北美电磁线绕组线技术发展现状1.docx
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北美电磁线绕组线技术发展现状1
北美电磁线(绕组线)技术发展现状[1]
北美电磁线(绕组线)技术发展现状
摘要:
:
漆包线绝缘漆在过去50年已日趋成熟,可耐极高温,具有很高的电气和机械性能。
本文介绍的就是北美电磁线行业的历史与现状。
一、北美市场
1、电磁线生产厂家
我们今天所了解的北美电磁线产业起源于1912年,当时乔治.雅各布斯在印第安那州福德文镇建立了他的小型电磁线公司-杜迪罗制造公司(TheDudloManufacturingCompany)。
雅各布斯是最早开发合成弹性涂料替代棉纤维作线绝缘层的先驱之一。
到1927年,杜迪罗公司使得福德文镇成为世界电磁线之都,1929年成立了PhelpsDodge公司-当时称作英加制造公司(IncaManufacturingCompany)。
1933年维克特里亚在同一城市建立了亚电磁线公司(ReaMagnetWireCompany)。
1936年,杜迪罗公司将其总部迁往纽约州,但爱塞克斯电线公司(Essex)决定利用杜迪罗的部分旧厂房生产电磁线。
美国当今四大电磁线生产厂家为:
阿尔卡特(Alcatel)电磁线公司(肯塔基、密苏里和加拿大安大略)
爱塞克斯(Essex)集团(印第安那)
菲尔普斯道奇(PhelpaDodge)电磁线公司(印第安那、肯塔基、北卡罗来纳和得克萨斯)
里亚(Rea)电磁线公司(印第安那和新墨西哥)
其他主要生产厂家有:
Elektrisola公司
Femco电磁线公司(印第安那)
通用电气公司
Mahnetek公司
住友电磁线美国公司(肯塔基)
其中许多公司专业生产微细线或特种用途线。
Condumex和Magnekon这两家公司将总部设在墨西哥。
Elektrsola和PhelpsDodge在墨西哥也有厂房,Essex也准备在那儿建厂。
另IUSA在墨西哥也有厂。
2、电磁线绝缘漆生产厂家
P.D.George公司,在美国和墨西哥建有生产设施,是目前北美最大的电磁线绝缘漆和被浸渍漆厂家。
他的业务包括电工绝缘涂料、密封剂和拉罐化合物。
公司成立于1996年阿尔塔纳集团收购,加入其他三家绝缘漆厂-Dr.Wiedeking(德国),Deatech-Siva(意大利)和Rembrandtin公司(奥地利)的行列。
斯堪纳迪(Schenectady)国际公司,是一家专业生产烷基苯酚的全球化公司。
尽管成立的时候为电工绝缘公司,但目前绝缘漆和浸渍漆的销量只占其销售的很小一部分。
斯堪纳迪在加拿大和墨西哥建有工厂,最近还收购了Dr.Beck公司(德国和英国)。
兰巴(Ranbar)公司,即以前在宾夕法里亚的工厂。
他们生产浸渍漆及部分特种绝缘漆。
在浸渍漆方面与斯堪纳迪公司有生产和销售协议。
VonRollIsola公司是以前的通用电气绝缘材料分部。
开始以IMI公司成在,但很快被瑞士的VonRollIsola公司收购。
在美国,有两家电磁线生产公司建有自己的绝缘漆厂。
PhelpsDodge公司和Essex公司也有几家欧洲公司在北美建有小型绝缘漆生产设施;
Herberts在墨西哥城北部建有工厂
Sandolin是位于加拿大安大略的稀释工厂,稀释等公司的中间体。
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二.生产制造
1.厂房地理选位
美国依然在其本土范围内拥有很大的电磁线生产能力。
过去数年,由于从经济方面和贸易方面的考虑,也促使墨西哥生产扩大。
Elektrisola和PhelpsDodge在墨西哥的工厂分布在北部,可以供应以美国为基地的公司在边界两边的需求。
加拿大的电磁线生产能力相对小一些。
2.设备
尽管老一点的设备在北美众多电磁线厂家仍具有一定代表性,但新近也添置了一些新设备,主要从意大利西格玛和奥地利MAG引进。
AUMANN在北美也卖了不少漆包线设备。
循环式漆包炉可以吸收从电磁线绝缘漆蒸发的溶剂,在催化板上将其燃烧,将其热量再利用。
带线上拉丝是新式漆包炉的普遍特征。
将铜杆线径拉到所需规格然后直接输入漆包线膛涂漆。
涂线速度是检测单头电磁线生产能力的最终尺度。
因为生产速度随线规而变化,不
过在比较时通常使用的参照术语是VD值或DV值,即线规(mm)X线速(m/min)。
例如,0.05的线规在生产速度为90m/min时的VD值为45。
老式漆包炉在高温期时的值只能在10~20之间。
新式漆包炉在相同漆时DV值可以超过150。
在涂低温期(如聚氨酯)时甚至更高。
漆包炉厂家现在能够做到是漆烘烤固化能力超过设备放线收线的能力。
3、新技术
紫外烘培聚合物
主要的电磁线生产厂家一直在关注新技术,目前至少有三家已拥有小型设备利用紫外射线来烘烤绝缘漆涂料。
紫外树脂(UV)不含蒸发性溶剂,其溶剂作用的化合物是液体,典型的有烯酸和甲基丙烯酸,他们在紫外线的作用下转变成固体。
其潜在的优点包括反应时间加快,并能形成一层无针孔薄膜,而传统溶剂在蒸发可
能造成表面缺陷。
其缺点有毒,程泵奥,热性能不太好。
高固含量绝缘漆
有报道说至少有一家北美厂家在用高固含(>50%)的热容器生产线。
这种涂漆方式需要特种模具及能将其保持在高温状态(>65℃)
因为溶剂被当作污染物排入大气时,人们则对高固含漆产生很大动力。
溶剂的钱是花了,但却没有价值。
更新型的漆包炉能回收溶剂散发的热量,因此熔剂的成本也就不太重要。
电磁线生产厂家应按时刻记住,高固含漆在使用中需要更加仔细。
简单地说,固含提高一倍,其漆涂覆的湿膜厚度必须减半,以便漆膜变干后仍然达到相同的厚度,使用中要保持同心,则必须要双倍的精确。
挤压工程树脂
一些昂贵的工程树脂如聚崔在薄腹膜中具有卓越的机械和电器性能.AMOCO等厂家现在正极力推荐将这些树脂用在需要耐久化学性能的应用方面。
三、电磁线生产
1、电磁线漆-聚合物化工
历史
用丝、棉或纸当电磁线绝缘层的应用可以追溯到1830年代晚期,一直朝着高机械性能、高热性能和高电性能的方向发展。
备注:
以下的热级评定是按照ASTMD-2309标准在耐热20000小时寿命点而为依据的。
普通漆
首先使用聚合物是油性树脂型,有干性油和天然树脂制成。
后来使用合成酚醛树脂。
油性树脂溶解于方溶剂中,他们依靠金属催化剂催化,通过加热得到干燥和固化,机理类似于油基涂料。
这些漆种现在除某些特殊领域外已基本停止使用。
PVF漆(FORMVAR)
PVF树脂是最古老的合成涂漆之一,可追溯到1940年。
地层树脂,通常品牌为FORMVAR原Monsanto公司产、现Chisso产),是甲醛和水解的聚醋酸乙烯酯缩聚产物.其分子式结构包括乙烯甲醛\乙烯醇和醋酸乙烯酯等单元.
PVF树脂比较柔软,耐溶性能差.不过与酚醛树脂\三聚氰胺甲醛树脂或多异氰酸酯树脂配合使用可以获得更佳的性能.但PVF漆的热级被限制在120℃。
PVF漆的一个很大应用是在充油式的变压器线上,因为PVF漆抗油性非常好。
PVF也一直是相对昂贵的聚合物。
考虑这个原因,目前很多配方都加入成本低廉的树脂来改性。
聚氨酯(pu)
聚氨酯漆是40年代晚期在德国开发的。
原来热级在105℃~130℃之间,现在以改进到H级/180级℃,且性能更高。
聚氨酯漆实际上是两组系统构成的一种漆,这两各组分别为化学“分端”的多异氰酸酯树脂和聚酯或聚脂酰亚胺树脂。
在炉膛加热时,异氰酸酯释放出“分端”剂(通常称为苯酚)后与聚脂反应形成热固聚氨酯涂层。
聚氨酯的特色是漆具有直焊性,也就是说,涂层在熔化的焊料上可以分解.因此电磁现在不剥去涂层的情况下可以焊接起来.这对高速生产是一大优势.尽管工业标准规定直焊温度在360℃,不过很多厂家希望320℃下直接数秒钟完成。
聚酰胺(尼龙)漆(PA)
尼龙6.6在作底漆时受到限制,不过作面漆却广泛使用,它可以改进PVF,PU和PE漆的物理性能和机械性能.尼龙面漆可能作为简单的纤维或破膜碎片聚合物的溶液.这种聚合物的分子量可以使溶液在固含较低的情况下粘度较高。
尼龙6.6还可以与单有机酸反应解聚使粘度变低。
这是可以加其它反应性聚合物在涂线时重建分子量。
优点是高固含,成本效益比较好的漆。
它自身的热级只有105℃,但其主要用途是在PE和PU的底漆上再形成保护面层。
聚酯漆(PE)
最简单的聚酯漆是对苯而甲酸,甘油和乙二醇反应的产品。
这是典型的155℃级聚酯漆的基本组成。
(虽然这些漆的热寿命炒过180级,其他性能如热冲却更近似于155℃级,除非表面再涂上尼龙)。
PU漆是在线上加聚进行反应,而PE漆则通过缩聚建立分子,即小分子结合形成大分子,同时释放水或乙二醇。
大多数北美用户在很久以前改用塞克改性聚酯。
赛克改性聚缘酯(THEICPE)
60年代起研究朝着比F更高的热稳定性发展。
关键是寻找能替代三官能度甘油的物质,后来选择了三(2-羟已基)异氰脲酸酯,它能生产200℃绝缘漆。
塞克改性聚酯酰亚胺(THEICPEI)
德国的研究工作更加前进一步,雅安化学被加入赛科举之中。
赛克改性聚酯酰亚胺将一种通常称为双亚胺双酸(DID)的结构变成聚酯主体。
DID是两个分子和一个亚甲基二苯分子反应的产物。
由于DID是双关能度的酸,他和容易并入聚酯漆的主体酰亚胺特性使的涂料热冲性能更加突出。
典型的塞克聚酯酰亚胺是200℃级。
另外在非塞克改性的聚酯酰绝缘漆还有小的分类。
他们可以是155℃级或180℃级,
有些直焊温度在455℃。
可以在需要较高热塑流动温度的情况下代替聚氨酯。
聚酰胺酰亚氨漆PAI
聚酰胺酰亚胺漆首先有AMOCO进行商业利用。
他们可以简单的是等分子量的TMA(AMOCO特产)和亚甲基二苯胺的反应。
聚酰胺酰亚胺漆比聚酯漆和聚酯酰亚胺漆更贵,因此,只有在需要特别性能的时候才使用。
主要使用作赛克聚酯和聚酯酰亚胺漆的面漆,使耐温度更加,耐刮性更强,热冲更好。
聚酰胺酰亚胺漆热级可以达到220℃。
聚酰亚胺漆(PI)
该漆在60年代有杜邦公司进行商业化利用,是最高温等级的有机涂料,聚酰亚胺是双酐和双胺的反应物质。
不过这些聚合物在普通溶剂中是不溶的,因此很难用作涂线。
后来采取了半途中止酰亚胺反应才解决了这一难题,反应一半的物质聚酰亚胺酸在NMP中是可溶的。
当涂料覆在底层上加热后先亚胺化反应结束,形成一层不溶薄膜。
聚酰亚胺线过去一直当作220C级产品销售,因为这是正式认定的最高级别。
不过,
UL已经认定,聚酰亚胺漆20000小时热寿命已超过240℃,因而最近为他列了240℃级
自粘漆(Bondcoats)
上面所述的绝缘漆都是热固聚合物溶液,也就是,在热力的作用下,溶剂蒸发,树脂反应,建立分子量,形成不容易变形的薄膜.
相反,自粘漆则是涂在以上任何漆种上的热塑聚合物.热塑聚合物由于受热而变形后重新组合..在实际应用中,热固底漆和自粘面漆在受热情况下将线粘结成特定形状.当然,不须注意选择软化温度高于线圈预计服务温度的自拈漆,,以使其在应用中不变形。
自粘漆可以有不同聚合物组成:
环氧基/苯氧基-他们是基于双酚A和环氧氯丙烷反映物质的聚合物,类似于粘结剂中的环氧树脂,但分子量更高。
聚酰胺-很多种商用PA树脂可用作自粘涂料。
做配方的人就是要对他们在过去不使用的领域的应用作出评估。
不同树脂的混合物通常可获得特别的软化温度。
聚酯-线性聚脂是热塑的。
另外,不同的商用树脂可供制定配方这作选择。
自粘漆必须在线圈中得到可靠的粘结,但在成型收入线盘后又不能在因受热或受潮而粘结。
他们的热性能也意味着,在同一个炉膛中,要向他们不粘导轮和其他接触点,他们通常不直接涂在底漆上。
有时候,他们必须有单独的涂漆操作。
3、电磁线漆-溶剂化工甲酚/芳香烃
电磁线绝缘漆最常用的
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