CN105315876B - 一种水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性绝缘聚氨酯涂料在漆包线上的应用，经过本发明的工序，实现了在传统设备上生产高性能的水性绝缘涂料漆包线，实现了大规模的工业化生产。所得水性绝缘涂料漆包线产品性能优异，耐击穿电压2500V以上。
Description
发明领域
本发明属于涂料领域，特别涉及一种水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用。
背景技术
水性绝缘涂料是以水为溶剂、以水性树脂为核心成膜物质的涂料，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游离TDI、有毒重金属。无毒无刺激，气味对人体无害、不污染环境、漆膜丰满、晶莹透亮、柔韧性好并且具有耐水、耐磨、耐老化、耐黄变、干燥快、使用方便等特点。相比油性漆，水性漆的使用更为环保和健康。
参照国际水性绝缘涂料的发展，我国水性绝缘涂料技术的发展，主要经历了以下三个阶段：
第一代属性绝缘涂料以丙烯酸为主要原料，其优点是耐水、耐候性能好。是目前水性漆生产企业推向市场的主要产品。其缺点是：综合性能一般，化学性能比较低，例如：耐醇、耐碱性能较差，硬度耐磨度等物理指标较低，这也是大多数人认为水性漆不好的原因所在。
第二代水性绝缘涂料以丙烯酸和水性聚氨酯的复合物为主要原料，不但继承了第一代丙烯酸产品的耐候性、宽容度好的优点，同时也提高了水性漆的硬度，但是化学性能仍然比较差，目前国内只有少数几家企业可以生产，是水性绝缘涂料中的中档产品。
第三代水性绝缘涂料以丙烯酸改性水性聚氨酯为主要原料，在第二代水性绝缘涂料的基础上又大大提高了产品的综合性能。耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势，更重要的是化学性能稳定，耐醇耐碱性较前两者大大增强，为水性绝缘漆中的高档产品。
2015年水性绝缘涂料市场引来更大的政策利好，国家环保总局逐步试点“清洁生产”、鼓励创建“国家环境友好型企业”，地方政府也鼓励和大力支持环保和低排放企业，在政策的指引下，水性涂料的研发、生产及应用将迎来前所未有的市场机遇。
尽管水性绝缘涂料因其环保特性具有非常大的环保优势，但相比油性涂料，水性涂料的价格普遍偏高，因此降低成本是水性涂料市场化、产业化研究的方向之一，随着对水性涂料研究的深入以及工艺水平的提高，水性涂料的成本的生产和成本将越来越低。
水性绝缘涂料在电工中的应用是1960年才开始的。水性漆的主要用途是制漆包线，漆包线是电机、电器和家用电器、电讯、电子仪表电磁绕组的主要和关键原材料。用水性绝缘涂料代替普通油漆，有利于改善劳动环境和减少环境公害。水性绝缘涂料漆包线完全可以在传统的油性涂料漆包线生产的设备基础上通过调整工艺条件来实现稳定可靠的生产。
发明内容
水性绝缘涂料因其环保性能备受青睐，但因研发及生产成本低而阻碍了其市场推广及应用。本发明利用传统的油性涂料漆包线工艺，通过调整工艺实现了一种水性绝缘涂料漆包线得的稳定可靠生产。
本发明所用的水性绝缘涂料为：
一种水性聚氨酯绝缘涂料，其组成为：聚氨酯甲组分、聚氨酯乙组分、颜填料、表面改性剂、去离子水；聚氨酯甲组分为短链醚类或醇类封端异氰酸酯、用作水性聚氨酯绝缘涂料的固化剂，聚氨酯乙组分为水性柔性聚酯类树脂，表面改性剂为硅烷偶联剂，颜填料为层状结构的硅土；其中，表面改性剂与颜填料的重量比为1:100～3:100，经表面改性剂改性后的颜填料与聚氨酯乙组分重量比为1:2～1:4，聚氨酯甲组分与聚氨酯乙组份的重量比为1:2～1:4
所述层状结构的硅土，其颗粒平面的长宽之和与厚度的比为5:1～8:1。
所述的聚氨酯甲分与聚氨酯乙组分，其重量比聚氨酯甲组分：聚氨酯乙组份之比为1：3。
所述的颜填料细度在6000目以上。
本发明所用的水性聚氨酯绝缘涂料，通过如下方法制备，包括以下步骤：
步骤1：颜填料经过400℃的温度下烘烤,然后将颜填料研磨至6000目；
步骤2：取100份颜填料、加入2份偶联剂反复混合研磨；
步骤3：取7份步骤2改性颜填料,加入到22份聚氨酯乙组分，混合,搅拌；
在砂磨机里反复研磨，直至混合物的细度小于1um；包装备用；
步骤4：涂装现场，取聚氨酯甲组分11份与步骤3所得混合物29份混合；
步骤5：熟化5分钟后，涂敷。
上述水性绝缘涂料在漆包线上实现了应用，本发明采用传统的油性漆漆包线制备设备，采用了如下工序，实现了上述水性绝缘漆在漆包线上的应用：
(1)漆包线软化工序；
(2)漆包线涂覆涂料工序；
(3)烘干工序；
(4)绕线工序；
所述的水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用，其特征在于：所述的漆包线涂覆涂料工艺涂覆次数为5～10次；所述的烘干工序，烘箱长4～6米，烘烤温度为350～420℃
所述的水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用，其特征在于：所述的漆包线涂覆涂料工艺涂覆次数为8次；所述的烘干工序，烘箱长5米，烘烤温度为420℃。
有益效果
本发明是关于一种水性绝缘涂料在漆包线上的应用，通过传统的油性涂料漆包线设备和工序，本发明成功地实现了一种水性绝缘材料漆包线的安全稳定可靠地生产，生产制造成本低，解决了水性聚氨酯涂料加工制造成本高、不利于市场推广的缺点。
经过本本发明工序生产出的水性绝缘涂料漆包线性能优异。与国际标准比较，ASTM D1005-1995，生产控制漆膜厚度19μ。
经过本发明工序生产出来的漆包线，耐击穿电压可达2500伏以上，耐击穿电压性能优异。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，具体对本发明的实施进行说明
本发明提供了一种水性绝缘涂料在漆包线上的应用，首先制备该水性绝缘涂料，按下列组分和重量比制备：
聚氨酯甲组分、聚氨酯乙组分、颜填料、表面改性剂、去离子水；聚氨酯甲组分为短链醚类或醇类封端异氰酸酯、用作水性聚氨酯绝缘涂料的固化剂，聚氨酯乙组分为水性柔性聚酯类树脂，表面改性剂为硅烷偶联剂，颜填料为层状结构的硅土；其中，表面改性剂与颜填料的重量比为1:100～3:100，经表面改性剂改性后的颜填料与聚氨酯乙组分重量比为1:2～1:4，聚氨酯甲组分与聚氨酯乙组份的重量比为1:2～1:4。
制备本发明所用的水性绝缘漆的具体步骤如下：
步骤1：颜填料经过400℃的温度下烘烤,然后将颜填料研磨至6000目；
步骤2：取100份颜填料、加入2份偶联剂反复混合研磨；
步骤3：取7份步骤2改性颜填料,加入到22份聚氨酯乙组分，混合,搅拌；
在砂磨机里反复研磨，直至混合物的细度小于1um；包装，封存备用。
步骤4：涂装现场，取聚氨酯甲组分11份与步骤3所得混合物29份混合；
步骤5：熟化5分钟后，涂敷。
实施例1
直径为0.3毫米的漆包线的制备
为实现上述水性绝缘涂料在漆包线上的应用，本发明采用了如下工序：
(1)漆包线软化工序；
(2)漆包线涂覆涂料工序；
(3)烘干工序；
(4)绕线工序；
上述工序均为生产油性涂料漆包线的常规工序，所用设备也为常规设备，在本应用发明中：烘箱长度5米；烘箱温度：360；走线速度：63米/分；涂覆次数8次；
所生产的漆包线性能指标如下：
1、漆层厚度测量
测量仪器：LSG镭射测定机；
测量方法：在4个不同的时间点对涂覆完成的成品的漆膜厚度随机测量。
测量标准：ASTM D1005-1995
| 测量时点 | 测量值 |
| 1 | 0.015 |
| 2 | 0.017 |
| 3 | 0.014 |
| 4 | 0.016 |
2、耐击穿电压测量；
测量方法及测量值见下表
测量仪器：DCX-3型电磁线电压试验仪
| 测量时点 | 测量值 |
| 1 | 2600 |
| 2 | 2300 |
| 3 | 2700 |
| 4 | 3200 |
实施例2
直径为0.37毫米的漆包线的制备
为实现上述水性绝缘涂料在漆包线上的应用，本发明采用了如下工序：
(1)漆包线软化工序；
(2)漆包线涂覆涂料工序；
(3)烘干工序；
(4)绕线工序；
上述工序均为生产油性涂料漆包线的常规工序，所用设备也为常规设备，在本应用发明中：
烘箱长度5米；烘箱温度：360度；走线速度：63米/分；涂覆次数：5次
所生产的漆包线性能指标如下：
1、漆层厚度测量
测量仪器：LSG镭射测定机；
测量方法：在4个不同的时间点对涂覆完成的成品的漆膜厚度随机测量。
测量标准：ASTM D1005-1995
| 测量时点 | 测量值 |
| 1 | 0.011 |
| 2 | 0.013 |
| 3 | 0.014 |
| 4 | 0.010 |
2、耐击穿电压测量
测量方法：在4个不同的时间点对涂覆完成的成品的耐击穿电压随机测量。
测量仪器：DCX-3型电磁线电压试验仪
| 测量时点 | 测量值 |
| 1 | 2600 |
| 2 | 2900 |
| 3 | 2500 |
| 4 | 3000 |
本发明实现了用传统油性漆漆包线设备生产水性漆漆包线的应用，工艺简单，生产成本低，所生产的水性漆漆包线性能优异。
Claims (3)
1.一种水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用，其特征在于，包括如下制备工序：
(1)漆包线加料工序；
(2)漆包线涂覆涂料工序；
(3)烘干工序；
(4)绕线工序；
所述的水性聚氨酯绝缘涂料，其组成为：聚氨酯甲组分、聚氨酯乙组分、颜填料、表面改性剂、去离子水；聚氨酯甲组分为短链醚类或醇类封端异氰酸酯、用作水性聚氨酯绝缘涂料的固化剂，聚氨酯乙组分为水性柔性聚酯类树脂，表面改性剂为硅烷偶联剂，颜填料为层状结构的硅土；其中，表面改性剂与颜填料的重量比为1:50，经表面改性剂改性后的颜填料与聚氨酯乙组分重量比为7:22，聚氨酯甲组分与聚氨酯乙组份的重量比为1:2；所述层状结构的硅土，其颗粒平面的长宽之和与厚度的比为5:1～8:1；所述的颜填料细度在6000目；所用的水性聚氨酯绝缘涂料，通过如下方法制备，包括以下步骤：步骤1：颜填料经过400℃的温度下烘烤,然后将颜填料研磨至6000目；步骤2：取100份颜填料、加入2份偶联剂反复混合研磨；步骤3：取7份步骤2改性颜填料,加入到22份聚氨酯乙组分，混合,搅拌；在砂磨机里反复研磨，直至混合物的细度小于1μ m ；包装备用；步骤4：涂装现场，取聚氨酯甲组分11份与步骤3所得混合物29份混合；步骤5：熟化5分钟后，涂敷。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用，其特征在于：所述的漆包线涂覆涂料工艺涂覆次数为5～10次；所述的烘干工序，烘箱长4～6米，烘烤温度为350～420℃。
3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用，其特征在于：所述的漆包线涂覆涂料工艺涂覆次数为8次；所述的烘干工序，烘箱长5米，烘烤温度为420℃。
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