一种高效散热漆包扁线及其生产工艺的制作方法

1.本发明涉及漆包扁线技术领域，尤其是涉及一种高效散热漆包扁线及其生产工艺。


背景技术：

2.目前越来越多的纯电动汽车、混动汽车已经投入到日常使用中，漆包线作为汽车电机必不可少的配套材料也需要不断地研发来适应新的汽车环境，由于纯电动汽车电机电压一般是336v-384v，对汽车电机的漆包扁线更是一次严峻的考验。
3.漆包线，是指用绝缘漆作为绝缘涂层、用于绕制电磁线圈的金属导线，也称电磁线。漆包线由导体和绝缘层两部组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成。为适应高等级电压的绝缘要求，漆膜厚度在0.08-0.12mm的普通漆包扁线的绝缘效果优于裸铜扁线的绝缘效果，但漆膜较厚，散热性能较差。公开号为cn101615452a的专利公开了一种薄漆膜漆包扁线的加工方法，通过将软化处理的铜线进行四道刮漆模上漆处理，得到在漆包扁线绝缘等级高，可有效减少绝缘纸包纸层数，散热效果佳。但cn101615452a专利没有公开漆包扁线所用绝缘漆的具体种类。授权公开号为cn101582308b的专利公开了一种漆包铝扁线的加工工艺，采用1731聚酯漆作为底漆，采用1754聚酯漆或1765聚酯漆作为面漆，制备了高绝缘、低发热的漆包扁线。
4.但本技术人在研究过程中发现聚酯漆的柔韧性差，聚酯漆干燥后受力时容易脆裂，导致漆膜易开裂，降低了漆包扁线的使用寿命。


技术实现要素：

5.为了解决漆膜易开裂的问题，本技术提供一种高效散热漆包扁线及其生产工艺。
6.第一方面，本技术提供一种高效散热漆包扁线的生产工艺，采用如下技术方案实现：一种高效散热漆包扁线的生产工艺，其步骤包括挤压加工、软化处理、四道刮漆模上漆处理、控温烘焙和成品收线，所述四道刮漆模上漆处理包括以下步骤：1.将聚酯亚胺漆、芳香族改性聚酰亚胺、环氧树脂、聚醚砜分散液和氧化石墨烯分散液按质量比1:(1.2-1.6):(0.3-0.5):(0.5-0.7):(2-3)混合，得油漆；(2)采用漆包线涂漆活动模具将油漆均匀涂在软化处理后的铜线表面，进行四道刮漆模上漆处理。
7.通过采用上述技术方案，氧化石墨烯分散液的加入，提高了漆包扁线的散热能力。聚醚砜分散液的加入，提高了漆包扁线的绝缘性能和漆膜与裸露铜线之间的粘结性。本技术采用环氧树脂、氧化石墨烯分散液和聚醚砜分散液共同作用，提高了漆包扁线漆膜的柔韧性，漆包扁线弯曲受力漆膜不开裂，这可能是由于环氧树脂分子中含有两个以上环氧基团，环氧基的化学活性使环氧树脂在聚酯亚胺漆、芳香族改性聚酰亚胺的活泼氢作用下开环，固化交联生成网状结构，提高了漆膜的附着力；聚醚砜分散液对环氧树脂的粘结性好，氧化石墨烯分散液表面及边缘上大量含氧基团，进一步促进了环氧树脂中环氧基的开环，
提高了网状结构的稳定性，从而提高了漆膜的柔韧性，使漆膜不开裂。此外，氧化石墨烯分散液和聚醚砜分散液两者共同作用还提高了漆包扁线的散热性能。
8.优选的，所述聚酯亚胺漆、芳香族改性聚酰亚胺、环氧树脂、聚醚砜分散液和氧化石墨烯分散液的质量比为1:1.5:0.4:0.6:2.5。
9.当聚酯亚胺漆、芳香族改性聚酰亚胺、环氧树脂、聚醚砜分散液和氧化石墨烯分散液的质量比为1:1.5:0.4:0.6:2.5时，漆包扁线的散热性好且生产成本较低。
10.优选的，所述环氧树脂为四官能度环氧树脂和/或三官能度环氧树脂。
11.四官能度环氧树脂、三官能度环氧树脂分子结构中有多个环氧基团，在固化过程中可以形成较高的交联密度，提高了漆包扁线漆膜的耐候性，且多个环氧基团使得环氧树脂与氧化石墨烯分散液之间作用力更强，使氧化石墨烯形成的导热网络更强，从而提高了漆包扁线的散热性能。
12.优选的，所述环氧树脂由四官能度环氧树脂和三官能度环氧树脂按质量比1:(0.6-0.8)混合而成。
13.本技术人在研究过程中发现，四官能度环氧树脂和三官能度环氧树脂两者复配作为环氧树脂，能进一步提高漆包扁线的散热性能。
14.优选的，所述三官能度环氧树脂为tt310三官能度环氧树脂。
15.tt310三官能度环氧树脂，具有高交联密度和芳香密度，tt310三官能度环氧树脂与芳香族改性聚酰亚胺、氧化石墨烯分散液具有π-π共轭效应，固化交联的网状结构更稳定，更有利于发挥氧化石墨烯的作用，从而提高了漆包扁线的散热性能。
16.优选的，所述油漆在上漆前需要在120-160℃加热搅拌均匀。
17.优选的，所述氧化石墨烯分散液的溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
18.优选的，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5-1mg/ml。
19.优选的，所述控温烘焙前需要将四道刮漆模上漆处理过的铜线风干。
20.第二方面，本技术提供一种高效散热漆包扁线，采用如下技术方案实现：一种由上述生产工艺制备的高效散热漆包扁线。
21.本技术提供的高效散热漆包扁线，散热效果好，绝缘性高，适用于纯电动汽车、混动汽车的电机。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术采用环氧树脂、氧化石墨烯分散液和聚醚砜分散液，三者共同作用，提高了漆包扁线漆膜的柔韧性，漆包扁线弯曲受力漆膜不开裂。
23.2、本技术采用氧化石墨烯分散液和聚醚砜分散液，两者共同作用提高了漆包扁线的散热性能。
24.3、本技术通过四官能度环氧树脂、三官能度环氧树脂分子结构中有多个环氧基团，在固化过程中可以形成较高的交联密度，提高了漆包扁线漆膜的耐候性。
25.4、本技术采用四官能度环氧树脂和三官能度环氧树脂两者复配作为环氧树脂，能进一步提高漆包扁线的散热性能。
26.5、本技术采用具有高交联密度和芳香密度的tt310三官能度环氧树脂，提高了漆包扁线的散热性能。
具体实施方式
27.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
28.制备例制备例1-10提供了一种油漆，以下以制备例1为例进行说明。
29.制备例1提供的油漆，其制备步骤为：将1754聚酯亚胺漆1kg、ty-029芳香族改性聚酰亚胺1.2kg、tt128a双酚a环氧树脂0.3kg、bsp-450聚醚砜分散液0.5kg和氧化石墨烯分散液2kg混合，500rpm搅拌10min，得油漆；其中，1740聚酯亚胺漆，购买自许昌英泰绝缘材料有限公司；ty-029芳香族改性聚酰亚胺，购买自济宁棠邑化工有限公司；tt128a双酚a环氧树脂，购买自天太高新科技(广州)有限公司；bsp-450聚醚砜分散液，购买自衢州佰茂科技有限公司；氧化石墨烯分散液的溶剂为n-甲基吡咯烷酮、浓度为0.5mg/ml，购买自江苏先丰纳米材料科技有限公司。
30.制备例2-3，与制备例1不同之处仅在于：油漆各制备原料的质量不同，具体见表1。
31.表1制备例1-3油漆各制备原料的质量/kg制备例4，与制备例3不同之处仅在于：氧化石墨烯分散液的浓度为1mg/ml。
32.制备例5，与制备例4不同之处仅在于：tt128a双酚a环氧树脂等质量替换为tt386三官能度脂环族环氧树脂(购买自天太高新科技(广州)有限公司)。
33.制备例6，与制备例4不同之处仅在于：tt128a双酚a环氧树脂等质量替换为tt400四官能度环氧树脂(购买自天太高新科技(广州)有限公司)。
34.制备例7，与制备例4不同之处仅在于：tt128a双酚a环氧树脂等质量替换为tt400四官能度环氧树脂和tt386三官能度脂环族环氧树脂的混合物，tt400四官能度环氧树脂和tt386三官能度脂环族环氧树脂的质量比为1:0.6。
35.制备例8，与制备例7不同之处仅在于：tt400四官能度环氧树脂和tt386三官能度脂环族环氧树脂的质量比为1:0.8。
36.制备例9，与制备例7不同之处仅在于：tt400四官能度环氧树脂和tt386三官能度脂环族环氧树脂的质量比为1:0.7。
37.制备例10，与制备例9不同之处仅在于：tt386三官能度脂环族环氧树脂等质量替
换为tt310三官能度环氧树脂(购买自天太高新科技(广州)有限公司)。
38.制备对比例制备对比例1，与制备例1不同之处仅在于：tt128a双酚a环氧树脂等质量替换为bsp-450聚醚砜分散液。
39.制备对比例2，与制备例1不同之处仅在于：氧化石墨烯分散液等质量替换为bsp-450聚醚砜分散液。
40.制备对比例3，与制备例1不同之处仅在于：bsp-450聚醚砜分散液等质量替换为氧化石墨烯分散液。实施例
41.实施例1-12提供了一种高效散热漆包扁线的生产工艺，以下以实施例1为例进行说明。
42.实施例1提供的高效散热漆包扁线的生产工艺，其步骤为：s1、挤压加工将铜圈线通过冷挤压机挤压成型，其中冷挤压机的模具出口处的宽度、高度尺寸为扁线目标尺寸的宽度、高度尺寸，将挤压加工的扁线匀速放线；s2、软化处理将放线后的铜扁线在无氧环境中通过软化炉对铜线进行软化处理，控制铜线软化的上层温度为600℃、下层温度为600℃，软化后降温至150℃；s3、四道刮漆模上漆处理采用漆包线涂漆活动模具将油漆(来源于制备例1)均匀涂在软化处理后的铜线表面，进行四道刮漆模上漆处理，涂漆完成后悬挂将表面的油漆风干；s4、控温烘焙将上漆后的铜线在烘炉中控温烘焙，控制烘焙进口控温为120℃、下层控温为220℃、中层控温为415℃、上层控温为420℃、催化前的控温微445℃，控制催化后的指温为395℃、固化的指温为375℃、蒸发的指温为275℃、出口的指温为350℃；s5、成品收线对控温烘焙后的铜线进行成品收线，得漆包扁线。
43.实施例2，与实施例1不同之处仅在于，s3步骤的具体操作为：s31、将油漆加热至120℃，并在120℃以500rpm搅拌30min；s32、采用漆包线涂漆活动模具，将加热搅拌均匀后的油漆(来源于制备例1)均匀涂在软化处理后的铜线表面，进行四道刮漆模上漆处理。
44.实施例3，与实施例2不同之处仅在于：温度由120℃等质量替换为140℃。
45.实施例4-12，与实施例3不同之处仅在于：油漆的来源不同，具体见表2。
46.表2实施例3-12油漆的来源实施例实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7油漆的来源制备例1制备例2制备例3制备例4制备例5实施例实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12油漆的来源制备例6制备例7制备例8制备例9制备例10对比例
对比例1-3，与实施例1不同之处仅在于：油漆的来源不同，具体见表3。
47.表3对比例1-3油漆的来源组别对比例1对比例2对比例3油漆的来源制备对比例1制备对比例2制备对比例3性能检测试验针对本技术实施例1-12和对比例1-3制备的高效散热漆包扁线，进行如下的性能检测。
48.1.漆膜柔韧性：参照gb/t 6742-1986漆膜弯曲试验(圆柱轴)测试本技术实施例1-12和对比例1-3制备的高效散热漆包扁线对应漆膜的柔韧性，用10倍放大镜观察漆膜是否开裂，测试结果见表4。
49.2.耐候性：本技术实施例1-12和对比例1-3制备的高效散热漆包扁线置于户外放置1年，参照gb/t 6742-1986漆膜弯曲试验(圆柱轴)测试耐候性，用10倍放大镜观察处理后的漆包扁线漆膜是否开裂，测试结果见表4。
50.3、散热性：对本技术实施例1-12和对比例1-3制备的高效散热漆包扁线的散热性能进行检测，具体的测试方法为：取相同尺寸的实施例1-12和对比例1-3制备的高效散热漆包扁线，用相同的散热风扇分别对实施例1-12和对比例1-3制备的高效散热漆包扁线进行吹相同的时间(保持散热风扇与漆包扁线的距离相同)，分别测试散热风扇吹前后的温度，测试结果见表4。
51.表4测试结果
以下针对表4的测试数据，详细说明本技术。
52.从实施例1和对比例1-3的测试数据可知，环氧树脂、氧化石墨烯分散液和聚醚砜分散液共同作用，提高了漆包扁线漆膜的柔韧性，漆包扁线弯曲受力漆膜不开裂，这可能是由于聚醚砜分散液对环氧树脂的粘结性好，氧化石墨烯分散液表面及边缘上大量含氧基团，进一步促进了环氧树脂中环氧基在聚酯亚胺漆、芳香族改性聚酰亚胺的活泼氢作用下开环，固化交联生成网状结构，环氧树脂、氧化石墨烯分散液和聚醚砜分散液得到的网状结构稳定性高。氧化石墨烯分散液和聚醚砜分散液两者共同作用提高了漆包扁线的散热性能。
53.从实施例6与实施例7-8的测试数据可知，实施例6采用双酚a环氧树脂，实施例7采用三官能度环氧树脂，实施例8采用四官能度环氧树脂，实施例7、8对应漆包扁线漆膜的耐候性明显优于实施例6对应漆包扁线漆膜的耐候性，这是由于四官能度环氧树脂、三官能度环氧树脂分子结构中有多个环氧基团，在固化过程中可以形成较高的交联密度，提高了环氧树脂的耐候性；且实施例7、8对应漆包扁线的散热性能优于实施例6对应漆包扁线的散热性，这是由于且多个环氧基团使得环氧树脂与氧化石墨烯分散液之间作用力更强，使氧化石墨烯形成的导热网络更强，从而提高了漆包扁线的散热性能。
54.从实施例7-8与实施例9的测试数据可知，实施例9采用四官能度环氧树脂和三官能度环氧树脂两者复配，进一步提高了漆包扁线的散热性能。
55.从实施例11与实施例12的测试数据可知，实施例11采用tt386三官能度脂环族环氧树脂，而实施例12采用tt310三官能度环氧树脂，芳香密度高，tt310三官能度环氧树脂与芳香族改性聚酰亚胺、氧化石墨烯分散液具有π-π共轭效应，固化交联的网状结构更稳定，更有利于发挥氧化石墨烯的作用，从而提高了漆包扁线的散热性能。
56.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。