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安徽亨利儀表電纜有限公司
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繞組線用絕緣漆的發(fā)展
2017-5-27 閱讀(608)
我國(guó)繞組線市場(chǎng),有總趨勢(shì)是穩(wěn)中有升。這種情況的根本原因是繞組線作為國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)材料,處于*的地位,特別是由于城鄉(xiāng)人民生活條件的改善,家用電器的增多,與之配套的電機(jī)、電器、通訊器材等所需的繞組線必然增加。可以肯定的說(shuō),只要國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),繞組線的國(guó)內(nèi)需求量必呈上升趨勢(shì)。而且,由于我國(guó)是幅員遼闊,人口眾多的發(fā)展中國(guó)國(guó)家、正是發(fā)達(dá)國(guó)家心目中繞組線生產(chǎn)和貿(mào)易的地區(qū)。近年來(lái)國(guó)外獨(dú)資企業(yè)在我國(guó)逐步出現(xiàn)就是的證明。據(jù)報(bào)告,*繞組線銷(xiāo)售量約41%在亞洲,而其中又以中國(guó)為99%大,約占亞洲市場(chǎng)的28.5%。因此可以預(yù)料,若干年后中國(guó)將可能成為世界繞組線生產(chǎn)和貿(mào)易的主要地區(qū)。相應(yīng)的也可以說(shuō),中國(guó)將可能成為世界繞組線用絕緣漆的99%大市場(chǎng)。
二、從繞組線質(zhì)量看絕緣漆的性能
由電機(jī)電器等使用部門(mén)反饋,我國(guó)繞組線與國(guó)家主要差距,大致可歸納為:
1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差別:我國(guó)繞組線以B級(jí)聚酯漆包線和醇酸樹(shù)脂粘結(jié)的玻璃絲包線為主,占繞組線總量的85%左右,而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,以F級(jí)及以上產(chǎn)品為主。
2.性能均勻性差、加工性差,具體表現(xiàn)為: ⑴尺寸不均勻(包括導(dǎo)體尺寸及幾何形狀,絕緣厚度及同心度,外部尺寸);
?、菩阅埽ㄌ貏e是電性能和表面)不穩(wěn)定,不均勻;
?、蔷砝@加工性能差,剛性大、柔韌性差。
事實(shí)上,我國(guó)引進(jìn)的某些電氣產(chǎn)品生產(chǎn)線中所使用的繞組線如微細(xì)漆包線、高性能自粘性復(fù)合漆包線等大部分仍需要進(jìn)口,因?yàn)閲?guó)產(chǎn)品常因上述質(zhì)量問(wèn)題,無(wú)法使用。
繞組線生產(chǎn)純粹是一種加工工業(yè),其性能和質(zhì)量*取決于使用的材料(導(dǎo)體和絕緣)及加工方式(裝備和工藝)。在這里,我們不得不提到我國(guó)絕緣漆的質(zhì)量存在著嚴(yán)重的問(wèn)題。難怪進(jìn)的繞組線生產(chǎn)廠寧愿使用進(jìn)口的絕緣漆。
三、提高質(zhì)量意識(shí),積極參與化進(jìn)程
回顧我國(guó)繞組線發(fā)展的歷程,在80年代的技術(shù)引進(jìn)熱潮中,部局組織絕緣漆制造技術(shù)方面的引進(jìn),全國(guó)性就有兩次。一是哈爾濱絕緣材料廠和常州絕緣材料廠為主,桂林電科所和上海電纜研究所參加的從聯(lián)邦德國(guó)Dr.Beek公司引進(jìn)F、H級(jí)絕緣漆的制造,一是以沈陽(yáng)電纜廠、上海電磁線廠,上海電工機(jī)械廠和上海電纜研究所組成的從意大利SICME公司引進(jìn)漆包線全套制造技術(shù),其中包括從SIVA廠引進(jìn)漆包線漆的制造技術(shù)。以后隨著改革開(kāi)放的進(jìn)展,逐步向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變,各地各企業(yè)也有一些絕緣漆配方和制造技術(shù)的引進(jìn),并有中外合資銅陵西瓦絕緣公司等的建立。我國(guó)繞組線絕緣漆的制造技術(shù)有了一定的提高。但是,從總體來(lái)說(shuō),到目前為止,我國(guó)絕緣漆的質(zhì)量水平仍落于*水平。
經(jīng)濟(jì)化是當(dāng)今世界發(fā)展的客觀進(jìn)程,是在現(xiàn)代高科技的條件下經(jīng)濟(jì)社會(huì)化和化的歷史新階段。目前實(shí)力強(qiáng)大的企業(yè)實(shí)行世界性兼并,這在絕緣行業(yè)已很明顯,與我們有關(guān)的如意大利Deatech-SIVA公司、德國(guó)Dr.Wiedeking公司、奧地利Rembrantin公司、美國(guó)P.D.George公司等已并入德國(guó)Altana集團(tuán),德、英Dr.Beck公司已與美國(guó)Schenectady合并。而國(guó)外企業(yè)在中國(guó)大地的競(jìng)爭(zhēng)我們?cè)缫延X(jué)察。
化帶來(lái)新的機(jī)遇和嚴(yán)峻挑戰(zhàn),中國(guó)加入WTO后,在我們絕緣漆行業(yè),將產(chǎn)生何種影響,這是我們關(guān)心的問(wèn)題??磥?lái)不管怎樣,這里的競(jìng)爭(zhēng)激烈程序,將會(huì)超過(guò)繞組線。在這樣的新情況下,預(yù)料未來(lái)五至十年,我國(guó)絕緣漆行業(yè),將要發(fā)生巨大的變化。在公開(kāi)的殘酷的競(jìng)爭(zhēng)中,有遠(yuǎn)見(jiàn)的企業(yè)家必須使自己的企業(yè)盡快向*水平靠攏,必須提高質(zhì)量意識(shí),在技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新上,跨出更大的步伐,以保證自己處于不敗的地位。
繞組線的制造涉及較多的學(xué)科,可以說(shuō)是邊緣學(xué)科的一種產(chǎn)物,而絕緣漆的制造是線纜行業(yè)中技術(shù)密集的部分,大體屬于化學(xué)化工領(lǐng)域。圍繞我國(guó)繞組線質(zhì)量水平低下、性能穩(wěn)定性、均勻性差的問(wèn)題,在絕緣漆制造上,談及技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新能力,就必須充分運(yùn)用化學(xué)化工的科技成果,這主要包括:
⑴原材料的質(zhì)量控制;
⑵的配方技術(shù);
?、枪に囘^(guò)程的精密控制;
?、确磻?yīng)終點(diǎn)的判斷;
⑸后處理及添加劑的選擇。
在99%終聚合物和絕緣漆產(chǎn)品上,突出表現(xiàn)在分子量及其分布。只有合適的分子量及其均勻分布才可能有漆膜的均勻性能,保證繞組線具有穩(wěn)定而均勻的性能。
這方面,另一個(gè)值得注意的普遍問(wèn)題是表面潤(rùn)滑。近年來(lái)由于現(xiàn)代高速繞線機(jī)的應(yīng)用和電機(jī)線槽尺寸的更加緊湊,對(duì)繞組線的繞線性(Windability)和嵌線性(Insertability)提出了很高的要求,在美、日、歐進(jìn)行了加工性能(Workability)和模擬測(cè)試設(shè)備的廣泛研究。從材料角度說(shuō),其實(shí)質(zhì)問(wèn)題是表面的潤(rùn)滑性。可以想象,同樣漆種的繞組線,漆膜潤(rùn)滑性較好的產(chǎn)品,必將在市場(chǎng)上取得優(yōu)勝地位。提高繞組線表面潤(rùn)滑性的方法很多,基本上可歸納為二:一是對(duì)繞組線表面進(jìn)行處理,二是改進(jìn)絕緣漆膜本身的潤(rùn)滑性,而以后者更為本質(zhì),更受歡迎。
這是對(duì)所有漆種的要求,從聚酯漆到高熱級(jí)的聚酰胺酰亞胺漆,都存在著改善和提高漆膜潤(rùn)滑性的需要。
四、幾個(gè)產(chǎn)品發(fā)展的展望
1.聚酯漆
雖然從工業(yè)國(guó)家80~90年代發(fā)展情況看,F(xiàn)、H級(jí)及以上耐熱漆包線的比例快速上升,我國(guó)這段時(shí)間的發(fā)展也已有增高趨勢(shì),但我國(guó)以B級(jí)聚酯漆包線及玻璃絲包線為主的局面,估計(jì)并不是很快就能改變。
基本上可以肯定的說(shuō),在未來(lái)五至十年中我國(guó)將仍然維持著大量小企業(yè)共同生產(chǎn)B級(jí)繞組線的局面。然而,社會(huì)畢竟是發(fā)展的,以科技進(jìn)步為基礎(chǔ)的質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)將是新世紀(jì)中涉及企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵。對(duì)聚酯漆來(lái)說(shuō),首先要穩(wěn)定和提高質(zhì)量,然后要跟上產(chǎn)品發(fā)展的潮流。例如,近幾年已有使用單位提出聚酯漆包線表面的潤(rùn)滑問(wèn)題,因此所謂的改性不單局限于熱級(jí),而是包含滿足隨時(shí)出現(xiàn)的使用上所需要的性能要求,這部分或全部落在絕緣漆的制造上,這也是老產(chǎn)品煥發(fā)青春提高經(jīng)濟(jì)效益的途徑。
2.F、H級(jí)及以上耐熱性漆
從當(dāng)前世界繞組線產(chǎn)品的情況看,F(xiàn)、H級(jí)應(yīng)成為本行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品,因此改性聚酯漆、聚酯酰亞胺漆、聚酯酰胺酰亞胺漆等必將逐步加快發(fā)展,99%后從產(chǎn)量上超過(guò)聚酯漆。前些年,在全國(guó)范圍內(nèi)曾出現(xiàn)漆膜性能不穩(wěn)定(主要是存放后擊穿電壓下降),經(jīng)過(guò)有意識(shí)或無(wú)意識(shí)的全行業(yè)攻關(guān),已得出技術(shù)結(jié)論,現(xiàn)在可以說(shuō)已經(jīng)穩(wěn)定。但個(gè)別企業(yè)仍出現(xiàn)不穩(wěn)定情況,從絕緣材料角度講應(yīng)該檢查自己的配方及制造工藝,或幫助制線廠提高和改進(jìn)涂制工藝。
聚酯酰亞胺漆和聚酰胺酰亞胺漆是通用型高性能復(fù)合涂層漆包圓線的主要原料,也應(yīng)是扁線漆的主要品種,近年來(lái)還需部分進(jìn)口。一般說(shuō),聚酰胺酰亞胺漆和聚酰亞胺漆,已經(jīng)滿足耐熱性繞組線制造上的需要,但實(shí)際上,隨著工業(yè)的發(fā)展使用上的需要是無(wú)止境的。例如,聚酰亞胺漆包線可使用于220℃,短期使用于350℃,但在更高的溫度下就難于應(yīng)付。硼硅氧烷制成的線就是替代的例子,它可在450℃下工作,這是由于B-O高能鍵(128kcal/mol)具有良好的耐高溫性。其結(jié)構(gòu)為:
這說(shuō)明在耐熱性漆方面并無(wú)極頂可言。此外,我國(guó)繞包線粘結(jié)漆,目前大部分仍采用2240#醇酸樹(shù)脂漆,雖曾研制F、H級(jí)粘結(jié)漆,但應(yīng)用量不大,特別是H級(jí)粘結(jié)漆在特種高溫電機(jī)電器上用量不大。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整意義上講,今后有必要擴(kuò)大F、H級(jí)及以上耐熱性粘結(jié)漆的應(yīng)用。
3.自粘性漆
自粘性漆包線99%初使用在黑白電視機(jī)的偏轉(zhuǎn)線圈,后來(lái)電視機(jī)由黑白到彩色,發(fā)展至大屏幕,無(wú)例外的采用自粘性線,因?yàn)檫@些線圈形狀復(fù)雜。控制微電機(jī)通常在自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)算裝置中作檢測(cè)、放大、執(zhí)行和解算工具,其基本要求是高可靠性、高精度和快速響應(yīng),這些電機(jī)的繞組,如伺服電機(jī)的無(wú)骨架杯形線圈,用了自粘性線才能達(dá)到技術(shù)要求。一般電機(jī)線圈的制造,要經(jīng)過(guò)預(yù)烘、浸漆、滴干和烘干等工序,除化費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間,還需要龐大浸漬設(shè)備,既耗費(fèi)浸漬漆,還嚴(yán)重污染車(chē)間環(huán)境,因此作為工藝改造在普通的電機(jī)、微電機(jī)中也使用自粘性線,其優(yōu)點(diǎn)不但在工藝上的*性,還能改善線圈的整體性,提高線圈的質(zhì)量。80~90年代,自粘性漆包線已成功地?cái)U(kuò)大應(yīng)用于三相電動(dòng)機(jī)、密封電機(jī)和變壓器中。至于家電(如吸塵器、微波爐等)、音響設(shè)備等各個(gè)方面,更是自粘性線的常用場(chǎng)合。同時(shí)自粘性漆層材料也從縮丁醛、聚酯、環(huán)氧等發(fā)展到脂族聚酰胺、聚酯酰亞胺和芳族聚酰胺等品種上。
我國(guó)自粘性漆有少量生產(chǎn),但性能要求較高的品種主要還依賴于進(jìn)口。
4.可焊性漆
可焊性漆包線使用范圍很大,凡是不宜用機(jī)械和化學(xué)方法去漆的電機(jī)、電器、儀表、電訊器材線圈的制造都可使用。
80年代前直焊性漆包線只有聚氨酯線,熱級(jí)為A和E,焊錫溫度一般為375℃,以后發(fā)展為B、F級(jí),直到H級(jí)。90年代出現(xiàn)了可焊性聚酯和聚酯亞胺、熱級(jí)分別為B級(jí)和H級(jí),焊錫溫度相應(yīng)的提高到475℃以上。
可焊性漆包線在工業(yè)國(guó)家是漆包線的一個(gè)主要品種,如日本1997年已占全國(guó)產(chǎn)量的20%。
我國(guó)可焊性漆包線1990年代也有了較快的發(fā)展,有的廠幾乎全部生產(chǎn)可焊性線。但就全國(guó)的產(chǎn)品比例來(lái)說(shuō),還是很小,估計(jì)不到5%。而可焊性聚酯亞胺線雖已研制成功,但尚未形成生產(chǎn)規(guī)模。在性能方面,主要問(wèn)題是工藝性和焊錫性能差,因此每年還要大量進(jìn)口可焊性漆。
可見(jiàn),我國(guó)可焊性漆在數(shù)量上今后將會(huì)上升,質(zhì)量還有待提高。
因此變頻調(diào)速將逐步取代直流調(diào)速,在冶金、礦山、石油、機(jī)械、造紙、電力、鐵路、化工、電梯、家電等需要調(diào)速的領(lǐng)域,擴(kuò)大應(yīng)用。然而隨著變頻電機(jī)應(yīng)用的迅速擴(kuò)大,其使用壽命問(wèn)題卻日益突出。采用IGBT(絕緣柵雙極性晶閘管)技術(shù)的PWM(脈沖寬度調(diào)制)型變頻器后,經(jīng)常發(fā)生電動(dòng)機(jī)絕緣系統(tǒng)的過(guò)早損壞。
有時(shí)絕緣壽命只有1-2年,有時(shí)甚至只有幾個(gè)月絕緣就損壞了。研究絕緣系統(tǒng)損壞的機(jī)理成為絕緣工作者的當(dāng)任不讓的事?,F(xiàn)在一般認(rèn)為,這不是單一因素引起的,而是由局部放電、局部介質(zhì)發(fā)熱和空間電荷積聚等多種因素綜合造成的。而作為絕緣系統(tǒng)的重要組成部分的繞組線絕緣的損壞是主要原因之一。繞組線絕緣在變頻條件下的耐局部放電性(耐電暈性)是其中的關(guān)鍵問(wèn)題。
近年來(lái)工業(yè)國(guó)家為了適應(yīng)變頻電機(jī)的發(fā)展,開(kāi)發(fā)了繞組線的新絕緣品種。 如Dupont公司推出了耐電暈性能優(yōu)良的KaptonCR薄膜,PhelpsDodge公司新近也將一種新型漆包線TZQS推向市場(chǎng)。據(jù)介紹,使用這種線制造的變頻電機(jī)其壽命可大大提高。此外P.D.Geordge公司據(jù)稱已能提供抗電暈漆,Herberts公司也作過(guò)研究性介紹。
在我國(guó)IGBT變頻電機(jī)的生產(chǎn)已經(jīng)起步,變頻調(diào)速取代直流調(diào)速,已是重點(diǎn)推廣的高新技術(shù)之一。適用于變頻電機(jī)使用的耐電暈繞組線已在開(kāi)發(fā),
可以預(yù)料抗電暈漆將是很有發(fā)展前途的新品種。
6.適用環(huán)境保護(hù)的品種
繞組線絕緣漆目前世界上幾乎全是有溶劑漆,不但無(wú)謂地耗用了有機(jī)溶劑,而且在制造和使用中嚴(yán)重污染環(huán)境,造成對(duì)生物(人類(lèi)及動(dòng)植物)的傷害。來(lái)人們致力于消除這種傷害的努力,尤其是近年來(lái)ISO14000的提出將會(huì)大大促進(jìn)這種努力。下面大致歸納這方面的試驗(yàn)研究及試制情況,作為工業(yè)性推廣,尚需一定的時(shí)間。預(yù)計(jì),在未來(lái)五年至十年,可能會(huì)有某些品種推向市場(chǎng)。