CN105385345A - 一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆 - Google Patents

一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及绝缘漆领域，特别是涉及一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆。本发明提供一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其原料包括组分A和组分B，所述组分A和组分B的重量比为1:2.85-3.15，所述组分A包括如下组分：无机纳米粉末、有机硅树脂、二甲苯、甲苯、氧化钠；所述组分B包括如下组分：有机硅树脂、二甲苯、甲苯。本发明所提供的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆能够提高线圈整体的耐热性能和耐辐射性能，且其他方面性能亦达到标准。

Description

一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆
技术领域
本发明涉及绝缘漆领域，特别是涉及一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，用于核电控制棒驱动机构用线圈的浸渍处理，使其能够在高温环境下长期稳定地使用。
背景技术
浸渍漆一般用于浸渍处理电机、电器线圈，以填充绝缘系统中的间隙和微孔，并在被浸渍物表面形成连续漆膜，使得线圈粘结成一个结实的整体，从而有效提高绝缘系统的整体性、导热性、耐潮性、介电强度和机械强度的性能。对一般的浸渍漆而言，基本需要满足以下性能要求：1、粘度低，流动性好，固体含量高，便于渗透和填充被浸渍物；2、固化快，干燥性能好，粘结力强，有热弹性，固化后能经受电机转动时的离心力；3、良好的电气性能和化学稳定性，奶潮、耐热、耐油；4、对导体和其他材料具有良好的相容性。
而经本申请人从相关部门调研获得的数据表明，现有的驱动机构用线圈使用温度最高达到350℃，而一般浸渍漆的使用温度不超过250℃，无法完全达到耐高温核电用驱动机构的要求。为提高核电用驱动机构耐热性能，需要研制一种复合浸渍漆，使其耐热性能适用于耐高温耐辐射电磁线。同时需要考虑浸渍漆与电磁线的相容性，做到两者的良好结合。
在现有技术中，已经公开了大量浸渍漆，如已在中国专利文献中公开的纳米改性无溶剂有机硅浸渍漆(CN101381584A)、耐高温浸渍漆(CN103409031A)、有机硅绝缘浸渍漆(CN101649158A)等等，但这些专利文献中均未涉及浸渍漆的耐辐射特性能。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，用于解决现有技术中的问题。所述绝缘浸渍漆能够用于核电控制棒驱动机构用线圈的浸渍处理，使其能够在高温环境下长期稳定地使用。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其原料包括组分A和组分B，所述组分A和组分B的重量比为1:2.85-3.15，所述组分A按重量份计，包括如下组分：
组分A中，二甲苯和甲苯的重量比为1：1.8-2.2；
组分A中，有机硅树脂的重量与二甲苯、甲苯总重量之比为1：8.4-9.1，优选为1：8.9-9.1，更优选为1：8.95-9.05；
所述组分B按重量份计，包括如下组分：
有机硅树脂47-53份；
二甲苯39-45份；
甲苯6-10份。
优选的，所述无机纳米粉末为氧化镁粉末、氧化铝粉末、二氧化硅粉末和二氧化钛粉末中的一种或多种的组合。
优选的，所述有机硅树脂为环氧改性的聚硅氧烷类树脂。
更优选的，所述环氧改性的聚硅氧烷类树脂选自环氧改性的聚烷基硅氧烷类、环氧改性的聚芳基硅氧烷类以及环氧改性的聚烷基芳基硅氧烷类树脂中的一种或多种的组合。
聚硅氧烷类树脂是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的高度交联网状结构的聚合物。所述环氧改性的聚硅氧烷类树脂由聚硅氧烷类树脂经环氧改性后获得。
更优选的，所述环氧改性的聚硅氧烷类有机硅树脂的数均分子量为6000-8000；固含量≥50％；环氧值0.42-0.45。
进一步优选的，所述环氧改性的聚硅氧烷类有机硅树脂选自德国瓦克化学的REN60、REN80有机硅树脂，或者GE东芝有机硅公司YR47、YR3370有机硅树脂，或者美国道康宁有机硅公司的RSN0804、RSN0805有机硅树脂中的一种或多种的组合。
本发明第二方面提供所述耐高温耐辐射绝缘浸渍漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)按组分A的配方，将二甲苯和甲苯混合，然后将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中、搅拌均匀；
(2)按组分A的配方，将步骤1所得溶液与无机纳米粉末、氧化钠混合均匀，然后烘干、粉碎得到组分A；
(3)按组分B的配方，将有机硅树脂、二甲苯和甲苯混合，搅拌均匀得到组分B；
(4)按配方比例将组分A和组分B混合、搅拌均匀，即得所述浸渍漆。
优选的，所述步骤1中，将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中、搅拌均匀的具体条件为：将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中，加热至60-80℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时。
优选的，所述步骤2中，先将氧化钠溶于步骤1所得溶液中，所得溶液再与无机纳米粉末混合均匀。
优选的，所述步骤2中，烘干温度为250-270℃。
优选的，所述步骤3中，将组分A和组分B混合、搅拌均匀的具体方法为：将组分A和组分B混合后加热至57-63℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时。
本发明第三方面提供所述耐高温耐辐射绝缘浸渍漆在驱动机构用线圈的浸渍处理领域的用途。
优选的，所述驱动机构用线圈为核电控制棒驱动机构用线圈。
如上所述，本发明所提供的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，具有以下有益效果：
1)本发明中的绝缘浸渍漆的耐热等级可达到350℃，与传统浸渍漆相比，耐热性能大大提高，且经过γ射线辐照剂量为2.1×105Gy辐照后依旧能通过耐压试验；使用在核电控制棒驱动机构用线圈上可提高线圈整体的耐热性能和耐辐射性能；
2)使用本发明漆制电磁线圈主要性能指标如下：
a)线圈击穿电压：优于相关标准要求(室温下≥3000V，400±3℃/1h后，≥1500V)；
b)体积电阻：优于相关标准要求(室温下≥1.0×1010Ω·m；400±3℃/1h后，≥1.0×106Ω·m)；
c)辐照试验：辐照条件γ射线，≥2.1×105Gy；辐照后室温下线圈击穿电压≥3000V；室温下线圈体积电阻≥1.0×1010Ω·m。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
耐高温耐辐射浸渍漆的配方：
组分A：
组分B：
有机硅树脂50份；
二甲苯42份；
甲苯8份；
组分A和组分B的重量比为1：3。
其中有机硅树脂为德国瓦克化学的REN60有机硅树脂。
耐高温耐辐射浸渍漆的制备方法如下：
(1)按组分A的配方，将二甲苯和甲苯混合，然后将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中，加热至60-80℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时；
(2)按组分A的配方，将氧化钠溶于步骤1所得溶液中，所得溶液再与无机纳米粉末混合均匀，然后烘干(烘干温度为260℃)、粉碎得到组分A；
(3)按组分B的配方，将组分A和组分B混合后加热至60℃、搅拌均匀得到组分B，搅拌时间≥1小时；
(4)按配方比例将组分A和组分B混合、搅拌均匀，即得所述浸渍漆。
实施例2
耐高温耐辐射浸渍漆的配方：
组分A：
组分B：
有机硅树脂50份；
二甲苯40份；
甲苯10份；
组分A和组分B的重量比为1：3。
其中有机硅树脂为GE东芝有机硅公司YR3370有机硅树脂。
耐高温耐辐射浸渍漆的制备方法同实施例1。
实施例3
耐高温耐辐射浸渍漆的配方：
组分A：
组分B：
有机硅树脂50份；
二甲苯40份；
甲苯10份；
组分A和组分B的重量比为1：3。
其中有机硅树脂为美国道康宁有机硅公司的RSN0804有机硅树脂。
耐高温耐辐射浸渍漆的制备方法同实施例1。
实施例4
耐高温耐辐射浸渍漆的配方：
组分A：
组分B：
有机硅树脂50份；
二甲苯45份；
甲苯5份；
组分A和组分B的重量比为1：3。
其中有机硅树脂为美国道康宁有机硅公司的RSN0804有机硅树脂。
耐高温耐辐射浸渍漆的制备方法同实施例1。
耐高温耐辐射浸渍漆的性能测试：
将实施例1-4中制备的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆涂覆在电磁线圈上：以导体标称直径1.45mm的电磁线绕制成内径50mm，高30mm，60圈的线圈，涂覆上耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，线圈先置于160℃下放置5min，将溶剂烘干；然后于250℃下放置10min固化，然后按照《GB/T1408-2006绝缘材料电气强度试验方法-工频试验》中的试验方法，在辐照前和辐照后分别测试线圈的击穿电压和体积电阻系数(辐照条件γ射线，≥2.1×105Gy)。另外按照《GB1981.2-2009电气绝缘用漆第2部分：试验方法》中的方法进行浸渍漆的粘度测试。测试结果如下表：
表1
实施例5
耐高温耐辐射浸渍漆的配方：
组分A：
组分B：
有机硅树脂53份；
二甲苯45份；
甲苯6份；
组分A和组分B的重量比为1：2.85。
其中有机硅树脂为GE东芝有机硅公司YR47或YR3370有机硅树脂。
耐高温耐辐射浸渍漆的制备方法如下：
(1)按组分A的配方，将二甲苯和甲苯混合，然后将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中，加热至60-80℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时；
(2)按组分A的配方，将氧化钠溶于步骤1所得溶液中，所得溶液再与无机纳米粉末混合均匀，然后烘干(烘干温度为270℃)、粉碎得到组分A；
(3)按组分B的配方，将组分A和组分B混合后加热至63℃、搅拌均匀得到组分B，搅拌时间≥1小时；
(4)按配方比例将组分A和组分B混合、搅拌均匀，即得所述浸渍漆。
将实施例5中两种有机硅树脂制备获得的耐高温耐辐射浸渍漆进行性能测试(测试方法参照实施例1)，其测试性能与实施例1制备获得的浸渍漆性能相近。
实施例6
耐高温耐辐射浸渍漆的配方：
组分A：
组分B：
有机硅树脂47份；
二甲苯39份；
甲苯10份；
组分A和组分B的重量比为1：3.15。
其中有机硅树脂为美国道康宁有机硅公司的RSN0804或RSN0805有机硅树脂。
耐高温耐辐射浸渍漆的制备方法如下：
(1)按组分A的配方，将二甲苯和甲苯混合，然后将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中，加热至60-80℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时；
(2)按组分A的配方，将氧化钠溶于步骤1所得溶液中，所得溶液再与无机纳米粉末混合均匀，然后烘干(烘干温度为250℃)、粉碎得到组分A；
(3)按组分B的配方，将组分A和组分B混合后加热至57℃、搅拌均匀得到组分B，搅拌时间≥1小时；
(4)按配方比例将组分A和组分B混合、搅拌均匀，即得所述浸渍漆。
将实施例6中两种有机硅树脂制备获得的耐高温耐辐射浸渍漆进行性能测试(测试方法参照实施例1)，其测试性能与实施例1制备获得的浸渍漆性能相近。
实施例7
耐高温耐辐射浸渍漆的配方：
组分A：
组分B：
有机硅树脂50份；
二甲苯42份；
甲苯8份；
组分A和组分B的重量比为1：3。
其中有机硅树脂为德国瓦克化学的REN60或REN80有机硅树脂。
耐高温耐辐射浸渍漆的制备方法如下：
(1)按组分A的配方，将二甲苯和甲苯混合，然后将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中，加热至60-80℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时；
(2)按组分A的配方，将氧化钠溶于步骤1所得溶液中，所得溶液再与无机纳米粉末混合均匀，然后烘干(烘干温度为260℃)、粉碎得到组分A；
(3)按组分B的配方，将组分A和组分B混合后加热至60℃、搅拌均匀得到组分B，搅拌时间≥1小时；
(4)按配方比例将组分A和组分B混合、搅拌均匀，即得所述浸渍漆。
将实施例4中制备获得的两种耐高温耐辐射浸渍漆进行性能测试(测试方法参照实施例1)，其测试性能与实施例1制备获得的浸渍漆性能相近。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其原料包括组分A和组分B，所述组分A和组分B的重量比为1:2.85-3.15，所述组分A按重量份计，包括如下组分：
组分A中，二甲苯和甲苯的重量比为1：1.8-2.2；
组分A中，有机硅树脂的重量与二甲苯、甲苯总重量之比为1：8.4-9.1；
所述组分B按重量份计，包括如下组分：
有机硅树脂47-53份；
二甲苯39-45份；
甲苯6-10份。
2.如权利要求1所述的一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其特征在于，所述无机纳米粉末为氧化镁粉末、氧化铝粉末、二氧化硅粉末和二氧化钛粉末中的一种或多种的组合。
3.如权利要求1所述的一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其特征在于，所述有机硅树脂为环氧改性的聚硅氧烷类树脂。
4.如权利要求3所述的一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其特征在于，环氧改性的聚硅氧烷类树脂选自环氧改性的聚烷基硅氧烷类、环氧改性的聚芳基硅氧烷类以及环氧改性的聚烷基芳基硅氧烷类树脂中的一种或多种的组合。
5.如权利要求3所述的一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其特征在于，所述环氧改性的聚硅氧烷类有机硅树脂的数均分子量为6000-8000；固含量≥50％；环氧值0.42-0.45。
6.如权利要求3所述的一种耐高温耐辐射绝缘浸渍漆，其特征在于，所述环氧改性的聚硅氧烷类有机硅树脂选自REN60、REN80、YR47、YR3370、RSN0804、RSN0805有机硅树脂中的一种或多种的组合。
7.如权利要求1-6任一权利要求所述的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)按组分A的配方，将二甲苯和甲苯混合，然后将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中、搅拌均匀；
(2)按组分A的配方，将步骤1所得溶液与无机纳米粉末、氧化钠混合均匀，然后烘干、粉碎得到组分A；
(3)按组分B的配方，将有机硅树脂、二甲苯和甲苯混合，搅拌均匀得到组分B；
(4)按配方比例将组分A和组分B混合、搅拌均匀，即得所述浸渍漆。
8.如权利要求7所述的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中、搅拌均匀的具体条件为：将有机硅树脂溶于所得混合溶剂中，加热至60-80℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时。
9.如权利要求7所述的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，先将氧化钠溶于步骤1所得溶液中，所得溶液再与无机纳米粉末混合均匀；所述步骤2中，烘干温度为250-270℃。
10.如权利要求7所述的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，将组分A和组分B混合、搅拌均匀的具体方法为：将组分A和组分B混合后加热至57-53℃、搅拌均匀，搅拌时间≥1小时。
11.如权利要求1-6任一权利要求所述的耐高温耐辐射绝缘浸渍漆在驱动机构用线圈的浸渍处理领域的用途。
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