[发明专利]高温绝缘导线半成品及其制备方法和高温绝缘导线

说明书

本申请提供一种高温绝缘导线半成品，包括线芯和包覆在线芯外围的溶胶凝胶复合涂层，溶胶凝胶复合涂层包括聚乙烯醇改性的凝胶基质和分散在聚乙烯醇改性的凝胶基质中的无机填料，聚乙烯醇改性的凝胶基质包括凝胶基质本体和连接在凝胶基质本体上的聚乙烯醇，凝胶基质本体包括由－Si－O－Si－和/或－M－O－M－重复构成的三维网络结构，其中M为金属原子。该高温绝缘导线半成品通过在线芯外围形成溶胶凝胶复合涂层，具有良好的绝缘性能和耐弯折性能，可以满足各类线圈和绕组的绕制需求；该半成品经烧结后可获得良好高温绝缘性能，可满足高温应用需求。本申请还提供该高温绝缘导线半成品的制备方法和由该半成品烧结制得的高温绝缘导线。

技术领域

本申请涉及电磁线技术领域，尤其涉及一种高温绝缘导线半成品及其制备方法和高温绝缘导线。

背景技术

电磁线是用于制造电工产品中线圈或绕组的绝缘导线。电磁线的结构一般包括导电线芯和包覆导电线芯的电绝缘层。目前，电绝缘层主要包括有机绝缘层和无机绝缘层两类。现有有机绝缘层通常由纸、棉、丝、玻纤、树脂或绝缘漆等有机高分子材料构成；而现有无机绝缘层一般由Al₂O₃、SiO₂、ZnO等陶瓷材料与有机溶剂混合成浆料后涂覆在线芯表面形成。然而，现有采用有机绝缘层的电磁线最高工作温度一般都不到260℃，超温使用时会出现性能下降或失效，难以满足高温绝缘需求；现有无机陶瓷绝缘导线则存在弯曲半径大，不耐弯折等缺点，并且制备过程通常需要高温处理，容易导致铜导线氧化，不适用于纯铜导线包覆。因此，有必要提供一种兼具良好高温绝缘性能和良好耐弯折性能的绝缘导线。

发明内容

本申请实施例提供了一种高温绝缘导线半成品，该高温绝缘导线半成品具有良好的耐弯折性能，可以满足各类线圈和绕组的绕制需求，该半成品经烧结后可以获得良好高温绝缘性能，可以满足高温应用需求。

本申请实施例第一方面提供了一种高温绝缘导线半成品，所述高温绝缘导线半成品包括线芯和包覆在所述线芯外围的溶胶凝胶复合涂层，所述溶胶凝胶复合涂层包括聚乙烯醇改性的凝胶基质和分散在所述聚乙烯醇改性的凝胶基质中的无机填料，所述聚乙烯醇改性的凝胶基质包括凝胶基质本体和连接在所述凝胶基质本体上的聚乙烯醇，所述凝胶基质本体包括由－Si－O－Si－和/或－M－O－M－重复构成的三维网络结构，其中M为金属原子。本申请高温绝缘导线半成品通过采用溶胶-凝胶法在线芯外围形成溶胶凝胶复合涂层，溶胶凝胶复合涂层具有良好的绝缘性能，而通过引入聚乙烯醇进行改性可以改善溶胶凝胶复合涂层的韧性，有效提升导线半成品的耐弯折性能，从而满足各类线圈和绕组的绕制需求；而无机填料的加入可以提升溶胶凝胶复合涂层的致密性，进一步提升导线半成品的绝缘性能，获得较高耐击穿电压。

本申请实施方式中，所述M可以是铝、锆、镁、锌、镧和钡中的一种或多种。

本申请实施方式中，溶胶凝胶复合涂层中，聚乙烯醇改性的凝胶基质的重量百分比为70％-95％。适合的聚乙烯醇改性的凝胶基质含量可以保证溶胶凝胶复合涂层的韧性，提升导线半成品的耐弯折性能。

本申请实施方式中，溶胶凝胶复合涂层中，无机填料的重量百分比为5％-30％。适合的无机填料加入可以在保证溶胶凝胶复合涂层较高韧性的情况下，提升溶胶凝胶复合涂层的致密性，提升导线半成品的绝缘性能。

本申请实施方式中，所述无机填料包括二氧化硅、氧化铋、氧化锂、氧化锌、氧化钡、二氧化钛、二氧化锆、氧化铝、氧化硼、氧化镧、氮化铝、氮化硼、碳化硼、氧化铟、氧化铈中的一种或多种。在一些实施方式中，为了获得较高的绝缘性能和较低的烧结温度，可以是采用多种无机填料混合使用，其中，每一种无机填料的质量分数占比可以是小于或等于30％。通过获得较低的烧结温度，可以有效避免高温烧结导致线芯被氧化的风险。

本申请实施方式中，所述聚乙烯醇改性的凝胶基质中，所述聚乙烯醇通过改性交联剂连接在所述凝胶基质本体上。

本申请实施方式中，所述聚乙烯醇改性的凝胶基质由凝胶前驱体与聚乙烯醇经改性交联剂交联缩合形成。