包括苯并咪唑基聚合物涂层的耐热扁平电线制造技术

一种具有基本矩形截面的扁平电线（１０，２０），由圆截面导电体（１６）制备，首先用苯并咪唑基聚合物（１７）涂覆该导体，然后滚轧涂覆的导体（１５），从而得到扁平电线。由此制备的扁平电线（１０，２０）具有高耐热性和高耐电介质击穿性，用于磁线圈时可避免错位和滑动。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐热扁平电线。例如，它可以用于要求高度耐热的电缆线。本专利技术还涉及这种耐热电线的制造方法及其用途。例如将基本呈矩形截面的扁平电线(下文记作“扁平电线”)，应用于各种电器的磁线圈。电线的形状防止因磁场变化导致电线的错位和滑动。现有技术已有一些扁平电线，如聚酰亚胺涂层电线，瓷漆涂层电线，高耐热胶接瓷漆涂层电线等等。近年来在电器制造和高密度组装技术方面已取得长足发展。这一现象已产生了对电器中所用零部件应当耐热的要求。但是，聚酰亚胺涂层扁平电线、瓷漆涂层电线或高耐热胶接瓷漆涂层电线的最高工作温度分别是250℃、150到220℃和220℃。这样的耐热水平还不能满足上述要求。在扁平电线的一种公知制造过程中，首先将圆形截面导体滚轧为具有近似矩形截面的导体，然后用清漆溶液涂布扁平导体并烘烤，以得到经涂覆的扁平导体。一种苯并咪唑基聚合物清漆溶液可以用于这种公知方法来得到用聚合物PBI反应产物涂覆的扁平导体。但是，在扁平导体上涂覆苯并咪唑基聚合物漆并不总是得到均匀一致的涂层。特别是扁平导体的角或拐角部分趋于形成较薄涂层或针孔，它们将使电线不耐高电压。另外，美国专利5,483,021公开一种工艺，首先涂镀圆形截面导体，尔后滚轧为扁平导体。但是，这种工艺与耐腐蚀材料的涂镀有关；该专利技术有关的机械问题本领域并未解决。因此本专利技术目的是提供一种高度耐热并避免上述缺陷的扁平导体或电线。另一个目的是提供该扁平导体或电线的一种方便的制造方法。再一个目的是提供这种导体或电线的用途。至此，本专利技术提供了一种基本呈矩形截面的扁平电线，所述电线包括至少含有一种导电部件的扁平拉长元件；和一种绝缘涂层，所述涂层由苯并咪唑基聚合物组成。苯并咪唑基聚合物优选为由多个化学式(1)所示聚合物反应可得到的产物 其中R选自氢原子和具有1-4个碳原子的烷基；m是至少等于5的整数并且要进行选择以得到溶剂可溶的聚合物。m的最大值约为3500。扁平拉长元件可以是电线，也可以是用绝缘层涂覆的电线。本专利技术还提供一种制备基本呈矩形截面的扁平电线的方法，该电线包括至少含有一种导电部件的扁平拉长元件；和一种绝缘涂层，该涂层由苯并咪唑基聚合物组成，该方法包括的步骤如下a)将多种苯并咪唑基聚合物溶于溶剂从而得到一种清漆溶液；b)提供一种基本圆形截面的拉长元件；c)将清漆溶液涂覆到该拉长元件上，得到侧面被清漆溶液涂覆的拉长元件；d)烘烤涂覆了清漆的拉长元件，使多种苯并咪唑基聚合物反应，从而使拉长元件被反应所得的产物涂覆；e)适当地重复步骤c)和d)；和f)滚轧具有基本圆形截面的经涂覆拉长元件，从而得到用多种苯并咪唑基聚合物的反应产物涂覆的扁平电线，该电线具有基本矩形的截面。用于步骤a)的溶剂优选碱性溶剂。该方法可进一步包括在步骤a)的清漆溶液中添加自由基聚合引发剂。用于步骤a)的多种苯并咪唑基聚合物优选具有化学式(1) 其中，R选自氢原子和具有1-4个碳原子的烷基；m是至少等于5的整数并进行选择以得到溶剂可溶的聚合物。m的最大值约为3500。具有基本圆形截面的拉长元件可以是电线或被绝缘层涂覆的电线。本专利技术进一步提供具有基本矩形截面并且耐温超过大约350℃和耐高电压的扁平电线，该电线包括至少含有一种导电部件的扁平拉长元件；和一种绝缘涂层，该涂层由苯并咪唑基聚合物组成，该扁平电线通过包括下列步骤的方法得到a)将多种苯并咪唑基聚合物溶于溶剂从而得到一种清漆溶液；b)提供一种基本圆形截面的拉长元件；c)将清漆溶液涂覆到该拉长元件上，得到侧面被清漆溶液涂覆的拉长元件；d)烘烤涂覆了清漆的拉长元件，使多种苯并咪唑基聚合物反应，从而使拉长元件被反应所得的产物涂覆；e)适当地重复步骤c)和d)；和f)滚轧具有基本圆形截面的漆涂覆拉长元件，从而得到用多种苯并咪唑基聚合物的反应产物涂覆的扁平电线，该电线具有基本矩形的截面。苯并咪唑基聚合物优选为由具有化学式(1)的多种聚合物反应所得的产物。具有基本圆形截面的拉长元件可以是电线或用一种绝缘层涂覆的电线。本专利技术扁平电线可在飞机的电路、高电压应用、通讯中用作电缆或制作电热器。迄今为止，还没有在超过350℃使用的绝缘涂层出售。由苯并咪唑基聚合物反应形成的绝缘涂层有显著的耐温特点，可耐超过350℃的温度，甚至在有限时间内，可耐760℃。另外，用常规耐热材料涂覆的扁平线不能按照本专利技术的方法制造，因为涂层对圆线材的作用不能承受随后的机械滚轧。本专利技术采用的方法有效和意想不到地消除了现有技术公知的缺陷。参照附图，从以下作为非限制性实施例而给出的优选实施方案详述中，使本专利技术的上述目的及其他目的、特征和优点更加明了。其中附图说明图1是按照本专利技术用苯并咪唑基聚合物涂覆的扁平电线的剖面图；图2是对电线涂覆清漆和随后烘烤的工艺示意图；图3是滚轧前已涂覆圆形电线的剖面图；图4是滚轧圆形电线的滚轧装置；图5是电线材在滚轧过程中的剖面图；图6是依照本专利技术用苯并咪唑基聚合物涂覆的涂有绝缘层的扁平电线的剖面图。图1呈现的扁平电线10包括具有基本矩形截面的导电部件11，和环绕线材涂覆的苯并咪唑基聚合物(下文写作“聚合物PBI”)绝缘涂层12。导电部件11可包括铜线、镍铬线、不锈钢线或其他导电材料。聚合物PBI溶于一种特定溶剂以提供一种PBI清漆溶液。当PBI具有低聚合度时优选加入自由基聚合引发剂。制备清漆溶液的溶剂包括碱性溶剂诸如二甲基乙酰氨(DMA)、二甲基甲酰氨(DMF)、砒啶等，或一种氢键屏蔽溶剂诸如二甲亚砜(DMSO)等。清漆的浓度在每单位体积的1％-80％重量之间变化，优选范围是5％-40％(w/v)。自由基聚合引发剂可包括，例如过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二叔丁酸邻苯二甲酸酯、偶氮-双-异丁腈、苯基偶氮烷基磺酸、N-亚硝基-N-酰基化合物等。自由基聚合引发剂加入PBI清漆溶液是为了中和阻聚剂，该阻聚剂存在于用作清漆溶剂的DMA等溶液中，并使PBI分子集聚。这种添加可以促进PBI在烘烤温度下发生的交联反应(下面讨论)，生成足够耐性的PBI涂层。PBI清漆溶液用于圆形截面电线，通过烘烤而固着在电线上。这样的处理一般要重复进行。图2表示实际用于此目的的装置，它由烘烤炉1、涂漆设备2、连续退火炉3和卷线设备4组成。存这个装置中，拉出缠绕在卷线设备4上的线材5(如导体或已涂覆的导体)，随后在连续退火炉3中退火，送入涂漆设备2将清漆溶液涂覆到线材上，然后送到烘烤炉1，经烘烤使清漆粘附在线材上。烘漆后的线材重复通过涂漆设备2和烘烤炉1的加工过程。如图3所示，具有导电部件16和PBI涂层17的圆截面线材15由引出设备6拉出。按照一般掌握的加工过程，当圆截面导体16的直径小于0.6mm时，涂漆设备可以是横式炉，而当直径大于0.6mm时，可用竖式炉。通过根据具体情况选择炉子的类型，这一原则可用于本专利技术PBI的涂覆和烘烤。这一原则也适用于根据将要烘烤的清漆溶液类型、烘烤炉的类型等适当地改进涂覆次数、烘烤温度、涂漆速度等。涂覆次数可以是1-几百次，但较为合适的是2-20次。烘烤温度可以选择室温-1000℃，但优选500℃-800℃。然后，由圆形导体16和PBI涂层17构成的圆形截面电线15经滚轧得到具有近似矩形截面的扁平电线10。圆截面电线15的滚轧装置实例如图4和图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有基本矩形截面的扁平电线（１０，２０），所述电线（１０，２０）包括至少含有一种导电部件的扁平拉长元件（１１）；和一种绝缘涂层（１２，２３），其特征在于所述涂层（１２，２３）由苯并咪唑基聚合物组成。

【技术特征摘要】
JP 1996-2-29 43031/961.一种具有基本矩形截面的扁平电线(10，20)，所述电线(10，20)包括至少含有一种导电部件的扁平拉长元件(11)；和一种绝缘涂层(12，23)，其特征在于所述涂层(12，23)由苯并咪唑基聚合物组成。2.权利要求1的扁平电线(10，20)，其中所述苯并咪唑基聚合物是由具有化学式(1)的多种聚合物反应得到的产物其中R选自氢原子和具有1-4个碳原子的烷基；m是至少等于5的整数并且要进行选择以得到溶剂可溶的聚合物。3.权利要求1或2的扁平电线(10，20)，其中所述扁平拉长元件(11)是一种电线或者是用绝缘层(22)涂覆的电线(21)。4.一种制备具有基本矩形截面电线(10，20)的方法，所述电线(10，20)包括至少含有一种导电部件的扁平拉长元件(11)；和一种绝缘涂层(12，23)，其特征在于所述涂层(12，23)由苯并咪唑基聚合物组成，并且所述方法包括如下步骤a)将多种苯并咪唑基聚合物溶于溶剂从而得到一种清漆溶液；b)提供一种具有基本圆形截面的拉长元件(16)；c)将清漆溶液涂覆该拉长元件(16)，得到侧面被清漆溶液涂覆的拉长元件(16)；d)烘烤所述涂覆了清漆的拉长元件(16)，使多种苯并咪唑基聚合物反应，从而使拉长元件(16)被反应所得的产物(17)涂覆；e)适当地重复步骤c)和d)；和f)滚轧具有基本圆形截面的所述经涂覆的拉长元件(15)，从而得到用所述多种苯并咪唑基聚合物的反应产物涂覆的扁平电线(10，20)，该电线(10，20)具有基本矩形的截面。5.权利要求4的方法，其中所述的用于步骤a)的溶剂是一种碱性溶剂。6.权利要求4或5的方法，进一步包括在步骤a)所用的清漆溶液中添加自由基聚合引发剂的步骤。7.权利要求4-6中任一项的方法，其中所述的用于步骤a)的多种苯并咪唑聚合物具有化学式(1)其中，R选自氢原子和具有1-4个碳原子的烷基；m是至少等于5的整数并...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西靖彦，松本慎一，
申请(专利权)人：住友电装株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]