【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及漆包线加工，更具体地说，涉及一种漆包线的绝缘层及制备方法。
技术介绍
1、在电气工业中，漆包线广泛用于电机、变压器、电磁线圈等设备中，作为绕组的关键组成部分。传统的漆包线通常包括一条金属导体，最常见的是铜或铝，以及外部的绝缘层。这种绝缘层的基本功能是防止电流泄露，确保电流仅在预定的路径内流动，同时提供物理保护以防止机械损伤。
2、传统绝缘层材料通常包括各种类型的树脂，如聚酯、聚酰亚胺等，这些材料虽然具有良好的电气绝缘性能和一定的机械强度，但在特定的应用条件下，例如高温、低温或高辐射环境中，这些材料的性能可能会受到限制。例如，某些绝缘材料在长时间暴露于高温或低温环境后可能会变硬、脆裂或失去柔韧性，这限制了它们的应用范围。此外，传统漆包线一旦绝缘层受损，就很难修复，通常需要更换整个线圈，这既耗时又增加了维护成本；现有的漆包线，虽然具有较好的耐高压绝缘效果，但仍存在一些不足：1、漆包线主要依赖于单一的聚氨酯绝缘漆层和简单的防腐层、隔热层结构，缺乏多层结构设计，未对不同层的材料进行优化；单一材料难以同时提供高电气绝缘性、机械强度、热稳定性和低温柔韧性，综合性能较差。2、没有引入自愈合功能的设计，当漆包线受到微小损伤时，无法自动修复；使用寿命和可靠性较差，在高压环境下长期使用可能导致更多的维护需求。3、未针对低温环境进行特殊设计，聚氨酯和尼龙在低温下可能会变脆；在极端低温环境下，漆包线的柔韧性和耐用性不足，可能会影响正常使用。4、制备工艺相对简单，缺乏对多层结构的同步挤出和uv固化等精细工艺的应用；材料层间结合不
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种漆包线的绝缘层及制备工艺，本专利技术不仅实现了高性能的漆包线绝缘层，还确保了在多种极端环境下的可靠性和耐用性，满足了现代电气设备对高标准绝缘材料的需求。
2、为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种漆包线的绝缘层，包括用于电气绝缘性和热稳定性的内层、用于增强机械强度和热稳定性且具有自愈合能力的中间层以及在低温下保持漆包线的柔韧性和耐磨性的外层；
4、其中，所述内层按质量百分比计，包括：
5、主材：90％-95％聚酰亚胺；
6、交联剂：5％-10％偏苯三酸酐；
7、所述中间层按质量百分比计，包括：
8、主材：75％-85％聚酰亚胺：
9、增强材料：10％-15％氧化锌纳米颗粒；
10、微胶囊：3％-5％；
11、交联剂：2％-5％偏苯三酸酐；
12、所述外层按质量百分比计，包括：
13、主材：80％-90％聚酰亚胺；
14、低温塑性增强剂：5％-10％聚丙烯酸酯；
15、交联剂：5％-10％偏苯三酸酐。
16、较佳的，所述微胶囊按质量百分比计，包括：
17、单体：作为修复剂的甲基丙烯酸甲酯，其占微胶囊质量的70％-89％；
18、壁材：用于形成微胶囊外壳的聚氨酯或聚甲基丙烯酸甲酯，其占微胶囊质量的10％-25％；
19、引发剂：用于在uv光照下引发聚合反应的过硫酸铵或过硫酸钾，其占微胶囊质量的占1％-5％。
20、较佳的，所述微胶囊根据如下步骤制备：
21、步骤1:溶液准备
22、混合单体和引发剂：将单体和引发剂混合均匀，确保引发剂充分溶解；
23、步骤2:壁材溶液制备
24、溶解壁材：将壁材溶解在氯仿或甲苯中，形成均匀的壁材溶液；
25、步骤3:乳化过程
26、乳化：将步骤1所得混合液缓慢加入步骤2所得壁材溶液中，使用高剪切搅拌器进行搅拌，形成o/w型乳液，搅拌速度设定在1000至5000rpm，持续时间为30分钟至1小时，以形成稳定的乳液；
27、步骤4:微胶囊化
28、聚合：将乳液转移到反应釜中，在60℃至80℃温度和搅拌条件下进行聚合反应，持续时间2至4小时，聚合完成后，冷却至室温，离心或过滤，清洗、干燥后得到微胶囊粉末。
29、第二方面，本专利技术提供了第一方面所述漆包线的绝缘层的制备方法，包括如下步骤：
30、步骤1:材料混合
31、分别按内层、中间层和外层称取原料并混合均匀；
32、步骤2:多层挤出成型
33、使用多料斗挤出机，每个料斗负责一种混合物，通过模具挤出三层材料并按内层、中间层和外层顺序依次将其覆盖至铜芯外圆周面，确保每层材料正确地覆盖在上一层之上；
34、步骤3:uv固化
35、将挤出的三层结构漆包线通过uv光源，固化每一层中的聚酰亚胺基体和激活微胶囊中的聚合反应；
36、步骤4:低温处理
37、对固化后的漆包线进行低温处理，以激活低温塑性增强剂，确保外层在极端低温环境下保持柔韧性，同时促进所有层中的交联剂完成交联反应，增强整体结构的稳定性。
38、较佳的，步骤1中，内层材料混合时其温度维持在80℃至100℃，混合时间1小时，以启动预交联反应；中间层材料混合时，混合温度维持在80℃，混合时间为1.5小时，以保证材料的均匀分散和交联反应的启动；外层材料混合时，混合温度维持在80℃，混合时间为1.5小时，以确保增强剂在树脂中的均匀分散及交联效果。
39、较佳的，步骤2中，多层挤出成型包括以下步骤：
40、预热铜芯：首先将铜芯通过预热到50℃到70℃，以提高材料的附着性；
41、加载材料：将预先混合好的内层、中间层和外层材料分别加载到对应的料斗中；每个料斗的输出温度为：内层设定为220℃，中间层为230℃，外层为210℃，以保证材料完全熔融；
42、同步挤出：材料在挤出头汇聚，通过多层模具，按照设定的顺序和厚度同步挤出在移动的铜芯上；挤出速度为5到15米/分钟，确保各层材料均匀覆盖铜芯并且层间无空气夹杂；
43、冷却：通过冷水槽或空气冷却系统对挤出的复合材料进行冷却定型。
44、较佳的，步骤3中，uv固化包括：
45、uv固化前先经过一个预热段，预热温度设置在50℃至70℃，以预先软化聚酰亚胺基体，使得后续的uv固化更加有效；
46、再通过uv光源固化挤出的三层结构漆包线，其中uv光源发出的光波长为320至400纳米；uv光强度在100至200mw/cm2；控制漆包线通过uv光源区的速度为1至5米/分钟，以确保每层材料得到适当的uv照射时间，促进聚酰亚胺基体的交联反应并激活微胶囊中的聚合反应；所述交联剂偏苯三酸酐在uv光的影响下与聚酰亚胺反应形成交联网络，增强绝缘层的机械稳定性和耐温性；所述微胶囊中的修复剂甲基丙烯酸甲酯在uv光的作用下聚合形成聚甲基丙烯酸甲酯，用于在绝缘层中自动修补微小损伤；
【技术保护点】
1.一种漆包线的绝缘层，其特征在于，包括用于电气绝缘性和热稳定性的内层、用于增强机械强度和热稳定性且具有自愈合能力的中间层以及在低温下保持漆包线的柔韧性和耐磨性的外层；
2.如权利要求1所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，微胶囊按质量百分比计，包括：
3.如权利要求1或2所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，微胶囊根据如下步骤制备：
4.如权利要求1所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，所述绝缘层最外层外表面沿其长度方向螺旋间距排列设置有多个绝缘凸块(1)；所述绝缘凸块(1)为圆形或椭圆形凸起，材质为硅橡胶、聚四氟乙烯或环氧树脂。
5.如权利要求4所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，所述绝缘凸块(1)采用模具注塑成型；所述绝缘凸块(1)使用一在漆包线沿其长度方向进给的同时可绕漆包线外圆周面转动的注塑枪(2)；所述注塑枪(2)包括管状枪体(21)；所述枪体(21)前端缩径并设置有出料口(22)，后部内密封滑动套设有推挤活塞(23)；所述推挤活塞(23)后方在枪体(21)内固定设置有一电磁铁(24)；所述推挤活塞(23)后部固定有永磁铁(25)；所
6.如权利要求1-5任一所述漆包线的绝缘层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1中，内层材料混合时其温度维持在80°C至100°C，混合时间1小时；中间层材料混合时，混合温度维持在80°C，混合时间为1.5小时；外层材料混合时，混合温度维持在80°C，混合时间为1.5小时。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2中，多层挤出成型包括以下步骤：
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤3中，UV固化包括：
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4中，低温处理包括：
...【技术特征摘要】
1.一种漆包线的绝缘层，其特征在于，包括用于电气绝缘性和热稳定性的内层、用于增强机械强度和热稳定性且具有自愈合能力的中间层以及在低温下保持漆包线的柔韧性和耐磨性的外层；
2.如权利要求1所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，微胶囊按质量百分比计，包括：
3.如权利要求1或2所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，微胶囊根据如下步骤制备：
4.如权利要求1所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，所述绝缘层最外层外表面沿其长度方向螺旋间距排列设置有多个绝缘凸块(1)；所述绝缘凸块(1)为圆形或椭圆形凸起，材质为硅橡胶、聚四氟乙烯或环氧树脂。
5.如权利要求4所述的漆包线的绝缘层，其特征在于，所述绝缘凸块(1)采用模具注塑成型；所述绝缘凸块(1)使用一在漆包线沿其长度方向进给的同时可绕漆包线外圆周面转动的注塑枪(2)；所述注塑枪(2)包括管状枪体(21)；所述枪体(21)前端缩径并设置有出料口(22)，后部内密封滑动套设有推挤活塞(23)；所述推挤活塞(23)后方在枪体(21)内固定设置有一电磁铁(24)；所述推挤活塞(23)后部固定有永磁铁(25)；所述电磁铁(24)与永磁铁(25)相对，通过电路控制电磁铁...
【专利技术属性】
技术研发人员：相恒高，房圆圆，刘旭，徐志军，陈光，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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