專利名稱：：一種耐高溫絕緣漆及耐高溫無磁性漆包線及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種耐溫等級高、無磁性的絕緣漆，以及采用該絕緣漆的耐高溫無磁性漆包線及其制備方法和專用的漆包機。
背景技術：
：隨著航天技術的飛速發(fā)展，對高靈敏度、高精密度的儀器儀表性能的要求越來越高。高精度力矩器是航天高精度慣性儀表中的關鍵部件，而其線圈所用的耐高溫無磁性漆包線是高精度力矩器的關鍵材料。無磁性漆包線對感應磁場不起干擾作用，其性能的穩(wěn)定性直接決定著力矩器的性能及穩(wěn)定性。因此，為了滿足這一需要就必須采用無磁性的材料制作高靈敏度、高精密度的儀器儀表的線圈?，F(xiàn)有的耐高溫漆包線包括內層的金屬導體線及包在外層的耐溫等級為18024(TC的絕緣漆層。其中，金屬導體如銅材等含有的雜質，如鐵、鈷、鎳等磁化率高；而耐高溫絕緣層主要采用聚酯亞胺漆、聚酰胺酰亞胺漆和聚酰亞胺漆等漆包線漆，而現(xiàn)有這些耐高溫絕緣漆也含有磁性雜質。因此，目前的漆包線及其制成的線圈為順磁性，即比重磁化率Xd大于OC.G.S.M.，影響了線圈的無磁特性。
發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題即是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種耐溫等級高、無磁性的絕緣漆，以及采用該絕緣漆的耐高溫無磁性漆包線及其制備方法。為使漆包線無磁化，本發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，首先需保證金屬導體材質及絕緣層的無磁性要求，即需要控制金屬導體材質如銅材及耐高溫絕緣漆中磁性雜質的含量。其中，金屬導體的純度^99.99%基本可達到要求；而耐高溫絕緣漆則需通過原料組分和生產工藝進行無磁化處理以達到無磁性的要求。本發(fā)明耐高溫絕緣漆的組分配方同現(xiàn)有技術，主要是對原料組分進行提純以盡可能去除磁性雜質，而生產工藝條件(如溫度、時間等)可同現(xiàn)有技術，但提純、制漆設備，包括運輸和儲存漆的設備均需采用非磁性材料，一般將上述現(xiàn)有設備中含磁性物質，如鐵的材料制成的部件替換成不銹鋼、玻璃、陶瓷等非磁性材料。除這些組成漆包線的原材料外，在利用漆包機進行漆包生產的過程中也需注意避免接觸磁性物質，同理，本發(fā)明漆包生產可采用目前國內現(xiàn)有的漆包機，但必須對現(xiàn)有漆包機做部分改造，即需要對漆包在生產過程中，與導體和耐高溫絕緣漆等接觸的漆包機的器件進行無磁化改造，如漆缸、漆輥和導輪采用不銹鋼、玻璃和/或陶瓷材料。因此，本發(fā)明通過下列技術方案來解決上述技術問題。首先，本發(fā)明的耐高溫絕緣漆，是通過將現(xiàn)有原料組分經(jīng)過升華或精餾提純處理后合成制得的耐溫等級為18024(TC的絕緣漆。根據(jù)本發(fā)明，所述的耐高溫絕緣漆同現(xiàn)有技術，選自聚酯亞胺漆、聚酰胺酰亞胺漆和聚酰亞胺漆中的一種或幾種，其中聚酯亞胺漆的原料組分包括對苯二甲酸二甲酯、乙二醇、甘油、偏苯三酸甲酐、4,4'一二氨基二苯醚及正鈦酸丁酯，聚酰胺酰亞胺漆的原料組分包括偏苯三甲酸酐酰氯、4，4'一二氨基二苯醚、環(huán)氧丙烷及二甲基乙酰胺，聚酰亞胺漆的原料組分包括均苯四甲酸二酐、4,4'—二氨基二苯醚及二甲基乙酰胺。根據(jù)上述各原料組分不同的理化性質，對其固態(tài)的進行升華或液態(tài)的進行精餾方式提純處理，其中，對苯二甲酸二甲酯、偏苯三酸單酐、偏苯三甲酸酐酰氯、均苯四甲酸二酐及4,4'一二氨基二苯醚等可以采用升華方式提純，而乙二醇、甘油、正鈦酸丁酯、環(huán)氧丙垸及二甲基乙酰胺等可以采用精餾方式提純。至于提純和制漆設備，如容器、回流裝置、冷凝裝置和攪拌器等，可選用常規(guī)設備，提純和制漆工藝步驟和條件也采用現(xiàn)有技術，但為了使耐高溫絕緣漆達到更佳的無磁化要求，所述的提純和制漆設備采用不含鐵的材料，如不銹鋼、玻璃和/或陶瓷等。而本發(fā)明的耐高溫無磁性漆包線，其包括內層的金屬導體線及包在外層的耐溫等級為18024(TC的絕緣漆層，其中所述的金屬導體的純度至少為99.99%，所述的耐高溫絕緣漆層選用上述的耐高溫絕緣漆。根據(jù)本發(fā)明，所說的金屬導體的純度根據(jù)目前技術，一般為99.99%99.9999%;所采用的材料，除常用的銅(如高純銅、單晶銅等)夕卜，還可以是金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)等。根據(jù)本發(fā)明，所說的無磁性漆包線是指比重磁化率XD《OC.GS.M.的漆包線；較佳地，本發(fā)明漆包線的范圍在0-10X10—6C.G.S.M.，通常在-0.1X10—6-0.2X10—6C.GS.M.。另外，本發(fā)明提供了上述耐高溫無磁性漆包線的制備方法，其包括通過漆包機在金屬導體線外層包覆本發(fā)明耐高溫絕緣漆，其中漆包機與導體和耐高溫絕緣漆接觸的部件采用不含鐵的材料，例如漆缸、漆輥和導輪采用不銹鋼、玻璃和/或陶瓷材料。由此，本發(fā)明還提供實施上述制備方法而專門設計的漆包機，其包括漆缸、漆輥和導輪等部件，其中所述的漆缸、漆輥和導輪采用不銹鋼、玻璃和/或陶瓷材料。本發(fā)明的耐高溫無磁性漆包線耐溫等級高，導線無磁性，對感應磁場不起干擾作用，屬于一種新型電工材料，可用于高靈敏度、高精密度的儀器、儀表的線圈中。具體實施例方式下面用實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。實施例l聚酯亞胺漆的制備聚酯亞胺絕緣漆是在聚酯樹脂中引入亞胺基團而成為聚酯亞胺漆，在制漆過程中首先提純原材料，然后進行合成。組分配方及制備工藝條件同現(xiàn)有技術(天津市漆包線廠編.《漆包線生產》.機械工業(yè)出版社出版，1985年出版)，合成工藝如下-(1)熔融先將規(guī)定量的甘油、乙二醇抽入反應釜，再加入對苯二甲酸二甲酯，4小時內逐漸升溫至150°C,對苯二甲酸二甲酯全部溶解，開動攪拌器，并開冷凝裝置冷卻水，通過取樣口慢慢加入催化劑正鈦酸丁酯。(2)酯交換采用160、180、200、220。C的升溫階梯進行升溫，此時有低分子物餾出。當餾出的低分子物極少，認為酯交換結束。交換時間一般為510小時。(3)降溫至14(TC，加入第一份4，4'一二氨基二苯醚溶解后，加入第一份偏苯三酸甲酐，保溫1小時，再升溫到22(TC，使反應物透明；如此反復三次直至加完。(4)在210。C、750毫米汞柱的真空度下進行縮聚，中間加甲酚進行降解，繼續(xù)抽真空，反應物表面出現(xiàn)大量泡沬時，立即停止抽真空，縮聚到達終點。同時加入甲酚，在20(TC保溫1小時進行熱降解。然后再加入甲酚攪拌1小時后加入二甲苯和正鈦酸丁酯稀釋，過濾出爐。原料組分配方:<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>其中，對苯二甲酸二甲酯、偏苯三酸甲酐及4,4'一二氨基二苯醚采用熱升華方式提純，乙二醇、甘油及正鈦酸丁酯采用精餾方式提純。實施例2聚酰胺酰亞胺漆的制備聚酰胺酰亞胺漆是把偏苯三甲酸酐酰氯和4,4'一二氨基二苯醚在強極性溶劑中發(fā)生縮聚反應而制得，組分配方及制備工藝條件同現(xiàn)有技術(張權力主編.《電磁線工藝學》.電器工業(yè)職工教育研究會電線電纜分會，1993年出版)。具體合成工藝如下將4，4，一二氨基二苯醚溶解于二甲基乙酰胺和環(huán)氧丙烷的混合液中，在冷卻和攪拌的條件下，分批加入偏苯三甲酸酐酰氯，反應控制在2535'C之間，加完后攪拌1小時既成。原料組分配方:<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>其中，偏苯三甲酸酐酰氯及4，4'一二氨基二苯醚采用熱升華方式提純，環(huán)氧丙烷及二甲基乙酰胺采用精餾方式提純。實施例3聚酰亞胺漆的制備聚酰亞胺漆是由均苯四甲酸二酐和44'一二氨基二苯醚在強極性溶劑中進行縮聚反應而制成的。組分配方及制備工藝條件同現(xiàn)有技術(張權力主編.《電磁線工藝學》.電器工業(yè)職工教育研究會電線電纜分會，1993年出版)。具體合成工藝如下(1)先將二甲基乙酰胺溶解4,4'一二氨基二苯醚形成組分A。(2)在反應釜中加入均苯四甲酸二酐和二甲基乙酰胺，攪拌，升溫至85'C保持15分鐘，使其溶解。溶解后急速冷卻投入蒸餾水，在冷卻的條件下加入A，控制溫度不超過40'C。A加完后攪拌2小時后，升溫至6(TC下攪拌降解6小時后出料。原料組分配方-<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中，均苯四甲酸二酐及4,4'一二氨基二苯醚采用熱升華方式提純，二甲基乙酰胺采用精餾方式提純。上述實施例中所說的適量均是作為溶劑的用量，能溶解相應原料即可。上述實施例中升華設備、精餾設備以及制漆設備中的容器、回流裝置、冷凝裝置、攪袢器采用不銹鋼、玻璃和/或陶瓷材料。對苯二甲酸二甲酯、偏苯三酸單酐、偏苯三甲酸酐酰氯、均苯四甲酸二酐及4,4'一二氨基二苯醚、乙二醇、甘油、正鈦酸丁酯、環(huán)氧丙垸及二甲基乙酰胺都為常規(guī)市售化學純。實施例4溫度指數(shù)180聚酯亞胺無磁性漆包銅圓線的制備導體采用高純銅，純度為99.99%;漆包線漆采用實施例1的聚酯亞胺絕緣漆。采用本發(fā)明經(jīng)改造后的漆包機生產，工藝步驟和條件同現(xiàn)有技術(天津市漆包線廠編.《漆包線生產》.機械工業(yè)出版社出版，1985年出版)。其工藝主要是導體經(jīng)40(TC退火后，經(jīng)過放有聚酯亞胺漆的漆缸涂漆后，在450°C下烘培，共反復8次后，收線。其原理是經(jīng)涂線、烘焙后，聚酯樹脂中游離的羥基間發(fā)生交聯(lián)作用，形成體型結構的堅硬漆膜。本發(fā)明溫度指數(shù)180聚酯亞胺無磁性漆包銅圓線性能完全滿足IEC60317-22《180級聚酰胺復合聚酯或聚酯亞胺漆包銅圓線》的要求，本發(fā)明漆包線比重磁化率Xo為-0.167X10—6CG.S.M。實施例5溫度指數(shù)200級聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺無磁性復合漆包銅圓線導體采用單晶銅，純度為99.99%。該漆包線絕緣層分底漆和面漆，底漆為實施例1的聚酯亞胺漆，面漆為實施例2的聚酰胺酰亞胺漆。采用本發(fā)明經(jīng)改造后的漆包機生產，工藝步驟和條件同現(xiàn)有技術(參考文獻同實施例4)其工藝主要是導體經(jīng)40(TC退火后，經(jīng)過放有聚酯亞胺漆的漆缸涂漆后，在45(TC下烘培，共反復4次后，再經(jīng)放有聚酰胺酰亞胺漆的漆缸涂漆后并在450'C下烘培，共反復8次后，收線。其原理是先進行底漆涂敷，經(jīng)烘焙后，聚酯樹脂中游離的羥基間發(fā)生交聯(lián)作用，形成體型結構的堅硬底漆漆膜。再進行面漆涂敷，經(jīng)高溫烘培后，聚酰胺酰亞胺漆發(fā)生脫水，閉環(huán)作用，形成聚酰胺酰亞胺面漆漆膜。溫度指數(shù)200級聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺無磁性復合漆包銅圓線性能完全滿足IEC60317-13《200級聚酰胺酰亞復合聚酯或聚酯亞胺漆包銅圓線》，比重磁化率XD為-0.158XIO-6C.G.S.M.。實施例6溫度指數(shù)220級聚酰亞胺無磁性漆包銅圓線導體采用高純銅，純度為99.99%。漆包線漆采用實施例3的聚酰亞胺絕緣漆。采用本發(fā)明經(jīng)改造后的漆包機生產，工藝步驟和條件同現(xiàn)有技術(參考文獻同實施例4)。其工藝主要是導體經(jīng)400。C退火后，經(jīng)過放有聚酯亞胺漆的漆缸涂漆后，在40(TC下烘培，共反復18次后，收線。其原理是涂敷后，經(jīng)高溫烘培使溶劑揮發(fā)并完成亞胺化反應而成為聚酰亞胺漆膜。溫度指數(shù)220級聚酰亞胺無磁性漆包銅圓線性能完全滿足IEC60317-7《220級聚酰亞胺漆包銅圓線》，比重磁化率X。為-0.177X10'6C.G.S.M.。上述實施例4-6中所用的本發(fā)明的漆包機是將現(xiàn)有漆包機(KHEIIID型臥式雙烘爐微細漆包線機)的漆缸和漆輥采用不銹鋼材料，導輪采用陶瓷材料改造而成。比重磁化率XD用古埃(Gouy)法測定。權利要求1、一種耐高溫絕緣漆，其是通過將現(xiàn)有原料組分經(jīng)過升華或精餾提純處理后合成制得，制得的耐溫等級為180～240℃的耐高溫絕緣漆。2、如權利要求1所述的耐高溫絕緣漆，其特征在于所述的耐高溫絕緣漆選自聚酯亞胺漆、聚酰胺酰亞胺漆和聚酰亞胺漆中的一種或幾種，其中聚酯亞胺漆的原料組分包括對苯二甲酸二甲酯、乙二醇、甘油、偏苯三酸甲酐、4,4'一二氨基二苯醚及正鈦酸丁酯，聚酰胺酰亞胺漆的原料組分包括偏苯三甲酸酐酰氯、4,4'一二氨基二苯醚、環(huán)氧丙垸及二甲基乙酰胺，聚酰亞胺漆的原料組分包括均苯四甲酸二酐、4,4'一二氨基二苯醚及二甲基乙酰胺。3、如權利要求2所述的耐高溫絕緣漆，其特征在于所述的原料組分對苯二甲酸二甲酯、偏苯三酸單酐、偏苯三甲酸酐酰氯、均苯四甲酸二酐及4,4'一二氨基二苯醚采用升華方式提純，乙二醇、甘油、正鈦酸丁酯、環(huán)氧丙垸及二甲基乙酰胺采用精餾方式提純。4、如權利要求1所述的耐高溫絕緣漆，其特征在于所述的提純和制漆設備采用不含鐵的裝置。5、如權利要求4所述的耐高溫絕緣漆，其特征在于所述的不含鐵的裝置包括不銹鋼、玻璃和/或陶瓷的容器、回流裝置、冷凝裝置和攪拌器。6、一種耐高溫無磁性漆包線，其包括內層的金屬導體線及包在外層的耐溫等級為180240→的絕緣漆層，其特征在于所述的金屬導體的純度至少為99.99%，所述的耐高溫絕緣漆層選用權利要求1-5任一項所述的耐高溫絕緣漆。7、如權利要求6所述的耐高溫無磁性漆包線，其特征在于所述的漆包線的比重磁化率XD的范圍在0-10X10—6C.G.S.M.。8、一種如權利要求6所述的耐高溫無磁性漆包線的制備方法，其包括通過漆包機在金屬導體線外層包覆耐髙溫絕緣漆，其中漆包機與導體和耐高溫絕緣漆接觸的部件采用不含鐵的材料。9、一種實施如權利要求8所述的制備方法而專門設計的漆包機，其包括漆缸、漆輥和導輪，其特征在于所述的漆缸、漆輥和導輪采用不銹鋼、玻璃和/或陶瓷材料。全文摘要本發(fā)明公開了一種耐高溫絕緣漆，其通過將現(xiàn)有原料組分經(jīng)過升華或蒸餾提純處理后合成制得。本發(fā)明還公開了一種采用該耐高溫絕緣漆的耐高溫無磁性漆包線及其制備方法和專用的漆包機。該漆包線具有耐高溫性(180～240℃)，無磁性——比重磁化率X<sub>D</sub>的范圍在0～(-10)×10<sup>-6</sup>C.G.S.M.，對感應磁場不起干擾作用，可作為高靈敏度、高精密度的儀器、儀表的線圈使用。文檔編號H01B7/17GK101343435SQ20071004362公開日2009年1月14日申請日期2007年7月10日優(yōu)先權日2007年7月10日發(fā)明者付金棟,勇任,凌春華,福李,毛偉杰申請人:上海電纜研究所