CN105778712A - 一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料通过各原料的科学配比和合理的制备方法，所述的粉末涂料具有良好的阻燃性、绝缘性、耐高温性能，以及耐磨性、抗冲击性、和附着力。

Description

一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涂料领域，具体涉及一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是一种不含有有机溶剂的干态固体粉末，它与一般溶剂型的涂料和水性涂料不同，涂装时不需要用溶剂或水作为分散介质，而是以空气作为分散介质，均匀地涂装在工件表面，加热后形成涂膜的一种新型涂料，这是与其它涂料的显著区别之处。粉末涂料是一种高速发展的涂料品种，具有节能环保、无三废污染等优点，目前已经得到广泛应用。
铜排又称铜母排或铜汇流排，是由铜材质制作的，截面为矩形或倒角(圆角)矩形的长导体(现在一般都用圆角铜排，以免产生尖端放电)，在电路中起输送电流和连接电气设备的作用。铜排在电气设备，特别是成套配电装置中得到了广泛的应用；一般在配电柜中的U、V、W相母排和PE母排均采用铜排；铜排在使用中一般标有相色字母标志或涂有相色漆，U相铜排涂有“黄”色，V相铜排涂有“绿”色，W相铜排涂有“红”色，PE母线铜排涂有“黄绿相间”双色。
铜排有镀锡的也有裸铜排，在电柜中铜排连接处一般都要做镀锡处理和压花处理或者加导电膏。空余处就有加热缩套管防护，也有些是用绝缘油漆的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料以及制备方法。
本发明提供了一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，由如下重量百分比的组分组成：
优选的，所述硅微粉粒径为200目。
优选的，所述的固化剂为TGIC。
优选的，所述的丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成。
优选的，所述的蛭石片细粉为生蛭石片经过研磨制得，粒径为50-120微米和120-250微米。
优选的，所述的尖晶石细粉的粒径为120目。
优选的，所述的有机硅粉末为硅氧烷，Tg为280-300℃。
优选的，所述的催化剂为二乙烯二胺。
一、环氧树脂：
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
环氧树脂是非常重要的热固性高分子材料之一，具有粘结强度高，电绝缘性能好，收缩性低，加工性能好等优点，被广泛应用于电子、机械、建筑等各领域。
本发明选择环氧当量为5000-10000g/eq的环氧树脂为主要原料制备粉末涂料。
二、硅微粉
硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。由于它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能，被广泛用于化工、电子、集成电路(IC)、电器、塑料、涂料、高级油漆、橡胶、国防等领域。随着高技术领域的迅猛发展，硅微粉亦将步入新的历史发展时期。
硅微粉广泛应用于高档高性能低水泥耐火浇注料及预制件，使用寿命是普通浇注料的三倍，耐火度提高约100℃，高温强度及抗热震性能都明显改善。已普遍应用于：焦炉、炼铁、炼钢、轧钢、有色金属、玻璃、陶瓷及发电等行业。
三、固化剂
固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。
本发明选用TGIC固化剂。
四、蛭石片细粉：
蛭石是一种与蒙脱石相似的粘土矿物，为层状结构的硅酸盐。一般由黑云母经热液蚀变或风化形成。它有时以粗大的黑云母样子出现(这是蛭石的黑云母假象)，有时则细微得成为土壤状。把蛭石加热到300℃时，它能膨胀20倍并发生弯曲。这时的蛭石有点像水蛭(俗称蚂蟥)，因此它有了这么一个名字。蛭石一般为褐、黄、暗绿色，有油一样的光泽,加热后变成灰色。蛭石可用作建筑材料、吸附剂、阻燃绝缘材料、机械润滑剂、土壤改良剂等等，用途广泛。
生蛭石片经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石就叫膨胀蛭石，其是层状结构，层间含有结晶水，容重在50-200kg/m3，热导率小，是良好的隔热材料。质量良好的膨胀蛭石，最高使用温度可达1100℃。此外，膨胀蛭石具有良好的电绝缘性。
本发明选用蛭石片细粉起到的作用包括：一是利用其层状结构，经过搅拌后，硅微粉以其为载体，在其内部可以有效起到耐温性好、耐酸碱腐蚀、高绝缘的效果；二是在高温起火条件下，其体积能迅速膨胀，层状结构，层间含有结晶水，容重在50-200kg/m3，热导率小，是良好的隔热材料，高温生成的膨胀蛭石具有良好的电绝缘性；三是在高温起火条件下，其高速膨胀，能为其它成分的相互反应，生成更稳定的耐高温结构争取时间。
五、有机硅粉末
本发明使用的有机硅粉末的主要成分是聚酯改性的聚二甲苯硅氧烷。采用此种有机硅粉末的主要作用是：一是对环氧树脂进行改性，提高粉末涂料的附着性能，二是在1000℃以上的高温下，有机硅粉末可以在膨胀蛭石粉的载体中与硅微粉进行反应，形成一种附着在膨胀蛭石表面及内部的更加紧密的网状结构，提高涂膜的阻燃性能。
加入Tg为300℃的有机硅粉末和催化剂的作用是：一是在制备过程中以及喷涂过程中，有机硅粉末不发生反应，二是在高温或者起火的条件下，能够使各有机和无机成分迅速发生反应，而生成更加紧密的网状结构，提高涂膜的阻燃性能。
本发明还提供了一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将搅拌机打开后，按环氧树脂—丙烯酸树脂-蛭石片细粉-二硫化钼-有机硅粉末-颜料-尖晶石细粉-催化剂的顺序加入搅拌机内搅拌20-30min，转速为200rpm；将转速调整为300rpm，依次加入硅微粉和固化剂，搅拌10-15min；
步骤二：将搅拌均匀的原料放入挤出机中加热并且挤出，加热温度为80-140℃，挤出的半成品为片状。
步骤三：将片状半成品放入粉碎机中粉碎并研磨成粉状，经筛分即得本发明所述的粉末涂料。
本发明的有益有效在于：本发明所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料通过各原料的科学配比和合理的制备方法，所述的粉末涂料具有良好的阻燃性、绝缘性、耐高温性能，以及耐磨性、抗冲击性、和附着力。
具体实施方式
实施例1
本发明提供了一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，由如下重量百分比的组分组成：
所述硅微粉粒径为200目；所述的蛭石片细粉粒径为50-120微米和120-250微米；所述的尖晶石细粉的粒径为120目；
所述的固化剂为TGIC；
所述的丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成；
所述的有机硅粉末为硅氧烷，Tg为280-300℃；
所述的催化剂为二乙烯二胺；
一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将搅拌机打开后，按环氧树脂—丙烯酸树脂-蛭石片细粉-二硫化钼-有机硅粉末-颜料-尖晶石细粉-催化剂的顺序加入搅拌机内搅拌20min，转速为200rpm；将转速调整为300rpm，依次加入硅微粉和固化剂，搅拌10min；
步骤二：将搅拌均匀的原料放入挤出机中加热并且挤出，加热温度为120℃，挤出的半成品为片状；
步骤三：将片状半成品放入粉碎机中粉碎并研磨成粉状，经筛分即得本发明所述的粉末涂料。
实施例2
本发明提供了一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，由如下重量百分比的组分组成：
所述硅微粉粒径为200目；所述的蛭石片细粉粒径为50-120微米和120-250微米；所述的尖晶石细粉的粒径为120目；
所述的固化剂为TGIC；
所述的丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成；
所述的有机硅粉末为硅氧烷，Tg为280-300℃；
所述的催化剂为二乙烯二胺。
一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将搅拌机打开后，按环氧树脂—丙烯酸树脂-蛭石片细粉-二硫化钼-有机硅粉末-颜料-尖晶石细粉-催化剂的顺序加入搅拌机内搅拌25min，转速为200rpm；将转速调整为300rpm，依次加入硅微粉和固化剂，搅拌12min；
步骤二：将搅拌均匀的原料放入挤出机中加热并且挤出，加热温度为100℃，挤出的半成品为片状；
步骤三：将片状半成品放入粉碎机中粉碎并研磨成粉状，经筛分即得本发明所述的粉末涂料。
实施例3
本发明提供了一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，由如下重量百分比的组分组成：
所述硅微粉粒径为200目；所述的蛭石片细粉粒径为50-120微米和120-250微米；所述的尖晶石细粉的粒径为120目；
所述的固化剂为TGIC；
所述的丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成；
所述的有机硅粉末为硅氧烷，Tg为280-300℃；
所述的催化剂为二乙烯二胺。
一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将搅拌机打开后，按环氧树脂—丙烯酸树脂-蛭石片细粉-二硫化钼-有机硅粉末-颜料-尖晶石细粉-催化剂的顺序加入搅拌机内搅拌30min，转速为200rpm；将转速调整为300rpm，依次加入硅微粉和固化剂，搅拌10min；
步骤二：将搅拌均匀的原料放入挤出机中加热并且挤出，加热温度为140℃，挤出的半成品为片状；
步骤三：将片状半成品放入粉碎机中粉碎并研磨成粉状，经筛分即得本发明所述的粉末涂料。
实施例4
本发明提供了一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，由如下重量百分比的组分组成：
所述硅微粉粒径为200目；所述的蛭石片细粉粒径为50-120微米和120-250微米；所述的尖晶石细粉的粒径为120目；
所述的固化剂为TGIC；
所述的丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成；
所述的有机硅粉末为硅氧烷，Tg为280-300℃；
所述的催化剂为二乙烯二胺。
一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将搅拌机打开后，按环氧树脂—丙烯酸树脂-蛭石片细粉-二硫化钼-有机硅粉末-颜料-尖晶石细粉-催化剂的顺序加入搅拌机内搅拌205min，转速为200rpm；将转速调整为300rpm，依次加入硅微粉和固化剂，搅拌10min；
步骤二：将搅拌均匀的原料放入挤出机中加热并且挤出，加热温度为80℃，挤出的半成品为片状；
步骤三：将片状半成品放入粉碎机中粉碎并研磨成粉状，经筛分即得本发明所述的粉末涂料。
用以上配比的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料采用静电喷涂的方法喷涂于导电铜排表面，对涂膜进行检测。
所述的耐酸碱性检测方法为3％盐酸与5％氢氧化钠溶液点滴法。此检测数据只针对上述检测样品。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：
环氧树脂15-35%
丙烯酸树脂5-12%
硅微粉15%-30%
固化剂8%-15%
颜料7%-15%
蛭石片细粉15%-20%
尖晶石细粉5-10%
二硫化钼5-8%
有机硅粉末1-3%
催化剂0.5-3%。
2.如权利要求1所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，所述硅微粉粒径为200目。
3.如权利要求1所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，所述的固化剂为TGIC。
4.如权利要求1所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，所述的丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成。
5.如权利要求1所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，所述的蛭石片细粉为生蛭石片经过研磨制得，粒径为50-120微米和120-250微米。
6.如权利要求1所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，所述的尖晶石细粉的粒径为120目。
7.如权利要求1所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，所述的有机硅粉末为硅氧烷，Tg为280-300℃。
8.如权利要求1所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料，其特征在于，所述的催化剂为二乙烯二胺。
9.一种阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一：将搅拌机打开后，按环氧树脂—丙烯酸树脂-蛭石片细粉-二硫化钼-有机硅粉末-颜料-尖晶石细粉-催化剂的顺序加入搅拌机内搅拌20-30min，转速为200rpm；将转速调整为300rpm，依次加入硅微粉和固化剂，搅拌10-15min；
步骤二：将搅拌均匀的原料放入挤出机中加热并且挤出，加热温度为80-140℃，挤出的半成品为片状；
步骤三：将片状半成品放入粉碎机中粉碎并研磨成粉状，经筛分即得粉末涂料。
10.如权利要求9所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一：将搅拌机打开后，按环氧树脂—丙烯酸树脂-蛭石片细粉-二硫化钼-有机硅粉末-颜料-尖晶石细粉-催化剂的顺序加入搅拌机内搅拌20min，转速为200rpm；将转速调整为300rpm，依次加入硅微粉和固化剂，搅拌10min；
步骤二：将搅拌均匀的原料放入挤出机中加热并且挤出，加热温度为120℃，挤出的半成品为片状；
步骤三：将片状半成品放入粉碎机中粉碎并研磨成粉状，经筛分即得本发明所述的粉末涂料；
所述的阻燃、绝缘耐高温导电铜排粉末涂料重量百分比的组分组成：
环氧树脂25%
丙烯酸树脂8%
硅微粉15%
固化剂10%
颜料10%
蛭石片细粉15%
尖晶石细粉7%
二硫化钼6%
有机硅粉末2%
催化剂2%；
所述硅微粉粒径为200目；所述的蛭石片细粉粒径为50-120微米和120-250微米；所述的尖晶石细粉的粒径为120目；
所述的固化剂为TGIC；
所述的丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成；
所述的有机硅粉末为硅氧烷，Tg为280-300℃；
所述的催化剂为二乙烯二胺。
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