data-full-width-responsive="true"> 新型耐变频纳米绝缘漆的研制马寒冰1, 施利毅1, 沈嘉年1, 李锦梁2, 刘守忠3(1 上海大学, 上海200072; 2 上海电器科学研究所, 上海20063; 3 常州绝缘材料总厂, 江苏常州213002)1 引 言众所周知, 变频调速电机具有很多优点, 如: 保养较容易、更节能、便于自动控制、生产过程效率更高等, 因此, 尽管没有进行足够的检测, 变频电机仍被工业上所接受并大量使用[1 ]。近年来, 随着变频技术的发展和更多的使用, 变频电机的应用过程中的相关问题如绝缘材料过早破坏等问题引起人们的关注[2～ 4 ]。迄今为止, 对变频电机中绝缘材料的破坏机理仍有较大的争论, 特别是在变频电机中绝缘材料被破坏的最主要的原因是局部放电[2 ] , 还是介质加热[3 ] , 或者是空间电荷积累[4 ]的问题上仍存在较大分歧。但是, 变频电机中线圈绕组绝缘材料的过早破坏是一个比较严重的问题, 严重影响到变频电机的使用寿命。研究在变频电机中能长期使用, 具有耐变频能力的漆包线绝缘材料成为世界电工材料行业关注的重点之一, 而相应的绝缘漆的研制同样成为当务之急, 国内外投入大量的人力物力进行开发[5～ 8 ]。纳米粒子具有体积效应、表面与界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应[9, 10 ]。纳米技术为传统产业的改造, 提高科技含量提供了新的手段, 也为耐变频绝缘漆的开发提供了新的途径。本文制备了纳米T iO 2, 并将其作为添加物加入到普通绝缘漆中, 对其进行改性, 以提高普通绝缘材料在变频电机中的寿命。2 耐变频纳米改性绝缘漆的制备2 1 原材料偏钛酸浆液, 含水46% 的浆液, 主要杂质为硫酸根离子, 工业级, 上海市东升钛白粉厂产品; 氢氧化钠,化学纯, 上海精化科技研究所产品; 盐酸, 含量35%～37% , 分析纯, 上海振兴化工二厂产品; 晶型促进剂A ,自制; 无机改性剂, 自制; 去离子水;N - 甲基吡咯烷酮(NM P) , 常州绝缘材料总厂有限公司提供; 聚酰胺酰亚胺(PA I) , 常州绝缘材料总厂有限公司提供。2 2 纳米颗粒制备纳米T iO 2 基复合颗粒制备: 将一定浓度偏钛酸悬浮液用水浴加热至60℃～ 80℃, 在搅拌下加入90℃左右氢氧化钠溶液中, 加热至沸并保持0 5h～2 5h 然后过滤、洗涤。再将滤饼制浆, 用稀释成25%盐酸溶液调节浆液pH 值为2～ 5, 加入一定量晶型促进剂A 和25% 盐酸, 使悬浮液变成溶胶, 并加热至108℃左右, 保温90m in 后冷却, 用氢氧化钠溶液调节溶胶pH 值为6～ 7, 过滤、洗涤。将滤饼烘干, 在研钵中磨碎, 得水合T iO 2 粉末 在600℃下煅烧获得纳米T iO 2 颗粒。将上述T iO 2 制备成20% 左右浆液, 加入5%～10%无机改性剂B, 加热搅拌2h, 过滤、洗涤。将滤饼烘干, 得纳米T iO 2 基复合颗粒。2 3 纳米材料改性绝缘漆制备称取一定量纳米T iO 2 基复合颗粒, 加入一定量溶剂NM P 和绝缘漆, 高速研磨, 制备得到纳米材料改性绝缘漆, 备用。2 4 绝缘漆涂布试验用以上纳米改性绝缘漆为中间层, 涂制成聚酯/改性聚酰胺酰亚胺(PE I/ PA I) 复合铜漆包线。2 5 测试和表征(1) 纳米颗粒形貌和大小: 采用J eo l 公司的JEM- 200CX 透射电子显微镜(TEM ) 观察纳米T iO 2 基复合颗粒形貌与大小。(2) 耐变频寿命: 先在1364g 负载下, 将两根漆包线绞制成8 个结点, 长度为0 4m 的绞线对。将绞线对放置在恒温箱中, 温度为90℃。绞线对一端的两个接头接变频器输出端, 另一端空置。变频器提供的输出频率为20KHz, 峰压为3KV , 峰头上升时间为400n s。根据绞线对击穿时间来衡量漆包线的耐变频寿命。测试装置如图1 所示。(3) 漆包线常规性能: 参照国家标准GBT 61091121990, 由国家电线电缆质量监督检验中心测定。3 结果与讨论3 1 纳米粒子的形态纳米T iO 2 基复合颗粒形态和大小如图2 所示,从图2 可以看出, 其粒径较为均匀, 大小约在20nm～30nm 范围内。
