耐局部放电性绝缘涂料、绝缘电线及它们的制造方法技术

本发明专利技术通过抑制二氧化硅间的凝集而使其高度均匀地分散，提供了可以抑制局部放电劣化的耐局部放电性绝缘涂料、使用该耐局部放电性绝缘涂料在导体上形成皮膜的绝缘电线、以及它们的制造方法。在以γ－丁内酯作为主溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂涂料中，混合以γ－丁内酯作为主分散介质的有机硅溶胶，使γ－丁内酯相对于全体溶剂的用量为５０～１００％，制备上述耐局部放电性绝缘涂料。在导体１上涂布、烧结该耐局部放电性绝缘涂料，形成耐局部放电性绝缘体皮膜２，从而得到绝缘电线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及使用γ-丁内酯作为溶剂成分、将聚酰胺酰亚胺树脂涂料和有机硅溶胶混合而得到的耐局部放电性绝缘涂料、使用该耐局部放电性绝缘涂料在导体上形成了皮膜的绝缘电线以及它们的制造方法。
技术介绍
所谓局部放电，是在电线、电缆等的绝缘体中或者线间存在微小的空隙时，在该局部会发生电场集中，产生微弱的放电。产生局部放电时，绝缘体会劣化，进而随着劣化的进行，可能会破坏绝缘性。特别是，对于被用作电动机和变压器等的线圈的卷线，具体为在导体上涂布、烧结树脂涂料而形成皮膜的漆包线，局部放电主要发生在线间(皮膜-皮膜间)或者对地间(皮膜-芯线间)，由电荷粒子的碰撞引起的树脂皮膜的分子链断裂、发热等成为主体，侵蚀皮膜，有可能导致绝缘破坏。另外，近年来在驱动为节省能源和可变速而使用的变频电动机等的系统中，经常会产生变频振荡(急剧的过电压)，引起绝缘破坏。现已知道，这种绝缘破坏也会由变频振荡产生的过电压引起局部放电，导致绝缘破坏。为了抑制这种局部放电侵蚀，已经知道有一种漆包线，该漆包线是利用在溶解于有机溶剂的耐热性树脂液中分散二氧化硅或二氧化钛等无机绝缘粒子而得到的树脂涂料形成绝缘体。上述无机绝缘粒子除了对漆包线赋予耐局部放电性以外，还有助于热传导率的提高、热膨胀的减少、强度的提高。作为在树脂溶液中分散无机绝缘粒子中的二氧化硅微粒的方法，已公开了在树脂溶液中添加、分散二氧化硅粒子粉末的方法以及将树脂溶液和硅溶胶混合的方法等(例如参照特开2001-307557号公报)。与添加二氧化硅粒子粉末的情况相比，使用硅溶胶时，易于混合，可以可以得到二氧化硅高度分散的涂料。但是，此时需要硅溶胶与树脂溶液的相溶性良好。
技术实现思路
将聚酰胺酰亚胺绝缘材料用作耐热高分子树脂时，作为将其溶解的溶剂，可举出N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基咪唑啉酮(DMI)等。一般使用以NMP为主体、并用DMF或芳香族烷基苯等稀释后的溶剂。但是，以往在使用这种以NMP为主体的溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂涂料中分散二氧化硅微粒时，二氧化硅微粒会凝集，致使分散不充分。电线皮膜的耐局部放电性和电线皮膜内的二氧化硅粒子的表面积存在相关关系，使用分散不充分、即凝集物多的二氧化硅分散树脂涂料形成皮膜时，皮膜的耐局部放电性会不充分。因此，需要使二氧化硅微粒不凝集且均匀地分散在皮膜中。另一方面，使用有机硅溶胶作为二氧化硅源时，可以使用将二氧化硅微粒分散在DMAC、DMF、醇、酮等有机溶剂中的溶胶。但是，这些有机硅溶胶与上述溶解于NMP中的聚酰胺酰亚胺树脂的相溶性差，容易产生凝集物。另外，即使在限定的条件下得到均匀的分散状态，长期保存性、稳定性、再现性也存在问题。因而，本专利技术的目的在于，通过抑制二氧化硅间的凝集而使其高度均匀地分散，提供可以抑制局部放电劣化的耐局部放电性绝缘涂料、使用该耐局部放电性绝缘涂料在导体上形成皮膜的绝缘电线以及它们的制造方法。为了实现上述目的，本专利技术的耐局部放电性绝缘涂料的特征在于，是通过溶剂分散聚酰胺酰亚胺树脂涂料和有机硅溶胶而形成，所述溶剂的全体成分中50～100％是γ-丁内酯。相对于上述聚酰胺酰亚胺树脂涂料的树脂成分，上述有机硅溶胶的二氧化硅成分的配合比优选为1～100phr，特别优选为3～70phr。这是由于，如果不足1phr，则几乎得不到耐局部放电性效果；如果超过100phr，则难以维持可挠性。为了有效地发挥耐局部放电性，优选上述有机硅溶胶的平均粒径为小于等于100nm。为了实现上述目的，可以在导体的表面形成由上述耐局部放电性绝缘涂料构成的耐局部放电性绝缘体皮膜，来制作绝缘电线。另外，为了实现上述目的，可以在导体的表面形成有机绝缘体皮膜，再在该有机绝缘体皮膜的表面形成由上述耐局部放电性绝缘涂料构成的耐局部放电性绝缘体皮膜，来制作绝缘电线。在上述耐局部放电性绝缘体皮膜的表面上还可以进一步设置有机绝缘体皮膜。再有，为了实现上述目的，本专利技术的耐局部放电性绝缘涂料的制造方法的特征在于，在以γ-丁内酯作为主溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂涂料中，混合以γ-丁内酯作为主分散介质的有机硅溶胶，使γ-丁内酯相对于全体溶剂的量为50～100％。优选上述聚酰胺酰亚胺树脂涂料的溶剂中60～100％为γ-丁内酯。优选上述有机硅溶胶的分散介质中80～100％为γ-丁内酯。此外，为了实现上述目的，本专利技术的绝缘电线的制造方法的特征在于，在以γ-丁内酯作为主溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂涂料中，混合以γ-丁内酯作为主分散介质的有机硅溶胶，使γ-丁内酯相对于全体溶剂的量为50～100％，从而制作耐局部放电性绝缘涂料，再在导体上涂布、烧结该耐局部放电性绝缘涂料而形成皮膜。另外，为了实现上述目的，本专利技术的绝缘电线的制造方法的特征在于，在以γ-丁内酯作为主溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂涂料中，混合以γ-丁内酯作为主分散介质的有机硅溶胶，使γ-丁内酯相对于全体溶剂的量为50～100％，从而制作耐局部放电性绝缘涂料，再在设置于导体表面的有机绝缘体皮膜上涂布、烧结该耐局部放电性绝缘涂料而形成皮膜。根据本专利技术，可以提供有机硅溶胶均匀地被分散、二氧化硅间不会产生凝集的耐局部放电性绝缘涂料。并且，通过使用有机硅溶胶均匀分散的耐局部放电性绝缘涂料而被覆导体，可以提供以二氧化硅被均匀分散的状态形成绝缘皮膜、不容易产生局部放电劣化的绝缘电线。其结果是，通过将该绝缘电线用于变频驱动系统，可以大幅度地提高电力机械的寿命。附图说明图1是表示本专利技术涉及的绝缘电线的一实施例的截面图； 图2是表示本专利技术涉及的绝缘电线的另一实施例的截面图；图3是表示本专利技术涉及的绝缘电线的又一实施例的截面图。符号说明1导体2耐局部放电性绝缘体皮膜3，4 有机绝缘体皮膜具体实施方式以下针对本专利技术的实施方式进行说明。<有机硅溶胶> 为了使皮膜有效地发挥耐局部放电性，本专利技术中使用的有机硅溶胶的粒径优选采用BET法得到的平均粒径为小于等于100nm，更优选小于等于30nm。小于等于30nm时，有机硅溶胶自身的透明性也会增加。作为有机硅溶胶的分散介质，通过以γ-丁内酯作为主成分，溶胶和树脂溶液的亲和性变得良好，从而可以抑制混合时的凝集或增稠。为了提高稳定性等，也可以将NMP和DMF等极性溶剂、芳香族烃或者低级醇等与γ-丁内酯同时混合，但是由于混合溶剂的比率越高，与树脂溶液的亲和性会变得越差，因此γ-丁内酯的比率优选为大于等于80％。上述有机硅溶胶可以通过例如溶剂置换由烷氧基硅烷的水解而得到的硅溶胶或者溶剂置换由离子交换水玻璃而得到的硅溶胶来获得。但是，有机硅溶胶并不限于上述的制造方法，可以通过已知的任何制造方法来制造。有机硅溶胶中的水分量根据用于分散的混合溶剂的组成可以适宜改变其范围，一般来说，如果过多，则溶胶的稳定性会降低，或者与树脂涂料的混合性会变差。因此，有机硅溶胶中的水分量优选为小于等于1.0％。被上述组成的溶剂分散的有机硅溶胶由于分散性优异，可以得到二氧化硅浓度大于等于20％的高浓度的有机溶胶。<聚酰胺酰亚胺树脂涂料> 对于聚酰胺酰亚胺树脂涂料，从特性、成本、材料的取得性等考虑，最常用的是在以NMP为主成分的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
耐局部放电性绝缘涂料，其特征在于，该耐局部放电性绝缘涂料是利用溶剂分散聚酰胺酰亚胺树脂涂料和有机硅溶胶而形成，所述溶剂的全体成分中５０～１００％是γ－丁内酯。

【技术特征摘要】
JP 2005-4-25 2005-1268101.耐局部放电性绝缘涂料，其特征在于，该耐局部放电性绝缘涂料是利用溶剂分散聚酰胺酰亚胺树脂涂料和有机硅溶胶而形成，所述溶剂的全体成分中50～100％是γ-丁内酯。2.根据权利要求1所述的耐局部放电性绝缘涂料，其特征在于，相对于所述聚酰胺酰亚胺树脂涂料的树脂成分，所述有机硅溶胶的二氧化硅成分的配比为1～100phr。3.根据权利要求1所述的耐局部放电性绝缘涂料，其特征在于，所述有机硅溶胶的平均粒径为小于等于100nm。4.绝缘电线，其特征在于，在导体的表面形成由权利要求1～3中任一项所述的耐局部放电性绝缘涂料构成的耐局部放电性绝缘体皮膜。5.绝缘电线，其特征在于，在导体的表面形成有机绝缘体皮膜，并在该有机绝缘体皮膜的表面形成由权利要求1～3中任一项所述的耐局部放电性绝缘涂料构成的耐局部放电性绝缘体皮膜。6.根据权利要求4或5所述的绝缘电线，其特征在于，在所述耐局部放电性绝缘体皮膜的表面进一步设置有机绝缘体皮膜。7.耐局部放电性绝缘涂料的制造方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池英行，行森雄三，
申请(专利权)人：日立卷线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]