CN107298931B - 潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法及应用 - Google Patents

潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法及应用，涉及一种防水涂料的制备方法及应用。是要解决现有漆包线表面需要增加一层较厚的隔水层以提高耐水能力，造成电机尺寸增大的问题。方法：一、向端氨基聚醚树脂中加入环氧树脂，反应制得A组份；二、在室温下，将端氨基聚醚和其他二元胺类物质混合，制得B组份；三、将异氰酸酯HDI三聚体、TDI、MDI‑50和MDI混合，得到C组份；四、将A组份、B组份和C组份共混，即得。防水涂料的厚度仅为0.05‑0.15mm，在此范围内即可实现防水和绝缘，绝缘强度高，击穿场强为110～130kV/mm，体积电阻率为3e14～6e14Ω·m。本发明用于防水涂料领域。

Description

潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种防水涂料的制备方法及应用。
背景技术
潜水电机是一种水下使用的电动机，因此对电机各种绝缘材料的绝缘性能、耐水性能有着极高的要求。漆包线是电机的重要组成部分，漆包线漆是涂覆在漆包线表面起到线圈绝缘作用的绝缘材料，相比于通用漆包线，潜水电机的漆包线需要更高的耐水性能，因此往往需要在漆包线表面通过挤出聚乙烯、聚丙烯、尼龙等护套增加一层较厚的隔水层，厚度达到25-40mm。这种方法制备的潜水电机漆包线具有较好的绝缘、耐水能力，但是铜线直径增加比例高，造成电机尺寸增大，仍有一定的弊端。因此，设计一种绝缘、耐水能力好，漆膜厚度低的潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料具有重要意义。
发明内容
本发明是要解决现有漆包线表面需要增加一层较厚的隔水层以提高耐水能力，造成电机尺寸增大的问题，提供潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法及应用。
本发明潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、向端氨基聚醚树脂中缓慢加入环氧树脂，反应温度为23-25℃，反应时间为15-20h，制得A组份；
其中端氨基聚醚树脂和环氧树脂的摩尔比为(3.5-4):1；所述端氨基聚醚按质量百分比由50％-65％的D2000和35％-50％的扩链剂组成；
二、在室温下，将端氨基聚醚和其他二元胺类物质混合，制得B组份；
其中端氨基聚醚与其他二元胺的摩尔比为(0.8-1)：(0.1-0.2)，所述端氨基聚醚由E100、E300、ED600、E2000和T5000按摩尔比(0.1-0.3)：(0.2-0.4)：(0.4-0.6)：(0.2-0.6)：(0.15-0.2)组成，所述其他二元胺由己二胺、对苯二胺和二氨基二苯醚按摩尔比(0.3-0.5)：(0.15-0.5)：(0.2-0.5)组成；
三、将异氰酸酯HDI三聚体、TDI、MDI-50和MDI按摩尔比(0.5-0.8)：(0.2-0.5)：(0.2-0.5)：(0.2-0.5)混合，得到C组份；
四、将A组份、B组份和C组份共混，即得到潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料；其中A组份、B组份和C组份的摩尔比为(0.15-0.25)：(0.75-1)：(1.05-1.15)。
进一步的，步骤一中所述扩链剂为E100、E300中的一种或两种按任意比组成的混合物。
进一步的，步骤一中环氧树脂为双酚A环氧E-20、酚醛环氧树脂F-44、酚醛环氧树脂F-51、酚醛环氧树脂F-48或酚醛环氧树脂F-50。
步骤三中所述MDI指纯MDI单体，属于固体原料；所述MDI-50属于液体单体，是MDI和TDI的混合物，各占50％。
上述防水涂料作为潜水电机铜导体及漆包铜导体表面涂料的应用，具体方法为：
防水涂料中A组份、B组份和C组份共混后，立刻给潜水电机铜导体或漆包铜导体上漆，之后将得到的漆膜先在180-260℃烘制1-2min，再于140～150℃进行热蒸汽处理，处理时间为8～10min，冷却后降温收卷。
进一步的，所述上漆的方法为模具法或挤出法，模具法是漆包线漆上漆的常规方法，挤出是潜水线制备的常用方法。
本发明的有益效果：
本发明使用低分子量端氨基聚醚改性环氧树脂作为A组份使用，将较高分子量的聚醚多元醇及其他二元胺组份共混作为B组份使用，将异氰酸酯三聚体、HDI、TDI等原料共混作为C组份使用，将A、B、C三组分经过混合涂刷及后处理，制得一种防水涂料。
本发明制得涂料的可归属于无溶剂涂料，上漆过程中无溶剂及其他低分子物质释放，相比其他漆包线涂料具有环保优势，同时本发明设计的涂料上漆工艺简单，设备要求比传统潜水线设备更低，生产效率更高。
本发明的潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的具有厚度低的优势，仅为0.05-0.15mm，在此范围内即可实现防水和绝缘，绝缘强度高，击穿场强为110～130kV/mm，体积电阻率为3e14～6e14Ω·m，漆膜耐水性好，50℃环境下，在水及酸、碱性溶液中储存14天绝缘强度不降低。本发明防水涂料的厚度相比传统潜水漆包线漆厚度明显减小(传统潜水漆包线漆厚度是25-40mm)，因此，使用本发明设计的防水涂料有助于缩小电机尺寸。
相比传统漆包线漆，本发明的防水涂料具有较高的交联密度，交联密度的提高是通过引入环氧树脂、使用蒸汽交联聚脲树脂实现。
本发明方法中使用的聚脲树脂和环氧树脂都具有较高的耐水性，属于耐水材料，尤其官能团种类决定其耐水解能力强。聚脲树脂分子量大，分子间排布紧密，结晶度高，具有很好的隔水、防渗透的能力。本发明方法中引入环氧树脂，使用蒸汽交联聚脲可以提高漆膜交联密度，既能够提高绝缘性能、又能够在较低厚度下实现隔水，提高耐水性。
本发明的防水涂料属于无溶剂自交联型涂料，具有生产工艺简单、成型后漆膜厚度低、绝缘强度高、耐水性好等特点，不会对环境和人体健康带来危害，属于绿色环保类涂料，具有较强的经济效益和社会效益。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、向端氨基聚醚树脂中加入环氧树脂，反应温度为23-25℃，反应时间为15-20h，制得A组份；
其中端氨基聚醚树脂和环氧树脂的摩尔比为(3.5-4):1；所述端氨基聚醚按质量百分比由50％-65％的D2000和35％-50％的扩链剂组成；
二、在室温下，将端氨基聚醚和其他二元胺类物质混合，制得B组份；
其中端氨基聚醚与其他二元胺的摩尔比为(0.8-1)：(0.1-0.2)，所述端氨基聚醚由E100、E300、ED600、E2000和T5000按摩尔比(0.1-0.3)：(0.2-0.4)：(0.4-0.6)：(0.2-0.6)：(0.15-0.2)组成，所述其他二元胺由己二胺、对苯二胺和二氨基二苯醚按摩尔比(0.3-0.5)：(0.15-0.5)：(0.2-0.5)组成；
三、将异氰酸酯HDI三聚体、TDI、MDI-50和MDI按摩尔比(0.5-0.8)：(0.2-0.5)：(0.2-0.5)：(0.2-0.5)混合，得到C组份；
四、将A组份、B组份和C组份共混，即得到潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料；其中A组份、B组份和C组份的摩尔比为(0.15-0.25)：(0.75-1)：(1.05-1.15)。
使用本方法制备的涂料具有生产工艺简单、成型后漆膜厚度低、绝缘强度高、耐水性好，且不含有任何溶剂的特点。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述扩链剂为E100、E300中的一种或两种按任意比组成的混合物。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中环氧树脂为双酚A环氧E-20、酚醛环氧树脂F-44、酚醛环氧树脂F-51、酚醛环氧树脂F-48或酚醛环氧树脂F-50。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式防水涂料作为潜水电机铜导体及漆包铜导体表面涂料的应用，具体方法为：
防水涂料中A组份、B组份和C组份共混后，立刻给潜水电机铜导体或漆包铜导体上漆，之后将得到的漆膜先在180-260℃烘制1-2min，再于140～150℃进行热蒸汽处理，处理时间为8～10min，冷却后降温收卷。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：所述上漆的方法为模具法或挤出法。其它与具体实施方式四相同。
下面对本发明的实施例做详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
一、向端氨基聚醚树脂中缓慢加入环氧树脂，反应温度为25℃，反应时间为15h，制得A组份；
其中端氨基聚醚树脂和环氧树脂的摩尔比为3.5:1；所述端氨基聚醚按质量百分比由50％的D2000和50％的扩链剂组成；所述扩链剂为E100；环氧树脂为双酚A环氧E-20；
二、在室温下，将端氨基聚醚和其他二元胺类物质混合，制得B组份；
其中端氨基聚醚与其他二元胺的摩尔比为1：0.1，所述端氨基聚醚由E100、E300、ED600、E2000和T5000按摩尔比0.1：0.3：0.6：0.3：0.2组成，所述其他二元胺由己二胺、对苯二胺和二氨基二苯醚按摩尔比0.5：0.2：0.5组成；
三、将异氰酸酯HDI三聚体、TDI、MDI-50和MDI按摩尔比0.5：0.2：0.2：0.2混合，得到C组份；
四、将A组份、B组份和C组份共混，即得到潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料；其中A组份、B组份和C组份的摩尔比为0.2：0.8：1.1；
五、防水涂料中A组份、B组份和C组份共混后，立刻给潜水电机铜导体通过模具法上漆，之后将得到的漆膜先在200℃烘制1min，再于150℃进行热蒸汽处理，处理时间为10min，冷却后降温收卷。
本方法得到的潜水电机铜导体表面涂料的厚度低，仅为0.05mm，在此范围内即可实现防水和绝缘，绝缘强度高，击穿场强为110kV/mm，体积电阻率为3e14Ω·m，漆膜耐水性好，50℃环境下，在水及酸、碱性溶液中储存14天绝缘强度不降低。
实施例2：
一、向端氨基聚醚树脂中缓慢加入环氧树脂，反应温度为25℃，反应时间为15h，制得A组份；
其中端氨基聚醚树脂和环氧树脂的摩尔比为4:1；所述端氨基聚醚按质量百分比由65％的D2000和35％的扩链剂组成；所述扩链剂为E300，环氧树脂为酚醛环氧树脂F-44；
二、在室温下，将端氨基聚醚和其他二元胺类物质混合，制得B组份；
其中端氨基聚醚与其他二元胺的摩尔比为0.8：0.2，所述端氨基聚醚由E100、E300、ED600、E2000和T5000按摩尔比0.3：0.2：0.5：0.4：0.15组成，所述其他二元胺由己二胺、对苯二胺和二氨基二苯醚按摩尔比0.3：0.5：0.2组成；
三、将异氰酸酯HDI三聚体、TDI、MDI-50和MDI按摩尔比0.8：0.5：0.3：0.3混合，得到C组份；
四、将A组份、B组份和C组份共混，即得到潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料；其中A组份、B组份和C组份的摩尔比为0.25：0.75：1.15；
五、防水涂料中A组份、B组份和C组份共混后，立刻给潜水电机铜导体通过模具法上漆，之后将得到的漆膜先在200℃烘制1min，再于150℃进行热蒸汽处理，处理时间为10min，冷却后降温收卷。
本方法得到的潜水电机铜导体表面涂料的厚度低，仅为0.05mm，在此范围内即可实现防水和绝缘，绝缘强度高，击穿场强为120kV/mm，体积电阻率为3e14Ω·m，漆膜耐水性好，50℃环境下，在水及酸、碱性溶液中储存14天绝缘强度不降低。
实施例3：
一、向端氨基聚醚树脂中缓慢加入环氧树脂，反应温度为25℃，反应时间为20h，制得A组份；
其中端氨基聚醚树脂和环氧树脂的摩尔比为4:1；所述端氨基聚醚按质量百分比由60％的D2000和40％的扩链剂组成；所述扩链剂为E300，环氧树脂为酚醛环氧树脂F-50；
二、在室温下，将端氨基聚醚和其他二元胺类物质混合，制得B组份；
其中端氨基聚醚与其他二元胺的摩尔比为1：0.2，所述端氨基聚醚由E100、E300、ED600、E2000和T5000按摩尔比0.3：0.2：0.5：0.5：0.15组成，所述其他二元胺由己二胺、对苯二胺和二氨基二苯醚按摩尔比0.3：0.3：0.2组成；
三、将异氰酸酯HDI三聚体、TDI、MDI-50和MDI按摩尔比0.5：0.5：0.3：0.3混合，得到C组份；
四、将A组份、B组份和C组份共混，即得到潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料；其中A组份、B组份和C组份的摩尔比为0.25：0.75：1.15；
五、防水涂料中A组份、B组份和C组份共混后，立刻给潜水电机铜导体通过模具法上漆，之后将得到的漆膜先在200℃烘制1min，再于150℃进行热蒸汽处理，处理时间为10min，冷却后降温收卷。
本方法得到的潜水电机铜导体表面涂料的厚度低，仅为0.05mm，在此范围内即可实现防水和绝缘，绝缘强度高，击穿场强为130kV/mm，体积电阻率为6e14Ω·m，漆膜耐水性好，50℃环境下，在水及酸、碱性溶液中储存14天绝缘强度不降低。

Claims (5)

1.潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
一、向端氨基聚醚树脂中加入环氧树脂，反应温度为23-25℃，反应时间为15-20h，制得A组份；
其中端氨基聚醚树脂和环氧树脂的摩尔比为(3.5-4):1；所述端氨基聚醚按质量百分比由50％-65％的D2000和35％-50％的扩链剂组成；
二、在室温下，将端氨基聚醚和其他二元胺类物质混合，制得B组份；
其中端氨基聚醚与其他二元胺的摩尔比为(0.8-1)：(0.1-0.2)，所述端氨基聚醚由E100、E300、ED600、E2000和T5000按摩尔比(0.1-0.3)：(0.2-0.4)：(0.4-0.6)：(0.2-0.6)：(0.15-0.2)组成，所述其他二元胺由己二胺、对苯二胺和二氨基二苯醚按摩尔比(0.3-0.5)：(0.15-0.5)：(0.2-0.5)组成；
三、将异氰酸酯HDI三聚体、TDI、MDI-50和MDI按摩尔比(0.5-0.8)：(0.2-0.5)：(0.2-0.5)：(0.2-0.5)混合，得到C组份；
四、将A组份、B组份和C组份共混，即得到潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料；其中A组份、B组份和C组份的摩尔比为(0.15-0.25)：(0.75-1)：(1.05-1.15)；
步骤三中所述MDI指纯MDI单体，属于固体原料；所述MDI-50属于液体单体，是MDI和TDI的混合物，各占50％。
2.根据权利要求1所述的潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中所述扩链剂为E100、E300中的一种或两种按任意比组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的潜水电机铜导体及漆包铜导体用防水涂料的制备方法，其特征在于步骤一中环氧树脂为双酚A环氧E-20、酚醛环氧树脂F-44或酚醛环氧树脂F-51。
4.如权利要求1所述的防水涂料作为潜水电机铜导体及漆包铜导体表面涂料的应用，其特征在于具体方法为：
防水涂料中A组份、B组份和C组份共混后，立刻给潜水电机铜导体或漆包铜导体上漆，之后将得到的漆膜先在180-260℃烘制1-2min，再于140～150℃进行热蒸汽处理，处理时间为8～10min，冷却后降温收卷。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述上漆的方法为模具法或挤出法。
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