聚合物绝缘膜制造技术

适用于电磁线、电机和其他应用的绝缘膜可包括由挤出材料形成的至少一个层。挤出材料可以包括第一聚合物材料和不同于第一聚合物材料的第二聚合物材料的混合物。第一聚合物材料可包括聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚醚酮酮、聚苯砜、聚苯硫醚或聚苯并咪唑中的一种，并且第二聚合物材料可包括聚苯砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚碳酸酯或聚酯中的一种。聚碳酸酯或聚酯中的一种。聚碳酸酯或聚酯中的一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物绝缘膜
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月2日提交的标题为“Polymeric Insulating Films”的，序列号为62/909268的的美国临时专利申请的优先权。本申请还涉及于2020年3月26日提交的标题为“Magnet Wire with Thermoplastic Insulation”的序列号为16/831141的美国专利申请，其要求于2019年3月29日提交的标题为“Magnet Wire with Thermoplastic Insulation”的序列号为62/826605的美国临时专利申请的优先权。这些申请中的每一个通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术的实施例大体上涉及聚合物绝缘膜，并且，更特别地涉及由热塑性材料的混合物(blend)形成的聚合物绝缘膜。

技术介绍

[0004]绝缘膜用于各种各样的应用中。例如，绝缘膜用作电磁线(也称为绕组线或磁性绕组线)上的绝缘包裹物，用作电动机、变压器和其他电气设备中的相和槽绝缘，和/或用作印刷电路板中的绝缘层。常规绝缘膜通常由相对高性能的材料形成。常规绝缘膜的示例包括由芳族聚酰胺聚合物形成的膜(例如，由DuPont制造的膜、芳族聚酰胺等)和由其他高性能热塑性树脂(例如聚醚醚酮(“PEEK”))形成的膜。
[0005]然而，常规的高性能热塑性塑料是昂贵的并且增加了绝缘膜的成本。还可以将绝缘性能提高到超过常规热塑性树脂所提供的绝缘性能。因此，存在改进的聚合物绝缘膜的机会，并且更具体地，包括由两种或更多种树脂或材料的各种混合物形成的热塑性层的改进的聚合物绝缘膜。
附图说明
[0006]参考附图阐述了详细的说明书。在附图中，附图标记的最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目；然而，各种实施例可以利用除了图中所示的元件和/或部件之外的元件和/或部件。另外，提供附图是为了说明本文描述的示例实施方式，而不旨在限制本公开的范围。
[0007]图1A
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1C是根据本公开的说明性实施方式的示例聚合物绝缘膜的横截面图。
[0008]图2A
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2B是根据本公开的说明性实施方式的可用于形成聚合物绝缘膜的示例系统的示意图。
[0009]图3是根据本公开的说明性实施方式的形成聚合物绝缘膜的示例方法的流程图。
[0010]图4是根据本公开的说明性实施方式的包括至少一个聚合物绝缘膜的示例性电磁线的透视图。
[0011]图5A
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5D是根据本公开的说明性实施方式的包括至少一个聚合物绝缘膜的示例性电磁线构造的横截面图。
[0012]图6是根据本公开的说明性实施方式的包括至少一个聚合物绝缘膜的示例电气设备部件的横截面视图。
具体实施方式
[0013]本公开的各种实施方式涉及聚合物绝缘膜，其包括由两种或更多种聚合物材料的聚合物混合物(blend)或混合体(mixture)形成的一个或多个层。换句话说，膜层可以包括至少第一聚合物材料和不同于第一聚合物材料的第二聚合物材料。在某些实施方式中，聚合物绝缘膜(或膜)可以用单层形成，并且单层可以由聚合物混合物形成。在其他实施方案中，膜可以形成有多个层，并且至少一个层可以由聚合物混合物形成。例如，膜可以包括多个绝缘材料层，并且多个绝缘层中的一个可以由聚合物混合物形成。作为另一个实施例，膜可以包括多个绝缘材料层，每个绝缘材料层由相应的聚合物混合物形成，并且相应的聚合物混合物可以包括类似的材料、不同的材料和/或不同的混合比。
[0014]本公开的其他实施方式涉及用于形成聚合物绝缘膜的方法，所述聚合物绝缘膜包括由聚合物混合物形成的一个或多个层。可以提供两种或更多种聚合物材料用于聚合物混合物并用于挤出膜层。在某些实施方案中，膜层可用于形成单层膜。在其他实施方案中，膜层可以与多层膜中的一个或多个其他层组合。
[0015]在各种实施方案中，可以根据需要将各种合适的材料和/或材料的组合掺入聚合物混合物中。可包含在混合物中的合适材料的实施例包括但不限于聚醚醚酮(“PEEK”)、聚醚酮酮(“PEKK”)、聚芳醚酮(“PAEK”)、聚醚酰亚胺(“PEI”)、聚苯砜(“PPSU”)、聚醚砜(“PESU”)、聚苯硫醚(“PPS”)、聚苯并咪唑(“PBI”)、聚碳酸酯、一种或多种聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)等)、一种或多种共聚酯、聚酰胺和/或热塑性聚酰亚胺(“TPI”)。另外，两种或更多种聚合物材料可以以任何合适的混合速率或比率混合或混合在一起。例如，每种聚合物材料可构成聚合物混合物的约1.0重量％至约99.0重量％。在某些实施方案中，每种聚合物材料可构成聚合物混合物的约5.0重量％至约95.0重量％。在其他实施方案中，每种聚合物材料可构成聚合物混合物的约10.0重量％至约90.0重量％。掺入混合物中的聚合物材料和材料的相对量可以基于多种合适的因素来选择，包括但不限于材料的成本、加工特性、所需的介电击穿、所需的局部放电起始电压(“PDIV”)、所需的切穿、所需的热老化性能、所需的温度额定值(temperature rating)等。本文更详细地描述了可以使用的几种示例性混合物。
[0016]根据需要，在各种实施方案中，可以将一种或多种添加剂掺入聚合物混合物中。例如，可以将一种或多种增容剂添加到聚合物混合物中以增加聚合物混合物的稳定性。在其他实施方案中，可以在不使用增容剂的情况下形成稳定的聚合物混合物。作为另一个实例，可以将一种或多种合适的填充材料添加到混合物中。合适的填充材料的示例包括但不限于无机材料，例如合适材料(例如铝、锡、硼、锗、镓、铅、硅、钛、铬、锌、钇、钒、锆、镍等)的金属、过渡金属、镧系元素、锕系元素、金属氧化物和/或水合氧化物；合适的有机材料，例如聚苯胺、聚乙炔、对位聚苯(polyphenylene)、聚吡咯、其他导电颗粒；和/或任何合适的材料组合。在某些实施例中，填充材料可以增强耐电晕性和/或一种或多种热性质(例如，耐温性、耐切割性、热冲击等)。填充材料的颗粒可以具有任何合适的尺寸，并且可以利用填充材料和聚合物材料之间的任何合适的混合比。
[0017]作为由聚合物混合物形成一层或多层聚合物绝缘膜的结果，相对于利用某些高性能热塑性聚合物(例如PEEK)的常规膜，可以降低膜的成本。例如，聚合物混合物可以提供与PEEK类似的性能(例如，PDIV、介电击穿、温度额定值等)，同时具有较低的总体材料成本。某些聚合物混合物可提供相对于常规热塑性聚合物(例如PEEK)改进的电性能(例如，介电击穿、PDIV等)、温度性能和/或机械性能。在某些情况下，使用聚合物混合物还可以提供更快的加工时间。
[0018]另外，在某些实施方式中，可以将至少一层导电材料结合到膜中。例如，导电材料层可以形成在下面的或基础绝缘层上。作为另一示例，导电材料层可以夹在两个绝缘层之间。可以根据需要使用各种合适的导电材料来形成导电层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.绝缘膜，所述绝缘膜包括：由挤出材料形成的至少一个层，所述挤出材料包含第一聚合物材料和不同于所述第一聚合物材料的第二聚合物材料的混合物，其中所述第一聚合物材料包括聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚醚酮酮、聚苯砜、聚苯硫醚或聚苯并咪唑中的一种，并且其中所述第二聚合物材料包括聚苯砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚碳酸酯或聚酯中的一种。2.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料中的每一种占所述混合物的5重量％与95重量％之间。3.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料中的每一种占所述混合物的10重量％与90重量％之间。4.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述混合物包含(i)聚苯砜和聚醚砜，(ii)聚苯砜和聚醚酰亚胺，或(iii)聚醚醚酮和聚苯砜中的一种。5.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述混合物包含聚醚醚酮和聚醚酰亚胺。6.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述第一材料包括半结晶材料，并且所述第二材料包括非晶材料。7.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述混合物不包含任何增容剂。8.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述混合物进一步包含增容剂。9.根据权利要求1所述的绝缘膜，其中所述混合物进一步包含填充材料。10.根据权利要求9所述的绝缘膜，其中所述填充材料包括二氧化钛、氮化硼、多孔氮化硼或二氧化硅中的至少一种。11.一种电磁线，包括由权利要求1所述的绝缘膜形成的绝缘层。12.一种电机部件，包括至少一个槽和由权利要求1所述的绝缘层形成的槽绝缘体。13.绝缘膜，所述绝缘膜包括：由挤出材料形成的至少一个层，所述挤出材料包含选自由以下组成的组的至少两种材料的混合物：聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚醚酮酮、聚苯砜、聚苯硫醚、聚苯并咪唑、聚醚砜、聚碳酸酯和聚酯。14.根据权利要求13所述的绝缘膜，其中所述至少两种材料中的第一种包括聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚醚酮酮、聚苯砜、聚苯硫醚或聚苯并咪唑中的一种，并且其中所述两种材料中的第二种包括聚苯砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚碳酸酯或聚酯中的一种。15.根据权利要求13所述的绝缘膜，其中至少两种聚合物材料中的每一种占所述混合物的5重量％与95重量％之间。16.根据权利要求13所述的绝缘膜，其中至少两种聚合物材料中的每一种占所述混合物的10重量％与90重量％之间。17.根据权利要求13所述的绝缘膜，其中所述混合物包含(i)聚苯砜和聚醚砜或(ii)聚醚醚酮和聚苯砜中的一种。18.根据权利要求13所述的绝缘膜，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：MM赛义德，ME利奇，
申请(专利权)人：美国埃赛克斯古河电磁线有限责任公司，
类型：发明
国别省市：