[发明专利]一种核电机组用电磁线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电工用电磁线的技术领域，具体的涉及一种核电机组用电磁线及其制备方法。

背景技术

在国家节能减排、大力发展新能源的政策背景下，核电因其优质高效、技术成熟、持续供应能力强、经济性好、低碳环保成为重点发展的新能源之一。众所周知，核电机组要求长寿命、高可靠性，电磁线作为核电主泵电机绝缘结构的主要组成部分，起着异乎寻常的作用。核电机组用电磁线除要求具有优异的耐高温性能外，还要求具有优异的耐核辐射性能。

目前市场上现有的核电主泵电机用电磁线，耐核辐射性能、耐高低温冷热冲击性能有待提高、长期使用温度偏低，还存在成本高、工艺性差、可靠性不高等不足，制约着军工、航空航天、核电机组绝缘性能的提高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种核电机组用电磁线及其制备方法，该电磁线耐核辐射耐高温。

本发明的技术方案为：一种核电机组用电磁线，包括漆包铜圆线和包设在漆包铜圆线外周的绝缘层；所述漆包铜圆线为芳族耐高温聚酰亚胺漆包线；所述绝缘层由单或双玻璃丝包后外涂硼酸改性耐高温有机硅树脂构成。

所述芳族耐高温聚酰亚胺漆包线的原料包括芳香族四元胺、芳香族二元胺和芳香族二元酐，合成高枝化聚酰胺酸，经亚胺化得到聚酰亚胺漆包线漆，按模具法涂线工艺涂制而得芳族耐高温聚酰亚胺漆包线；其中芳族耐高温聚酰亚胺漆包线漆的制备具体步骤如下：

(1)组分甲的合成：按摩尔比1:1:2的比例将4，4'-二氨基-4-羟基三苯甲烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷和3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐加入反应瓶中，加入上述单体总重4倍质量的二甲基甲酰胺溶剂，室温下搅拌使其溶解完全，在0℃～5℃下搅拌反应2h，得到紫色粘稠透明的枝化聚酰胺酸溶液；

(2)组分乙的合成：按摩尔比1:1的比例将4,4'-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐加入反应瓶中，加入上述单体总重2倍质量的二甲基甲酰胺溶剂，室温下搅拌使其溶解完全，在15℃～20℃下搅拌反应5h，得到金色粘稠透明的聚酰胺酸溶液；

(3)将组分甲与组分乙按重量比2:1的比例混合，室温下搅拌均匀，用二甲基甲酰胺调整固体含量至20％，制得芳族耐高温聚酰亚胺漆包线漆。

所述硼酸改性耐高温有机硅树脂为有机硅氧烷水解后与硼酸反应，经减压蒸馏得到的改性高耐热有机硅树脂；采用有机硅氧烷在混合溶剂存在下，于40℃～60℃下水解，其中混合溶剂由丙酮与甲苯按重量份比1:10混合而成；然后加入改性剂硼酸反应，减压蒸馏除去小分子物得到；具体步骤为：按有机硅氧烷重量2倍的比例称取蒸馏水加入反应釜中，滴加有机硅氧烷及混合溶剂，在40℃～60℃下进行水解反应1h，然后加入改性剂硼酸反应0.5～1.5h，其中改性剂 硼酸用量为树脂质量的10％～15％；最后进行水洗至中性；于100Pa下真空减压浓缩30min而得。

所述有机硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和二苯基二乙氧基硅烷中的至少一种。

所述有机硅氧烷中硅原子上有机基的取代程度R/Si＝1～1.7，苯基与有机基的摩尔比Ph/R＝0.1～0.5，其中R为有机基。

所述有机硅氧烷中硅原子上有机基的取代程度R/Si＝1.2～1.4，苯基与有机基的摩尔比Ph/R＝0.2～0.3，其中R为有机基。

一种所述核电机组用电磁线的制备方法，包括以下步骤：

(1)拉丝：首先将铜杆料在拉丝机上拉丝至直径1.00mm，再经退火炉在470～500℃下进行退火处理制得裸铜线；

(2)漆包铜圆线的制备：用模具涂漆法在步骤(1)所得裸铜线的表面涂覆芳族耐高温聚酰亚胺漆包线漆至线径达到1.10～1.15mm，得到漆包铜圆线；

(3)绝缘层的制备：将步骤(2)所得漆包铜圆线置于丝包线绕包机上绕包单或双层玻璃纤维，最后浸渍硼酸改性高耐热有机硅树脂经200℃烘烤而成，使得线径达到1.25～1.30mm，得到表面漆膜平整光滑的耐核辐照高温电磁线。

所述芳族耐高温聚酰亚胺漆包线的漆膜厚度为按国家标准GB/T6109.1-2008表1规定的2级或3级漆膜厚度。