CN104946088A - 漆包线用高性能耐电晕粉末涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种漆包线用高性能耐电晕粉末涂料及其制备方法和应用。漆包线用高性能耐电晕粉末涂料由如下重量百分比的原料制成：树脂68-86％、固化促进剂0.1-0.5％、无机纳米材料0.8-3％、流平剂0.1-1.5％、安息香0.3-0.6％、脱气剂0.2-1％、有机膨润土0-0.5％、抗氧剂0.6-0.8％、填料8.12-23.15％、颜料0.8-4.5％。本发明具有配方简单、涂层光泽稳定、耐油性和附着力好、室外耐久性好等特点，比传统油漆型漆包线机械性能好，环保无污染。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种漆包线用高性能耐电晕粉末涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着电力电子技术的发展，变频调速得到迅速推广。调速结构简单，投资费用轻，使用方便，有利于控制生产工艺并提高质量，可使电机节能大约30-40％。因此变频电机在矿山、冶金、电力、运输、家电、军工等方面均有广泛应用前景。但变频IGBT，PWM调速装置提供的脉冲波，具有高耸的尖峰波峰，有陡峭的上升空间，加上可变化的或极高的频率，还有局部放电和局部介电加热等因素对漆包线绝缘漆膜产生严重的破坏，使变频电机在使用时很易匝间击穿，这大大缩短了漆包线的使用寿命，因此研制耐电晕漆包线就显得尤为重要。
目前漆包线的生产方法一种是对金属导线依次进行前处理(除油)、清洗、烘干、多次浸绝缘油漆、多次烘烤固化成膜得到成品，使用的绝缘油漆中有机溶剂的含量占60-70％，排放到大气中造成环境污染，并造成资源浪费，且有机溶剂易燃易爆、有毒，对人体健康有威胁。另一种方法是金属铝线的浓硫酸氧化成膜法，主要生产工艺为：金属铝线的前处理(除油)、清洗、烘干、浓硫酸氧化成膜、清洗、烘干得到成品，此法在制造氧化膜过程中，会使用大量浓硫酸，挥发大量的硫酸蒸汽，严重腐蚀和污染环境，破坏人体呼吸道，同时排放的污水难处理。
在公开号为CN101124284A的专利中，提到一种用于漆包线的聚酰胺亚胺基瓷漆用漆料组合物，能够形成与导线的粘着性得到改善的绝缘涂层，并具有优异的诸如耐磨性、可绕性等性质。但因其需用到有机溶剂，在环保方面和机械性能上并不如粉末涂料。
在公开号为CN1908096A的专利中，已经提及一种电磁线和漆包线用静电喷涂粉末涂料，其在树脂方面，用的是普通环氧树脂和聚酯树脂，涂膜性能多达不到用户的要求；在公开号为CN1563216的专利中，选用多官能度的酚醛改性环氧树脂和有耐高温性能的聚酯树脂，以及多元酸改性酚羟基树脂和改性羟烷基酰胺等固化剂交联固化后，使得涂膜性能达到用户要求。然而涂膜的物化性能稳定并不能解决其在耐电晕性能上的改善，抗击穿耐电晕性能并不那么优异。
发明内容
本发明的目的是提供一种漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，配方简单、涂层光泽稳定、耐油性和附着力好、室外耐久性好、耐电晕性好、良好的热稳定性；本发明同时提供了漆包线用高性能耐电晕粉末涂料的制备方法和应用，科学合理、简单易行。
本发明所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，由如下重量百分比的原料制成：
所述的树脂为聚酯树脂、环氧树脂、酚醛改性环氧树脂或聚氨酯用端羟基聚酯树脂中的一种或两种，优选为聚酯树脂和环氧树脂，聚酯树脂优选P5086，氰特化工(上海)有限公司生产；环氧树脂优选双酚A型环氧树脂903H，宏昌电子材料股份有限公司生产。
所述的固化促进剂为聚酯低温促进剂，优选TE-230，青岛嘉德瑞工贸有限公司提供。
所述的无机纳米材料为纳米TiO2超微粉。
所述的流平剂为分散型丙烯酸酯类流平剂，其有效成分为聚丙烯酸酯与分散载体SiO2，优选GLP588，宁波南海化学有限公司生产。
所述的安息香化学名称为1，2-二苯基-2-羟基-1-乙酮，做消泡用，优选宁波南海化学有限公司的安息香。
所述的脱气剂优选德国毕克化学有限公司的CERAFLOUR 961，成分为改性聚乙烯蜡。
所述的有机膨润土为有机铵改性蒙脱石有机粘土，优选JF-38，东莞市国梦新材料科技有限公司生产。
所述的抗氧剂为1010，化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述的填料为硫酸钡、高岭土或硅灰石粉中的一种或几种。
所述的颜料为有机颜料或复合无机颜料中的一种或两种，复合无机颜料优选MA100，深圳市华南鑫阳科技有限公司提供。
本发明所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料的制备方法是对原料进行预混合后，再进行熔融挤出混合，冷却至室温，并破碎至片状，粉碎成微细粉末分离得粉末涂料半成品，去磁性得到成品。
本发明所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料的应用是粉末涂料采用静电喷枪喷涂在工件表面，电压控制在82-88kV，气压控制在0.20-0.23MPa，然后采用电热鼓风干燥箱进行加热固化，固化温度为180-200℃，固化时间为8-12min，得到相应的涂膜。
本发明在原材料中添加了无机纳米氧化物，如纳米TiO2超微粉，由于其庞大的界面中存在大量悬键、空位等缺陷，在电场作用下正负电荷分别向负正极移动，形成电偶极矩，呈现空间电荷极化，在高频交变电场下其在介电特性上具有高相对介电常数，约为48，而在物理特性上具有超微尺寸，平均粒径小于100nm，根据电磁场的理论，在不均匀的电场中高相对介电常数和小尺寸的微粒会有电动力的作用，易于向高电场强度部位迁移。TiO2超微粉在匝间的填充，可以改善匝间电场分布特性，从而对绝缘层的破坏速度减慢，另外，这些超微粉末总是趋于向电场强度最大的部位移动而形成一个自适应过程，从而使间隙的电场分布趋于均匀化，所以新型漆包线的耐电晕破坏比传统漆包线表现优良。此外，纳米TiO2还有热稳定化效应，随着无机材料的加入，漆包线涂层热分解温度比传统面漆层的导热性提高，有助于电晕放电产生热量的扩散，因而对降低绕组绝缘局部的温度有利，即纳米TiO2在绕组绝缘中还起到了热稳定化效应。因此，当在静电粉末涂料树脂中掺杂无机纳米氧化物后，其常规性能并未降低，耐电晕性、热稳定化性能大大提高。
本发明中所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，以混合型树脂为基料，加入相应的固化促进剂，并加入其他助剂、颜填料，经熔融混合，冷却粉碎及过筛后并去磁得到。通过加入纳米TiO2超微粉，在高频交变电场下其具有高相对介电常数，改善匝间电场分布特性，从而使间隙的电场分布趋于均匀化，所以使得漆包线的耐电晕破坏比传统复合漆包线表现优良。此外，纳米TiO2还有热稳定化效应。因此，本发明中掺杂纳米TiO2超微粉后，其常规性能并未降低，耐电晕性、热稳定化性能大大提高。
为了解决目前漆包线生产中存在浓硫酸、有机溶剂对人体和环境的污染问题，本发明采用静电喷涂粉末涂料，可以完全避免漆包线生产中的废气、废水和废渣等三废问题，同时大大提高劳动生产效率，涂膜厚度也容易控制，产品质量稳定。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明具有配方简单、涂层光泽稳定、耐油性和附着力好、室外耐久性好等特点，比传统油漆型漆包线机械性能好，环保无污染。
(2)本发明作为耐电晕性漆包线广泛应用各种变频电机、调速电机、起重电机和电梯电机中，不仅耐电晕性好，还有良好的热稳定性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例1
漆包线用高性能耐电晕粉末涂料由如下重量百分比的原料制成：
将上述原料混合均匀，通过挤出机熔融挤出，压片，风冷，磨粉，过筛，去磁，制得漆包线用高性能耐电晕粉末涂料。
本实施例制备得到的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，采用静电喷枪喷涂在工件表面，电压控制在82kV，气压控制在0.20MPa，然后采用电热鼓风干燥箱进行加热固化，固化温度为200℃，固化时间为8min。
固化后所得涂膜的性能测试结果见表1。
表1 实施例1性能检测结果
实施例2
漆包线用高性能耐电晕粉末涂料由如下重量百分比的原料制成：
将上述原料混合均匀，通过挤出机熔融挤出，压片，风冷，磨粉，过筛，去磁，制得漆包线用高性能耐电晕粉末涂料。
本实施例制备得到的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，采用静电喷枪喷涂在工件表面，电压控制在88kV，气压控制在0.23MPa，然后采用电热鼓风干燥箱进行加热固化，固化温度为190℃，固化时间为10min。
固化后所得涂膜的性能测试结果见表2。
表2 实施例2性能检测结果
实施例3
漆包线用高性能耐电晕粉末涂料由如下重量百分比的原料制成：
将上述原料混合均匀，通过挤出机熔融挤出，压片，风冷，磨粉，过筛，去磁，制得漆包线用高性能耐电晕粉末涂料。
本实施例制备得到的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，采用静电喷枪喷涂在工件表面，电压控制在86kV，气压控制在0.21MPa，然后采用电热鼓风干燥箱进行加热固化，固化温度为180℃，固化时间为12min。
固化后所得涂膜的性能测试结果见表3。
表3 实施例3涂膜性能检测结果
Claims (10)
1.一种漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于由如下重量百分比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于所述的树脂为聚酯树脂、环氧树脂、酚醛改性环氧树脂或聚氨酯用端羟基聚酯树脂中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于所述的固化促进剂为聚酯低温促进剂。
4.根据权利要求1所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于所述的无机纳米材料为纳米TiO2超微粉。
5.根据权利要求1所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于所述的流平剂为分散型丙烯酸酯类流平剂。
6.根据权利要求1所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于所述的抗氧剂为1010。
7.根据权利要求1所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于所述的填料为硫酸钡、高岭土或硅灰石粉中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料，其特征在于所述的颜料为有机颜料或复合无机颜料中的一种或两种。
9.一种权利要求1-8任一所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料的制备方法，其特征在于对原料进行预混合后，再进行熔融挤出混合，冷却至室温，并破碎至片状，粉碎成微细粉末分离得粉末涂料半成品，去磁性得到成品。
10.一种权利要求1-8任一所述的漆包线用高性能耐电晕粉末涂料的应用，其特征在于粉末涂料采用静电喷枪喷涂在工件表面，电压控制在82-88kV，气压控制在0.20-0.23MPa，然后采用电热鼓风干燥箱进行加热固化，固化温度为180-200℃，固化时间为8-12min，得到相应的涂膜。
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