CN102290156A - 一种导电铜排的绝缘防腐方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导电铜排的绝缘防腐方法，采用空气喷涂法或静电粉末涂装法，在铜排表面涂敷由底层涂料和面层涂料组成的热固型环氧粉末绝缘防腐涂料，双层环氧粉末电绝缘防腐蚀的涂层，达到铜排绝缘防腐的目的。其绝缘防腐涂层涂敷工艺为：1)工件表面清理，2)红外加热，3)喷涂，4)固化涂层，5)冷却，6)检验，合格者即为绝缘防腐处理后的铜排产品。本发明的方法不仅提高了铜排的绝缘性、耐化学性、耐气候牲等性能，而且减轻劳动强度的同时节约了成本，并提高了铜排的使用寿命，解决了绕包绝缘和热缩套装两方法的缺陷和不足。

Description

一种导电铜排的绝缘防腐方法

技术领域

本发明属于电绝缘防腐蚀涂料技术领域，具体涉及导电铜排的绝缘防腐处理方法。

技术背景

铜排又称铜母线、铜母排或铜汇流排，是由铜材质制作的，截面为矩形或倒圆角矩形的长导体，在电路中起输送电流和连接电气设备的作用。铜排是一种大电流导电产品，适用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。

大多数情况下铜排需要绝缘处理，目前铜排绝缘处理方法主要有绕包绝缘和热缩套管两种方法。这两种工艺方法劳动强度大，受技术技能和人为因素影响，可能导致包扎间距不均匀、缠烧松紧不一致，热风温度不均匀、套装表面收缩不均产生薄弱点等问题。

近年来，国际上电工环氧绝缘粉末的涂敷技术在铜排及其他需要耐压的电器元件绝缘上得到广泛应用。绝缘环氧粉末可通过浸涂、热喷涂、静电涂敷的方式覆盖到铜排表面，达到绝缘的目的。在国内也开始应用环氧粉末涂装铜排，申请号200910074661.8的专利申请，提供了铜排热敷浸涂绝缘方法，将清洗干净并经在170～190℃预热好的铜排置于环氧包封料流化床内，对铜排表面进行环氧包封料热敷，在140～150℃的环境下固化30分钟后自然晾干。铜排热敷浸涂绝缘方法所形成的铜排绝缘层仅仅是单独的一层环氧涂层，难以保证其绝缘性。如果将绝缘层分为两层，靠近基材一层为环氧涂料，保证涂料对基材的附着力，而另一层粘结材料中加入绝缘性能很好的填料，这样在保证对基材的附着力条件下，有效提高涂层整体的绝缘性能，无疑是一种进步。

熔结环氧粉末涂料用于铜排绝缘防腐仅仅是开始，还有许多技术工作可以去做。本发明提供另外一种导电铜排的绝缘防腐方法。

发明内容

本发明提供一种导电铜排的绝缘防腐方法。采用由底层涂料和面层涂料组成的热固型环氧粉末绝缘防腐涂料，涂敷在铜排表面，形成双层环氧粉末绝缘防腐涂层，达到铜排绝缘防腐的目的。

本发明选用热固型环氧粉末绝缘防腐涂料，包括底层涂料和面层涂料。底层涂料涂敷于经请理的铜排表面，面层涂料涂敷于由底层涂料所形成的底层涂层表面，两层涂层共同形成电绝缘防腐蚀的涂层。本发明的底层涂料由环氧树脂、固化剂和助剂组成，面层涂料由环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂组成。底层涂料及面层涂料均采用熔融挤出混合法制成粉状产品。

本发明采用空气喷涂或静电粉末涂装法，在自动化生产线上进行，其绝缘防腐涂层涂敷工艺如下：

1)、工件表面清理

除去铜排工件表面的油脂、水分、粉尘、污物、氧化膜和锈等物。检验清理后的工件表面，确认工件表面已清理干净。

对铜排两端电接触部分进行包扎保护，使其不会被涂敷涂层。

2)、红外加热

对经表面清理后的工件用红外加热器加热，至200～250℃。

3)、喷涂

在空气喷涂或粉末静电涂敷生产线上喷涂绝缘防腐涂料。首先喷涂底层涂料，底层涂层厚度50～300μm；在底层涂料未完全固化时喷涂面层涂料，面层涂层厚度50～500μm；底层涂料与面层涂料中间结合层熔融固化在一起，增强层间结合力。

4)、固化涂层

涂层较薄＜300μm时，利用上述红外加热工件残余的热量使涂层固化。但涂层较厚≥300μm时，残余热量不能满足涂层完全固化需要，还需用红外线加热方式对涂层烘烤固化。烘烤条件为：烘烤温度150～220℃，烘烤时间8～30min。

5)、冷却

烘烤后的工件温度较高需要冷却，自然冷却速度较慢，工件在生产线上占位时间太长，需强制冷却，采用水强制冷却。

6)、检验

对冷却后的工件进行检验，合格者即为绝缘防腐处理后的铜排产品，不合格者则重新进行绝缘防腐涂层涂敷。

本发明底层涂层与面层涂层承担着不同的功能，底层涂层主要承担增强涂层与基材附着力的功能，面层涂层承担绝缘和防腐的责任。

底层涂层与面层涂层不同之处在于底层涂层的涂料组成中不加填料，而加消泡剂，其他成分相同。涂料组成中加入填料后对与基材的粘附性能有一定影响，或多或少減小涂料对基材的附着力，为了消除这种不良影响，在涂料与基材接触部位所用涂料中不加填料，确保了涂层对基材的附着力。铸造后轧制或饱削而成的铜排，难免有砂眼、针孔，为了防止涂膜产生气泡，在底层涂料中添加了消泡剂。为保证涂层的电绝缘和防腐性能，并节省价格较贵的环氧树脂和固化剂，在面层涂料中加入电绝缘性能好能抗腐蚀的填料，但因面层涂料不直接与工件面接触，不会产生气泡，所以不加消泡剂。本发明的方法不仅提高了铜排的绝缘性、耐化学性、耐气候牲等性能，而且减轻劳动强度的同时节约了成本，并提高了铜排的使用寿命，解决了绕包绝缘和热缩套装两方法的缺陷和不足，是铜排绝缘技术的一大进步。

具体实施方式

本发明的底层涂料由环氧树脂、固化剂和助剂组成，其重量百分比为49～85∶5～49∶2～10。环氧树脂可以是双酚、A型环氧树脂或酚醛改性环氧树脂。固化剂可以是酚羟基树脂、双氰胺、取代双氰胺或二羧酸二酰肼。助剂由增韧剂、流平剂、消泡剂和促进剂组成，其重量百分比为40～70∶10～20∶10～20∶10～20。其中，增韧剂可以是邻苯二甲酸酯类或环氧酯类；流平剂可以是聚丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；消泡剂可以是普通消泡剂ZS-601或高效消泡剂ZS-603；促进剂可以是2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、环脒、呱啶、胍或尿素衍生物。

面层涂料由环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂组成，其重量百分比为25～44∶25～44∶10～40∶2～10。环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂或酚醛改性环氧树脂。固化剂可以是酚羟基树脂、双氰胺、取代双氰胺或二羧酸二酰肼。填料可以是沉淀二氧化硅、气相二氧化硅或云母粉。其他助剂由增韧剂、流平剂和促进剂组成，其重量百分比为50～70∶15～25∶15～25。增韧剂可以是邻苯二甲酸酯类或环氧酯类；流平剂可以是聚丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；促进剂可以是2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、环脒、呱啶、胍或尿素衍生物。

底层涂料及面层涂料均采用熔融挤出混合法制成粉状产品。

下面以实施例具体说明本发明的导电铜排的绝缘防腐处理方法。

一种截面为5mm×100mm长5000mm的紫铜排绝缘防腐处理：

采用双层熔结环氧粉末涂料结构。所选热固型环氧粉末绝缘防腐涂料包括底层涂料和面层涂料，底层涂料涂敷于需要电绝缘和防腐蚀的经请理的铜排表面，面层涂料涂敷于由底层涂料所形成的底层涂层表面，两层涂层共同形成电绝缘防腐蚀的涂层。底层涂层厚度100～150μm，面层涂层100～250μm，涂层总厚200～400μm。

铜排涂敷热固型环氧粉末绝缘防腐涂料，采用静电粉末涂装法，在自动化生产线上进行。

铜排进入生产线，首先除工表面杂物、疏松的氧化皮、油污等。进行喷砂处理，使紫铜排露出紫铜本色。对铜排两端100mm处，用玻璃絲布包扎保护。

然后，用红外线加热器对铜排加热至200～250℃。

铜排进入静电喷涂室，喷涂底层涂料形成底层涂层，在底层涂层未完全固化时，喷涂面层涂料，使底层涂料与面层涂料的中间结合层很好地熔融固化在一起。底层涂层和面层涂层料一起共同形成总厚度200～400μm的绝缘防腐层。

由于绝缘防腐层总厚度达200～400μm，偏厚，需要烘烤延长固化时间。用红外线加热器对已涂敷底底层涂料和面层涂料的铜排进烘烤，烘烤条件为：烘烤温度160～200℃，烘烤时间10～25min。

用冷水强制冷却烘烤好的已涂敷绝缘防腐层的铜排至40℃以下，然后送去检验，合格者为绝缘防腐铜排，不合格者修补或返回重新涂敷。

Claims (9)

1.一种导电铜排的绝缘防腐方法，采用空气喷涂或静电粉末涂装法，在自动化生产线上进行，采用由底层涂料和面层涂料组成的环氧粉末绝缘防腐涂料，底层涂料及面层涂料均采用熔融挤出混合法制成粉状产品；其绝缘防腐涂层涂敷工艺如下：

1)、工件表面清理

除去铜排工件表面的油脂、水分、粉尘、污物、氧化膜和锈等物，检验清理后的工件表面，确认工件表面已清理干净；

对铜排两端电接触部分进行包扎保护，使其不会被涂敷涂层；

2)、红外加热

对经表面清理后的工件红外加热；

3)、喷涂

在空气喷涂或粉末静电涂敷生产线上喷涂绝缘防腐涂料；首先喷涂底层涂料，在底层涂料未完全固化时喷涂面层涂料，使底层涂料与面层涂料中间结合层熔融固化在一起，增强层间结合力；

4)、固化涂层

涂层较薄时，利用上述红外加热工件残余的热量使涂层固化；涂层较厚时，还需用红外线加热方式对涂层烘烤固化；

5)、冷却

烘烤后强制冷却，采用水强制冷却；

6)、检验

对冷却后的工件进行检验，合格者即为绝缘防腐处理后的铜排产品。

2.根据权利要求1所述的绝缘防腐方法，所述的底层涂料由环氧树脂、固化剂和助剂组成；面层涂料由环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂组成。

3.根据权利要求2所述的绝缘防腐方法，底层涂料的环氧树脂、固化剂和助剂重量百分比为49～85∶5～49∶2～10；环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂或酚醛改性环氧树脂；固化剂可以是酚羟基树脂、双氰胺、取代双氰胺或二羧酸二酰肼；助剂由增韧剂、流平剂、消泡剂和促进剂组成，其重量百分比为40～70∶10～20∶10～20∶10～20；其中，增韧剂可以是邻苯二甲酸酯类或环氧酯类；流平剂可以是聚丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；消泡剂可以是普通消泡剂ZS-601或高效消泡剂ZS-603；促进剂可以是2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、环脒、呱啶、胍或尿素衍生物。

4.根据权利要求2所述的绝缘防腐方法，所述的面层涂料的环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂重量百分比为25～44∶25～44∶10～40∶2～10；环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂或酚醛改性环氧树脂；固化剂可以是酚羟基树脂、双氰胺、取代双氰胺或二羧酸二酰肼；填料可以是沉淀二氧化硅、气相二氧化硅或云母粉；其他助剂由增韧剂、流平剂和促进剂组成，其重量百分比为50～70∶15～25∶15～25；增韧剂可以是邻苯二甲酸酯类或环氧酯类；流平剂可以是聚丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；促进剂可以是2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、环脒、呱啶、胍或尿素衍生物。

5.根据权利要求1、2所述的绝缘防腐方法，所述底层涂层厚度50～300μm；面层涂层厚度50～500μm。

6.根据权利要求2所述的绝缘防腐方法，在其中2)的红外加热工序中，对经表面清理后的工件红外加热至200～250℃。

7.根据权利要求2所述的绝缘防腐方法，在其中4)的固化涂层工序中，涂层较薄为＜300μm。

8.根据权利要求2所述的绝缘防腐方法，在其中4)的固化涂层工序中，涂层较厚为≥300μm。

9.根据权利要求2、8所述的绝缘防腐方法，在其中4)的固化涂层工序中，对所述较厚涂层的烘烤条件为：烘烤温度150～220℃，烘烤时间8～30min。