一种耐热绝缘材料及使用该材料的三层绝缘线的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种耐热绝缘材料，包括PET、PEN和PBT，以重量份计，所述PET为30-70份，PEN为15-60份，PBT为3-40份。优选的，所述耐热绝缘材料，还包括1-2份的色母和1-4份的相容剂。该材料除具有良好的绝缘性能和柔软性外，还具有良好的耐高温、耐热性能，其绝缘性能在F级高温环境下能基本保持。进一步，由上述耐热绝缘材料作为绝缘层的三层绝缘线满足F级耐热绝缘要求。
【专利说明】一种耐热绝缘材料及使用该材料的三层绝缘线
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种绝缘材料及使用该材料的三层绝缘线，属于绝缘材料制备技术领 域。
【背景技术】
[0002] 电气绝缘材料是制造电气设备的关键材料，现代电力工业使用着各种各样的电气 绝缘材料和绝缘制品，随着我国电力工业向高电压大容量及远距离输送等方面的发展，对 电气绝缘材料的质量及可靠性提出了越来越高的要求，研究和发展各种性能优良的绝缘材 料是目前电气绝缘材料发展的普遍趋势。
[0003]三层绝缘线是一种高性能绝缘导线，这种导线有三个绝缘层，中间是芯线，第一层 是聚酯薄膜，其厚度为几个微米，却可承受3KV的脉冲高压，第二层也为聚酯薄膜。第三层 是透明的尼龙层，绝缘层的总厚度仅为0. 08-0. 12mm，其优点是绝缘强度高，第一、二层均可 承受交流3000V的安全电压，电流密度大。
[0004]在以往的研究中人们过多的关注的是绝缘线材料的的绝缘性，关注其承受的电压 和电流，对于其它性能关注较少，例如，上述结构的三层绝缘线有相当部分用于封闭狭小的 电气元件内做成高频感应绕组,随电流频率、电压的增高,对绝缘材料的耐温性能要求从B 级上升到了F级。普通PET型三层绝缘线，由于材料耐温不够，或材料相容改性不理想，长 期在F级（摄氏155°C)环境下工作容易被击穿。
[0005]中国专利文献CN102354551A公开了一种三层绝缘线，在金属芯线外层依次设置 有第一PET及PEN混合层，第二PET及PEN混合层心及尼龙层，其采用绝缘性极好的PET和 PEN进行配比后挤压成型制造三层绝缘线的绝缘层，具有耐高温、耐高压，可承受极强外力 冲击的性能。但是该专利文献中的记载的PET及PEN混合层材料太硬，容易折断破裂，用在 需要反复弯折的小电气元件内实用性不够，从而导致工作时绝缘失效。且一般而言，材料的 绝缘性、柔软性、耐热性三种性能难以融合，例如，电木绝缘性好，耐热、但很硬，不能折，弹 性橡胶绝缘尚可，很耐折但耐不了高温高热，岩棉耐热、柔软，但实体有缝隙，不绝缘，由此 可见，普通的绝缘材料难以做到绝缘、柔软和耐热的完美统一，因此，若能研制一种集绝缘、 柔软和耐热性能为一体的材料具有得要的意义。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术中用于三层绝缘线的绝缘材料具有较好的绝缘性能，但由于其质 地过硬，容易折断破裂，从而导致绝缘失效的问题，进而提供一种质地柔软，可随意折弯而 不破裂的用于三层绝缘线的绝缘材料及使用该绝缘材料的三层绝缘线。
[0007]为此，本申请采取的技术方案为，
[0008]-种耐热绝缘材料，包括PET和PEN，还包括PBT，以重量份计，所述PET为30-70 份，PEN为 30-60 份，PBT为 3-40 份。
[0009]上述耐热绝缘材料中，还包括1-2份的色母。
[0010] 上述耐热绝缘材料中，还包括1-4份的相容剂。
[0011] 上述耐热绝缘材料中，PET为50-70份，PEN为15-40份，PBT为10-30份。
[0012] 一种三层绝缘线，金属芯线由内向外依次设置有第一绝缘层、第二绝缘层和尼龙 层，所述第一绝缘层和第二绝缘层均由上述任一绝缘材料制成。
[0013] 上述三层绝缘线中，所述第一绝缘层或第二绝缘层的厚度为0. 02-0. 05mm。
[0014] 上述三层绝缘线中，所述尼龙层的厚度为0. 02-0. 05mm。
[0015] 上述三层绝缘线中，所述PET、PEN和PBT均匀混合后挤出成型制成所述第一绝缘 层或所述第二绝缘层。
[0016] 上述三层绝缘线中，在所述PET、PEN和PBT混合后，挤出成型前还包括加入色母和 相容剂的步骤。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下优点，
[0018] (1)本申请的三层绝缘线的内层和中层由包括30-70份PET(聚对苯二甲酸乙二 酯）、30-60份PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯）和3-40份PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯）的绝 缘材料制成。该材料中的PEN比起纯PET除具有更好的耐高温、耐热性能外，也具有良好的 绝缘性能，但PET和PEN分子结构类似，它们的分子链单元中都只含有两个亚甲基，两种材 料柔软性均不足。本申请中加入了PBT以后，由于PBT分子单元链上含有四个亚甲基，两者 相互配合使整个材料的柔软性明显提高，因此由上述三种材料制备得到的绝缘材料生产的 三层绝缘线除了满足F级耐热绝缘要求外，还比现有绝缘材料柔软，适合在狭小空间里装 配使用。
[0019] (2)本申请的绝缘材料中还加入了相容剂，PEN在与PBT和PET混合的过程中，在 PBT和PET分子的共同作用，PEN分子链不易与PBT和PET分子相容，并容易发生抱团现象， 从而使形成的材料会分布不均匀、结团，在不同位置出现耐压和耐热的短板，加入相容剂有 利于PEN在体系中的分散，不同成分充分分散，相互融合，生成理想的绝缘材料。
[0020] (3)本申请的绝缘材料中还加入了色母，以便于通过颜色对不同用途的绝缘线进 行区分。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1
[0022] 将30重量份的PET、60重量份的PEN、30重量份的PBTU重量份的色母和1重量 份的环氧树脂混合均匀后投入挤塑机中挤出成型形成包覆在金属芯线表面的第一绝缘层 和第二绝缘层，最后在最外部包覆尼龙层，形成本实施例中的三层绝缘线。其中第一、二绝 绝缘层的厚度均为〇. 〇3mm，尼龙层厚度0. 03mm。
[0023] 实施例2
[0024] 将40重量份的PET、40重量份的PEN、3重量份的PBT、2重量份的色母和1重量份 的改性聚丙烯酸混合均匀后投入挤塑机中挤出成型形成包覆在金属芯线表面的第一绝缘 层和第二绝缘层，最后在最外部包覆尼龙层，形成本实施例中的三层绝缘线。其中第一、二 绝绝缘层的厚度均为〇. 〇3mm，尼龙层厚度0. 02mm。
[0025] 实施例3
[0026] 将50重量份的PET、15重量份的PEN、10重量份的PBT、1. 5重量份的色母和3重 量份的间-异丙烯基-2, 2-二甲基苯酰异氰酸酯混合均匀后投入挤塑机中挤出成型形成包 覆在金属芯线表面的第一绝缘层和第二绝缘层，最后在最外部包覆尼龙层，形成本实施例 中的三层绝缘线。其中第一、二绝绝缘层的厚度均为0. 03mm，尼龙层厚度0. 05mm。
[0027] 实施例4
[0028] 将60重量份的PET、30重量份的PEN、20重量份的PBTU重量份的色母和4重量 份的RPS混合均匀后投入挤塑机中挤出成型形成包覆在金属芯线表面的第一绝缘层和第 二绝缘层，最后在最外部包覆尼龙层，形成本实施例中的三层绝缘线。其中第一、二绝绝缘 层的厚度均为〇. 〇4mm，尼龙层厚度0. 02mm。
[0029] 实施例5
[0030] 将70重量份的PET、35重量份的PEN、8重量份的PBT、1重量份的色母和2重量份 的马来酸酐改性聚烯烃混合均匀后投入挤塑机中挤出成型形成包覆在金属芯线表面的第 一绝缘层和第二绝缘层，最后在最外部包覆尼龙层，形成本实施例中的三层绝缘线。其中第 一、二绝绝缘层的厚度均为0. 05mm，尼龙层厚度0. 02mm。
[0031] 实施例6
[0032] 将55重量份的PET、50重量份的PEN、35重量份的PBT、2重量份的色母混合均匀后 投入挤塑机中挤出成型形成包覆在金属芯线表面的第一绝缘层和第二绝缘层，最后在最外 部包覆尼龙层，形成本实施例中的三层绝缘线。其中第一、二绝绝缘层的厚度均为〇. 〇3mm， 尼龙层厚度0. 03mm。
[0033] 实施例7
[0034] 将65重量份的PET、20重量份的PEN、40重量份的PBT、1. 5重量份的色母和1重 量份的环氧树酯混合均匀后投入挤塑机中挤出成型形成包覆在金属芯线表面的第一绝缘 层和第二绝缘层，最后在最外部包覆尼龙层，形成本实施例中的三层绝缘线。其中第一、二 绝绝缘层的厚度均为〇. 〇4mm，尼龙层厚度0. 04mm。
[0035] 在上述实施例中，第一绝缘层、第二绝缘层和尼龙层的厚度可依据具体需求进行 设定，不必拘泥于具体的尺寸，最好第一绝缘层、第二绝缘层在〇. 02-0. 05mm，尼龙层厚度在 0. 02-0. 05mm之间。
[0036] 对比例1
[0037] 将55重量份的PET、50重量份的PEN、2重量份的色母混合均匀后投入挤塑机中 挤出成型形成包覆在金属芯线表面的第一绝缘层和第二绝缘层，最后在最外部包覆尼龙 层，形成本实施例中的三层绝缘线。其中第一、二绝绝缘层的厚度均为〇.〇3mm，尼龙层厚度 0· 03mm〇
[0038] 评价例
[0039] 按照UL(美国保险商实验室）对F级绝缘线的实验标准，对上述实施例1-7和对 比例1组成配比的绝缘材料进行耐压测试，方法为将实施例1-7和对比例1中配比的绝缘 材料统一制成〇. 45mm的三层绝缘线，并用纯PET做为绝缘材料也制成0. 45mm的三层绝缘 线，分别在长200mm，直径6mm的的铜棒上绕10圈，一起放到240°C烤箱内将绝缘线高温烘 烤30分钟后测耐压，漏电流设置0. 5mA。得到如下表所示的热冲耐压记录表，其中实施例 1-7的绝缘线在烘烤前后在两个耐压下均降幅度小，而对比例1和纯PET制备的三绝缘线则 耐电压下降严重，表明采用本申请配方材料生产的三层绝缘线能满足F级耐热绝缘要求且 性能余量较大。
[0040] 表一热冲耐压实验记录表
[0041]
【权利要求】
1. 一种耐热绝缘材料，包括PET和PEN，其特征在于，还包括PBT，以重量份计，所述PET 为 30-70 份，PEN 为 15-60 份，PBT 为 3-40 份。
2. 根据权利要求1所述的耐热绝缘材料，其特征在于，还包括1-2份的色母。
3. 根据权利要求1或2所述的耐热绝缘材料，其特征在于，还包括1-4份的相容剂。
4. 根据权利要求3所述的耐热绝缘材料，其特征在于，PET为50-70份，PEN为30-40 份，PBT 为 10-30 份。
5. -种三层绝缘线，金属芯线由内向外依次设置有第一绝缘层、第二绝缘层和尼龙层， 其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层均由权利要求1-4任一所述的绝缘材料制成。
6. 根据权利要求5所述的三层绝缘线，其特征在于，所述第一绝缘层或第二绝缘层的 厚度为 0. 02- 0. 05mm。
7. 根据权利要求5或6所述的三层绝缘线，其特征在于，所述尼龙层的厚度为0. 02- 0. 05mm〇
8. 根据权利要求5或6所述的三层绝缘线，其特征在于，所述PET、PEN和PBT均匀混 合后挤出成型制成所述第一绝缘层或所述第二绝缘层。
9. 根据权利要求8所述的三层绝缘线，其特征在于，在所述PET、PEN和PBT混合后，挤 出成型前还包括加入色母和相容剂的步骤。
【文档编号】H01B3/42GK104392772SQ201410725062
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】施兴洲, 吴理 申请人:深圳市凯中和东新材料有限公司