。
(實施例4)將二氧化硅溶膠(分散介質二甲基乙酰胺，二氧化硅的平均粒徑30nm)加入聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有40重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有二氧化硅微粒溶膠的導線涂料組合物涂層。
(實施例5)
將二氧化硅溶膠(分散介質二甲基乙酰胺，二氧化硅的平均粒徑30nm)加入聚酰胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有40重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有二氧化硅微粒溶膠的導線涂料組合物涂層。
(實施例6)將氧化鋯溶膠(分散介質水，氧化鋯的平均粒徑70nm)加入聚酰胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有40重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有金屬氧化物微粒溶膠的導線涂料組合物涂層。
(實施例7)將氧化鋁溶膠(分散介質水，氧化鋁的平均粒徑10～20nm)加入聚酰胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有40重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有金屬氧化物微粒溶膠的導線涂料組合物涂層。
(實施例8)將聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆4次并烘烤，得到20μm厚的聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂層。
將二氧化硅溶膠(分散介質二甲基乙酰胺，氧化鋁的平均粒徑12nm)加入聚酰胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有40重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂層上，涂覆2次并烘烤，得到10μm厚的分散有二氧化硅微粒溶膠的導線涂料組合物涂層。
另外，通過涂覆和烘烤將聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂覆在分散有二氧化硅微粒溶膠的導線涂料組合物涂層上，得到5μm厚的聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂層。
該實施例8的抗局部放電的磁導線是具有聚酰胺-酰亞胺底涂層、抗局部放電的中間涂層和聚酰胺-酰亞胺面涂層的三層結構的磁導線。
(比較例1)將二氧化硅溶膠(分散介質二甲苯/丁醇，二氧化硅的平均粒徑12nm)加入三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有2重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有二氧化硅微粒的導線涂料組合物涂層。
(比較例2)將二氧化硅溶膠加入三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到每100重量份導線涂料樹脂中含有120重量份二氧化硅微粒的抗局部放電的導線涂料組合物。
然后，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的分散有金屬氧化物微粒溶膠的導線涂料組合物涂層。
(比較例3)將三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆4次并烘烤，得到20μm厚的聚酯酰亞胺導線涂料組合物涂層。
將65重量份二氧化硅微粒(不以溶膠形式，平均粒徑50nm)加入100重量份三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物中，攪拌混合得到抗局部放電的導線涂料組合物。
通過2次涂覆和烘烤，將所得抗局部放電的導線涂料組合物涂覆在聚酯酰亞胺導線涂料組合物涂層上，得到10μm厚的分散有二氧化硅微粒的導線涂料組合物涂層。
另外，將聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂覆在分散有二氧化硅微粒的導線涂料組合物涂層上，得到5μm厚的聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂層。
該比較例3的抗局部放電的磁導線是具有聚酯酰亞胺底涂層、抗局部放電的的中間涂層和聚酰胺-酰亞胺面涂層的三層結構的磁導線。
(比較例4)將三-(羥乙基異氰尿酸酯)改性的聚酯酰亞胺導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的聚酯酰亞胺導線涂料組合物涂層。
(比較例5)將聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂覆在直徑1.0mm的銅導體上，涂覆7次并烘烤，得到35μm厚的聚酰胺-酰亞胺導線涂料組合物涂層。
實施例和比較例的磁導線的結構和性能示于表1到表5中。磁導線通用性能的測試根據(jù)JIS-C3003進行。抗局部放電的性能的評價通過以下方法進行將磁導線試樣在正常條件下進行V-t性能測試(電壓-局部放電壽命時間性能測試)、拉伸10％后的V-t性能測試(電壓-局部放電壽命時間性能測試)，和拉伸20％后的V-t性能測試(電壓-局部放電壽命時間性能測試)。在表1到5中，三-(羥乙基異氰尿酸酯)縮寫為THEIC。
表1


表2


表3


表4


表5


從表1到5可知，在比較例1的抗局部放電的磁導線中，其中分散的二氧化硅溶膠用量僅為2重量份二氧化硅含量，正常條件下和拉伸后的V-t性能(抗局部放電的性能)相當差，達1.0～1.5小時。
在比較例2的抗局部放電的磁導線中，其中分散的二氧化硅溶膠用量為120重量份二氧化硅含量，正常條件下的抗局部放電的性能優(yōu)異，然而，拉伸后的抗局部放電的性能相當差，達1.03～2.9小時。
在比較例3的普通型抗局部放電的磁導線中，拉伸后的抗局部放電的性能相當差，達0.1～0.2小時。在比較例4的聚酯酰亞胺磁導線中，拉伸后的抗局部放電的性能相當差，達0.28～0.3小時。在比較例5的聚酰胺-酰亞胺磁導線中，正常條件下和拉伸后的抗局部放電的性能相當差，達0.17～0.18小時。
然而，在實施例1到8的抗局部放電的經涂覆導線中，各種常規(guī)性能如外觀、柔韌性、涂層硬度、絕緣擊穿電壓等都很優(yōu)異，而優(yōu)異的抗拉伸性能和優(yōu)異的抗局部放電的損壞性能也同時得到滿足。
本發(fā)明的抗局部放電的導線涂料組合物具有優(yōu)異的均勻分散性和透明性，因而，如果將本發(fā)明的抗局部放電的導線涂料組合物涂覆并烘烤附著在導線上，就能得到同時具有優(yōu)異的抗拉伸性能和優(yōu)異的抗局部放電損壞性的抗局部放電的磁導線。這樣得到的本發(fā)明抗局部放電的經涂覆導線在各種常規(guī)性能如外觀、柔韌性、涂層硬度、絕緣擊穿電壓等上也是優(yōu)異的，這在工業(yè)上是很有用的。
權利要求
1.一種抗局部放電的導線涂料組合物，所述導線涂料組合物含有100重量份導線涂料樹脂和3～100重量份選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的至少一種微粒，其中所述微粒分散在與導線涂料組合物具有優(yōu)異相容性的分散介質中，并呈溶膠狀態(tài)，其平均粒徑為100nm或更小。
2.權利要求
1的抗局部放電的導線涂料組合物，其中金屬氧化物微粒溶膠和氧化硅微粒溶膠是透明或乳白色的膠質液體。
3.一種通過將導線涂料組合物直接涂覆在導體上或涂覆在導體上的其它涂層上并烘烤而得到的抗局部放電的磁導線，所述導線涂料組合物含有100重量份導線涂料樹脂和3～100重量份選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的至少一種微粒，其中所述微粒分散在與導線涂料組合物具有優(yōu)異相容性的分散介質中，并呈溶膠狀態(tài)，其平均粒徑為100nm或更小。
4.權利要求
3的抗局部放電的磁導線，其中金屬氧化物微粒溶膠和氧化硅微粒溶膠是透明或乳白色的膠質液體。
5.一種由如下方法得到的抗局部放電的經涂覆導線，給通過將導線涂料組合物直接涂覆在導體上或涂覆在導體上的其它涂層上并烘烤而制成的涂層的外圍提供潤滑涂層，所述導線涂料組合物中，相對于100重量份導線涂料樹脂，含有3～100重量份選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的至少一種微粒，其中所述微粒分散在與導線涂料組合物具有優(yōu)異相容性的分散介質中，并呈溶膠狀態(tài)，其平均粒徑為100nm或更小。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種抗局部放電的導線搪瓷組合物，其中分散有選自金屬氧化物微粒溶膠和氧化硅微粒溶膠的至少一種微粒溶膠，且每100重量份導線搪瓷涂料樹脂中，含有3～100重量份選自金屬氧化物微粒和氧化硅微粒的至少一種微粒。因此可以得到具有優(yōu)異的無機微粒分散性的抗局部放電的導線搪瓷組合物。
文檔編號C09D7/12GKCN1198889SQ01111926
公開日2005年4月27日 申請日期2001年2月16日
發(fā)明者菊池英行, 鐵芳之 申請人:日立電線株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan