CN101469147A

CN101469147A - 电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101469147A
Application number: CNA2008101962022A
Authority: CN
Inventors: 南仁植; 高新田; 周立华; 叶小兵; 程军
Original assignee: JIANGSU LANLING POLYMER MATERIAL CO Ltd
Current assignee: JIANGSU LANLING POLYMER MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2009-07-01

Abstract

本发明涉及的是一种功能涂料，尤其涉及一种电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料。所述粉末涂料由树脂、固化剂、颜料、填料和助剂组成，其组分质量百分比分别为：热固性树脂用量33～62％，固化剂用量5～33％，颜料和填料用量1～29％，摩擦带电助剂用量0.5～1％，粉末松散助剂用量0.5～1％，其他助剂用量1～5％，其制备工艺为：对配方进行预混合后，再进行熔融挤出混合，冷却至室温，并破碎至片状物料，粉碎成微细粉末分离得160目以下的粉末涂料半成品，去磁性得到成品，本发明制造的电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，在生产过程中不产生废水、废气和废渣，不会对环境产生任何污染，涂料的利用率高，属于资源节约型产品。

Description

电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及的是一种功能涂料，尤其涉及一种电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料。

背景技术

随着工业生产的迅速发展，工业生产中产生的废水、废气、废渣对生态环境造成的污染问题，已经是成为世界性的严重问题。因此我国也非常重视保护生态环境，一再强调防止工业发展对环境带来的污染问题，要求发展无污染的工业造福于人类。

随着我国现代化工业建设和出口的需要，机电、电子、通讯、自动化控制等行业的电磁线和漆包线的用量不断增加，同时对产品质量的要求也在提高，而且在这些产品的生产过程中，对环境保护和提高劳动生产效率等方面的要求也在提高。

电磁线和漆包线是电器产品中常用的不可缺少的重要产品之一。随着机电产品出口量的增加，对电器产品的需求量在不断增加，同时对产品质量的要求也越来越高。电磁线和漆包线主要用在电焊机、发电机、电动机、变压器和电磁铁等电器产品，这种产品一般采用如下方法进行生产。一种方法是金属导线的绝缘油漆的浸涂法，其主要工艺为：依次经过前处理(或除油)的金属导线、清洗、烘干、多次浸绝缘油漆、多次烘烤固化成膜得到成品，这种方法的最大缺点是，使用的绝缘油漆中有机溶剂的含量占60～70％，在涂装过程中全部排放到大气中去，一方面造成大气的严重污染，另一方面还造成资源的大量浪费；因为有机溶剂一般易燃和易爆，还有一定的毒性，所以对安全生产存在潜在的危险，对人体健康也有一定的有害。另一种方法是金属铝线的浓硫酸氧化成膜法，其主要生产工艺为：金属铝线的前处理(或除油)、清洗、烘干、浓硫酸氧化成膜、清洗、烘干得到成品，这种方法的最大缺点是在制造氧化膜的过程中，使用大量浓硫酸，在生产中挥发大量的硫酸蒸汽，不仅对环境造成严重腐蚀和污染，而且对人体呼吸道造成严重的伤害，排放的污水对水质造成污染，同时对生产车间和周围环境也带来严重的污染，产生的废水也对环境造成严重污染；而且这种生产工艺的生产速度较慢，一次只能处理10条(根)铝线。另外，机电行业常用的漆包线来说，目前使用的溶剂型漆包线是含有50％的有机溶剂，这种溶剂型漆包线绝缘漆在使用过程中50％的溶剂是涂装过程中挥发掉造成大气的染，这种溶剂也对人体健康带来一定的危害；同时溶剂的挥发也造成资源的浪费，只能用到材料的50％；另外生产和使用过程中存在着火的安全问题；在生产过程中需要涂好几道才能达到涂膜要求的厚度，涂装时间长，劳动生产效率也比较低。

为了克服上述两种涂装方法的缺点开发了高压静电粉末涂装的电磁线的生产法(专利公开CN 1542870A)和相应的粉末涂料(专利公开CN 1563216和CN1908096)；本发明是为了配合“电磁线和漆包线的摩擦带电喷枪的静电粉末涂装法”(专利申请中)而开发的绝缘粉末涂料产品，也是为了进一步改进高压静电粉末涂装法中存在的，在涂膜表面容易产生质点和颗粒影响涂膜外观和性能，涂膜中容易存在针孔而影响涂膜电绝缘性能等问题；还可以克服多股金属线并排涂装时，在不同股绝缘线之间涂膜厚度的差别较大，在同一根线的不同部位(上下左右)之间的涂膜厚度不均匀的问题；还可以比高压静电粉末涂装，金属线之间的距离排列得更紧凑，也就是可以排列更多的金属线，可以提高涂装生产效率，我司在CN1908096A中公开的专利中所公开的一种电磁线和漆包线用静电喷涂粉末涂料，但是这种粉末涂料所需要的固化条件需要180～210℃/10min，这样的固化条件使得固化过程中容易产生一定的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对浓硫酸氧化形成绝缘膜生产电磁线方法中的浓硫酸污染生产环境和造成人体健康危害的问题和排放废水对水质的污染问题，在高压静电粉末涂装中，由于空气电离使空气中的粉尘带静电被吸附到电磁线表面产生涂膜质点等弊病问题；在多股金属导线并排涂装时，由于并排金属线之间法拉第屏蔽作用使涂膜前后左右厚度不均匀等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种电磁线和漆包线用静电喷涂粉末涂料，由热固性树脂、固化剂、填料、颜料和助剂组成，其组分质量百分数为：热固树脂用量33～62％，固化剂用量5～33％，颜料和填料用量1～29％，摩擦带电助剂0.5～1％，粉末松散助剂0.5～1％，其他助剂用量1～5％。

本发明中的所述的热固树脂为环氧树脂、聚酯环氧树脂、聚酯树脂和聚氨酯用端羟基聚酯树脂。所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、酚醛环氧树脂；所述的聚酯环氧树脂为环氧树脂与端羧基聚酯树脂的组合物；所述聚酯树脂为多元羧酸和多元醇缩聚成的端羧基聚酯树脂。

本发明中所述的固化剂中为取代双氰胺、酚羟基树脂、异氰脲酸三缩水甘油脂、羟烷基酰胺、多环氧化合物、封闭型多异氰酸酯、自封闭型异氰酸酯。

为了更好的实现热固效率，所述的树脂是环氧树脂时与之配套的固化剂为取代双氰胺、酚羟基树脂；所述的树脂是端羧基聚酯树脂时与之配套的固化剂为异氰脲酸三缩水甘油脂、羟烷基酰胺、多元环氧化合物；所述的树脂是羟基聚酯时与之配套的固化剂为封闭型多异氰酸酯、自封闭型多异氰酸酯，

本发明中所述颜料为具有耐高温、耐变压器油、耐化学药品性质的铁红、钛白粉、铬黄、永固黄、永固红或炭黑，根据需要可不在配方中加入颜料。

本发明中所述填料为耐高温、耐化学药品、电绝缘性好的硫酸钡、高岭土、硅灰石粉、石英粉或云母粉，根据需要可不在配方中加入填料。

发明中的所述其他助剂为流平剂、脱气剂、分散剂、增韧剂、促进剂、边角覆盖力改性剂。

本发明的制备方法具有如下步骤：

a.按配方中的用量称重以后，用高速混合设备进行破碎和混合3～5min；

b.预混合物料用单螺杠挤出机或双螺杠挤出机中熔融挤出混合，熔融段温度为80～90℃，混炼段温度为105～125℃；

c.经熔融挤出混合的物料，通过冷却辊和冷却带进行冷却至室温，并破碎至片状物料；

d.片状物料，用空气分级磨粉碎成微细粉末，然后经旋风分离器和过筛分级设备分离得到粒度分布在160目以下的粉末涂料半成品；

e.这种半成品再用磁选设备除去磁性物质得到成品电磁线和漆包线用静电喷涂粉末涂料。

在本发明的粉末涂料大部分是属于快速固化粉末涂料，比一般粉末涂料固化温度低或固化时间短，在制造过程中挤出物料的温度低(在130℃以下)，或者在挤出机中停留的时间短，防止在熔融挤出混合过程中部分物料的化学反应，而影响粉末涂料的涂膜流平性和涂膜外观。

本发明的一种使用方法，在圆筒状或四方桶状的金属或塑料槽中，上面装粉末涂料，中间用可以透气的多孔板隔开，下部是可以吹进压缩空气的气室。当压缩空气吹进气室时，通过多孔板吹动粉末涂料使它流化(沸腾)，这种装置叫流化床。当连接摩擦带电静电粉末喷枪的输送粉末涂料的文丘里装置(粉末输送泵)插进流化床中时，通过摩擦带电喷枪的粉末涂料带正电，金属导线被涂物带负电，带正电的粉末涂料吸附到带负电的金属导线上面。当这种导线经过红外线烘烤设备时，金属导线开始先受热升温，逐步传热使粉末涂料熔融流平和交联固化成膜，得到机械性能、耐化学药品性能和电绝缘性能好的涂层。烘烤固化时间决定于粉末涂料的品种。

在本发明的粉末涂料特点是，在通过摩擦喷枪中以后粉木涂料带止电(在高压静电喷枪中是带负电)，被吸附到感应带负电的被涂物金属导线上(在高压静电喷枪中是被吸附到感应带正电的被涂物金属导线上)。在本发明中摩擦带电粉末涂料不会使周围的空气电离带电，在静电粉末涂装中不会有带静电的灰尘落到摩擦带电吸附到金属导线的涂膜上面，涂膜的外观和电绝缘性能得到改进；而高压静电粉末涂装中，高压电使喷枪周围的空气电离，电离的空气使空气中的粉尘容易带负电，容易被吸附到带正电的金属导线的被吸附的粉末涂料上面，形成影响涂膜外观和电绝缘性能的质点或颗粒。在摩擦带电喷枪的粉末涂装中，不存在高压电场，在静电粉末涂装中粉末涂料均匀地吸附到金属导线上面的各个部位，当多股金属导线并排进行涂装时，每股导线之间的厚度差别很小，均匀，涂膜的电绝缘性能好；而高压静电粉末喷涂中，由于法拉弟屏蔽作用，多股并排导线之间的电场分布不均匀，不同位置的涂膜厚度差别较大，影响金属导线的涂膜厚度均匀性，最终影响到涂膜电绝缘性能。

在本发明的粉末涂料是采用红外线固化成膜工艺，在这种烘烤工艺中被涂物金属导线先升温，然后传热至粉末涂料熔融流平和固化成膜，使粉末涂料中的空气和小分子化合物容易脱出，涂膜不容易形成针孔，涂膜的耐击穿电压性能好；而在一般的热风炉中烘烤固化时，粉末涂料先受热熔融后传热到金属导线，从粉末涂料表面开始往里传热熔融和交联固化，使粉末涂料内部的空气和小分子化合物不容易脱出，还容易形成涂膜的针孔，影响涂膜的耐击穿电压，也就是影响涂膜的电绝缘性能。由于使用红外线固化工艺，使粉末涂料的固化时间比热风炉中的固化时间缩短了一半的时间。

本发明适用于摩擦喷枪喷涂和红外线烘烤固化的热固性粉末涂料品种有：

环氧粉末涂料固化条件为180℃/2～4min；

聚酯环氧粉末涂料固化条件为200℃/2～4min；

聚酯粉末涂料固化条件为200℃/2～4min；

聚氨酯粉末涂料固化条件为200℃/3～6min。

本发明的有益效果是，本发明的粉末涂料的配方要求必须满足摩擦带电静电粉末涂装的要求，还要满足红外线烘烤设备的快速固化成膜的要求，而且所得到的粉末涂料涂膜的机械性能、耐化学药品性能和绝缘性能满足铝氧化膜电磁线、油漆浸涂漆包线和高压静电粉末涂装绝缘线的性能要求。本发明的电磁线和漆包线用静电喷涂粉末涂料，在生产过程中不产生废水、废气和废渣，不会对环境产生任何污染。用静电喷涂法可以涂装铝线和铜线代替电磁线和漆包线，可以手工喷涂，也可以自动化喷涂施工应用。静电喷涂设备可以用电晕放电法荷电的高压静电喷枪进行涂装；也可以用摩擦荷电静电粉末喷枪进行涂装。这种静电粉末涂装设备在涂装电磁线和漆包线的生产过程中，不产生废气、废水和废渣，喷逸的粉末涂料通过回收设备可以回收再用，在封闭体系中进行生产，不会对环境产生任何污染，涂料的利用率几乎达到100％，属于资源节约型产品。一次可以涂装40条(根)铝线和铜线，劳动生产效率高。

具体实施方式

实例一

a.摩擦带电静电喷涂用环氧粉末涂料配方例为；酚醛环氧树脂68份、酚羟基树脂12份、颜料和填料15份、流平剂1.0份、促进剂0.5份、松散剂0.5份、摩擦带电助剂0.5份、其他助剂2.5份，用高速混合设备进行破碎和混合3～5min；

将制成的成品电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料用摩擦带电静电粉末喷枪涂装以后，在红外线烘烤设备180℃/4min固化得到涂膜厚度60～80μm的均匀涂膜，所得到涂膜性能达到耐冲击强度50cm，弯曲性能2mm，柔韧性1mm、杯突试验7mm，附着力一级、击穿电压3千伏以上。

实例二

a.摩擦带电静电喷涂用聚酯环氧粉末涂料配方例为：端羧基聚酯树脂42份、双酚A型环氧树脂42份、异氰脲酸三缩水甘油酯10份、颜料和填料12份、分散剂0.5份、摩擦带电助剂0.5份、其他助剂3份，用高速混合设备进行破碎和混合3～5min；

将制成的成品电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料用摩擦带电静电粉末喷枪涂装以后，在红外线烘烤设备200℃/4min固化得到涂膜厚度60～80μm的均匀涂膜，所得到涂膜性能达到耐冲击强度50cm，弯曲性能2mm，柔韧性1mm、杯突试验7mm，附着力一级、击穿电压3千伏以上。

实例三

a.摩擦带电静电喷涂用聚酯粉末涂料配方例为：端羟基聚酯树脂69份、固化剂5份、颜料和填料20份、松散剂0.5份、摩擦带电助剂0.5份、增韧剂1份、其他助剂4份，用高速混合设备进行破碎和混合3～5min；

Claims

1.一种电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，其特征是：所述粉末涂料由热固性树脂、固化剂、填料、颜料和助剂组成，其组分质量百分数为：热固树脂用量33～62％，固化剂用量5～33％，颜料和填料用量1～29％，摩擦带电助剂用量0.5～1％，粉末松散助剂用量0.5～1％，其他助剂用量1～5％。

2.根据权利要求1所述的电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，其特征是：所述的热固性树脂为环氧树脂、聚酯环氧树脂、聚酯树脂或聚氨酯用端羟基聚酯树脂。

3.根据权利要求2所述的电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，其特征是：所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、酚醛环氧树脂；所述的聚酯环氧树脂为环氧树脂与端羧基聚酯树脂的组合物；所述聚酯树脂为多元羧酸和多元醇缩聚成的端羧基聚酯树脂。

4.根据权利要求2或3所述的电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，其特征是：所述的热固性树脂是环氧树脂时与之配套的固化剂为取代双氰胺、酚羟基树脂；所述的热固性树脂是端羧基聚酯树脂时与之配套的固化剂为异氰脲酸三缩水甘油脂、羟烷基酰胺、多元环氧化合物；所述的热固性树脂是羟基聚酯时与之配套的固化剂为封闭型多异氰酸酯、自封闭型多异氰酸酯。

5.根据权利要求1所述的电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，其特征是：所述颜料为具有耐高温、耐变压器油、耐化学药品性质的铁红、钛白粉、铬黄、永固黄、永固红或炭黑。

6.根据权利要求1所述的电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，其特征是：所述填料为硫酸钡、高岭土、硅灰石粉、石英粉或云母粉。

7.根据权利要求1所述的电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料，其特征是：所述其他助剂为流平剂、脱气剂、分散剂、增韧剂、促进剂或边角覆盖力改性剂。

8.一种电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料的制备方法，其特征是：具有如下步骤：

(1)按配方中的用量称重以后，用高速混合设备进行破碎和混合3～5min；

(2)预混合物料用单螺杠挤出机或双螺杠挤出机中熔融挤出混合，熔融段温度为80～90℃，混炼段温度为105～125℃；

(3)经熔融挤出混合的物料，通过冷却辊和冷却带进行冷却至室温，并破碎至片状物料；

(4)片状物料，用空气分级磨粉碎成微细粉末，然后经旋风分离器和过筛分级设备分离得到粒度分布在160目以下的粉末涂料半成品；

(5)这种半成品再用磁选设备除去磁性物质得到成品电磁线和漆包线用静电喷涂粉末涂料。

9、一种电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料的应用，其特征是：对金属导线被涂物进行前处理、清洗、烘干，用摩擦带电喷枪涂装，最后用红外线烘烤设备固化。

10.根据权利要求9所述的一种电磁线和漆包线用摩擦静电喷涂红外线固化粉末涂料的应用，其特征是：采用红外线烘烤设备固化，对环氧粉末涂料固化条件为180℃/2～4min；对于聚酯环氧粉末涂料固化条件为200℃/2～4min；对于聚酯粉末涂料固化条件为200℃/2～4min；对于聚氨酯粉末涂料固化条件为200℃/3～6min。