CN108976991A - 一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，在传统的高阻防晕漆中加入了蜂窝状二氧化硅纳米管，并对高压电机线圈进行了高低温后处理，原理在于：在超低温的环境温度下，高阻防晕漆层会收缩，然后机器运行后，高阻防晕漆层的工作环境会迅速升温，高阻防晕漆层会发生膨胀，在这种高低温反复冲击之下，高阻防晕漆层会开裂，直接影响线圈的安全性能，本发明中加入蜂窝状二氧化硅纳米管后，由于纳米管的中空结构，在微量的收缩和膨胀时，具有非常好的弹性，故可以显著提升高阻防晕漆层的高低温耐冲击性能；同时本发明还采用逐级降温的模式来调节高阻防晕漆层对高低温冲击的耐受性，效果显著。

Description

一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电晕高阻漆技术领域，尤其涉及一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆及其制备方法。
背景技术
发电机发展的一个趋势是电压等级越来越高，容量越来越大，尤其是大型空冷机组，这对高压电机线圈防电晕材料提出了新的要求，不但高压电机线圈起晕电压要求更高，而且高压电机线圈不能在运行过程中由于电晕作用而烧损。要满足这个要求的一种方法就是在高压电机线圈表面涂刷一层高电阻防电晕漆。
目前国产并使用的高电阻防电晕漆均为单组份气干高阻防电晕漆，漆基为环氧酯或聚酯类气干漆，它们对容器密封及储存条件要求极高，储存寿命短。同时，由于是气干漆，若涂层过厚，或喷涂在有吸附性的表面上，则底层防晕漆极难固化，从而极大影响线圈表面的附着性及防晕性能。这种漆基耐热等级为B级(130℃)，与线圈表面附着性不好，室温条件下固化不充分，易在高压电机线圈装配过程中脱落或在电机运行过程中由于各种腐蚀导致漆基失效分解而使其中所含有的改善端部电位梯度分布的成分脱落，从而最终导致高压电机线圈因电晕腐蚀烧损。
中国发明专利CN103160183A公开了一种高阻防晕漆的制备方法，该防电晕漆耐热等级达到F级(155℃)，固化后的高阻防晕漆表面电阻率为1×109-8×1012Ω，基本可以满足高压电机线圈的需要，但是该高阻防晕漆在我国东北或者西北等极端天气条件下仍无法满足需要，针对当地设备使用前后环境温差特别大的情况，本发明提供了一种针对极端天气条件下的应用于高压电机线圈的高阻防晕漆及其制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，包括漆基和固化剂；
所述的漆基，由以下重量百分比的成分组成：
环氧树脂 55-65％
蜂窝状二氧化硅纳米管 0.03-0.08％
有机溶剂 余量。
所述的固化剂，由以下重量百分比的成分组成：
聚酰胺树脂 35-45％
有机溶剂 余量。
优选的，所述的漆基和固化剂中的有机溶剂为甲苯或者二甲苯。
优选的，所述的蜂窝状二氧化硅纳米管，长度为4-6μm，直径为40-80nm。
优选的，所述的漆基与固化剂的重量比为1：(0.2-0.4)。
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆的制备方法，包括以下步骤:
A、将环氧树脂预热到60-80℃，加入蜂窝状二氧化硅纳米管，搅拌30-45min，继续加热环氧树脂至115-125℃，再搅拌60-90min后得到纳米环氧树脂溶液；
B、向环氧树脂溶液中加入适量的溶剂，搅拌15-30min制成漆基；
C、称取适量的聚酰胺树脂，加入适量的溶剂中，搅拌均匀制成固化剂；
D、将步骤C得到的固化剂加入到步骤B制成的漆基中，在室温条件下搅拌8-15min得到高阻防晕漆；
E、将高阻防晕漆应用于高压电机线圈，在室温下48-60h完全固化，高压电机线圈表面附着一层高阻防晕漆层；
F、对高压电机线圈进行高低温后处理，即可。
优选的，所述的步骤E中，固化后得到的高阻防晕漆层的厚度为0.08-0.15mm。
优选的，所述的步骤F中，高低温后处理，包括以下步骤:
步骤一：将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下15-零下10℃的低温环境中，保温30-40h；直接将高压电机线圈放入160-180℃高温中，保温8-12h；
步骤二、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下35-零下33℃的低温环境中，保温24-30h；再次将高压电机线圈放入160-180℃高温中，保温16-20h；
步骤三、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下40-零下38℃的低温环境中，保温16-24h；再次将高压电机线圈放入160-180℃高温中，保温24-30h；
步骤四、自然冷却至常温；即可。
本发明的有益之处在于：本发明的应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，在传统的高阻防晕漆中加入了蜂窝状二氧化硅纳米管，并对高压电机线圈进行了高低温后处理，原理在于：
在超低温的环境温度下，高阻防晕漆层会收缩，然后机器运行后，高阻防晕漆层的工作环境会迅速升温，高阻防晕漆层会发生膨胀，在这种高低温反复冲击之下，高阻防晕漆层会开裂，直接影响线圈的安全性能，本发明中加入蜂窝状二氧化硅纳米管后，由于纳米管的中空结构，在微量的收缩和膨胀时，具有非常好的弹性，故可以显著提升高阻防晕漆层的高低温耐冲击性能；同时本发明还采用逐级降温的模式来调节高阻防晕漆层对高低温冲击的耐受性，效果显著。
具体实施方式
实施例1
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，其特征在于，包括漆基和固化剂；
所述的漆基，由以下重量百分比的成分组成：
环氧树脂 62％
蜂窝状二氧化硅纳米管 0.05％
有机溶剂 余量；
所述的固化剂，由以下重量百分比的成分组成：
聚酰胺树脂 42％
有机溶剂 余量。
所述的漆基和固化剂中的有机溶剂为甲苯。
所述的蜂窝状二氧化硅纳米管，长度为4-6μm，直径为40-80nm。
所述的漆基与固化剂的重量比为1：0.25。
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆的制备方法，包括以下步骤:
A、将环氧树脂预热到75℃，加入蜂窝状二氧化硅纳米管，搅拌40min，继续加热环氧树脂至118℃，再搅拌80min后得到纳米环氧树脂溶液；
B、向环氧树脂溶液中加入适量的溶剂，搅拌20min制成漆基；
C、称取适量的聚酰胺树脂，加入适量的溶剂中，搅拌均匀制成固化剂；
D、将步骤C得到的固化剂加入到步骤B制成的漆基中，在室温条件下搅拌12min得到高阻防晕漆；
E、将高阻防晕漆应用于高压电机线圈，在室温下55h完全固化，高压电机线圈表面附着一层高阻防晕漆层；
F、对高压电机线圈进行高低温后处理，即可。
所述的步骤E中，固化后得到的高阻防晕漆层的厚度为0.10mm。
所述的步骤F中，高低温后处理，包括以下步骤:
步骤一：将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下12℃的低温环境中，保温35h；直接将高压电机线圈放入178℃高温中，保温10h；
步骤二、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下34℃的低温环境中，保温28h；再次将高压电机线圈放入178℃高温中，保温18h；
步骤三、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下39℃的低温环境中，保温20h；再次将高压电机线圈放入178℃高温中，保温25h；
步骤四、自然冷却至常温；即可。
实施例2
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，其特征在于，包括漆基和固化剂；
所述的漆基，由以下重量百分比的成分组成：
环氧树脂 65％
蜂窝状二氧化硅纳米管 0.03％
有机溶剂 余量；
所述的固化剂，由以下重量百分比的成分组成：
聚酰胺树脂 45％
有机溶剂 余量。
所述的漆基和固化剂中的有机溶剂为二甲苯。
所述的蜂窝状二氧化硅纳米管，长度为4-6μm，直径为40-80nm。
所述的漆基与固化剂的重量比为1：0.2。
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆的制备方法，包括以下步骤:
A、将环氧树脂预热到80℃，加入蜂窝状二氧化硅纳米管，搅拌30min，继续加热环氧树脂至125℃，再搅拌60min后得到纳米环氧树脂溶液；
B、向环氧树脂溶液中加入适量的溶剂，搅拌30min制成漆基；
C、称取适量的聚酰胺树脂，加入适量的溶剂中，搅拌均匀制成固化剂；
D、将步骤C得到的固化剂加入到步骤B制成的漆基中，在室温条件下搅拌8min得到高阻防晕漆；
E、将高阻防晕漆应用于高压电机线圈，在室温下60h完全固化，高压电机线圈表面附着一层高阻防晕漆层；
F、对高压电机线圈进行高低温后处理，即可。
所述的步骤E中，固化后得到的高阻防晕漆层的厚度为0.15mm。
所述的步骤F中，高低温后处理，包括以下步骤:
步骤一：将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下10℃的低温环境中，保温40h；直接将高压电机线圈放入180℃高温中，保温8h；
步骤二、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下33℃的低温环境中，保温30h；再次将高压电机线圈放入180℃高温中，保温16h；
步骤三、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下38℃的低温环境中，保温24h；再次将高压电机线圈放入180℃高温中，保温24h；
步骤四、自然冷却至常温；即可。
实施例3
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，其特征在于，包括漆基和固化剂；
所述的漆基，由以下重量百分比的成分组成：
环氧树脂 55％
蜂窝状二氧化硅纳米管 0.08％
有机溶剂 余量；
所述的固化剂，由以下重量百分比的成分组成：
聚酰胺树脂 35％
有机溶剂 余量。
所述的漆基和固化剂中的有机溶剂为甲苯。
所述的蜂窝状二氧化硅纳米管，长度为4-6μm，直径为40-80nm。
所述的漆基与固化剂的重量比为1：0.4。
一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆的制备方法，包括以下步骤:
A、将环氧树脂预热到60℃，加入蜂窝状二氧化硅纳米管，搅拌45min，继续加热环氧树脂至115℃，再搅拌90min后得到纳米环氧树脂溶液；
B、向环氧树脂溶液中加入适量的溶剂，搅拌15min制成漆基；
C、称取适量的聚酰胺树脂，加入适量的溶剂中，搅拌均匀制成固化剂；
D、将步骤C得到的固化剂加入到步骤B制成的漆基中，在室温条件下搅拌15min得到高阻防晕漆；
E、将高阻防晕漆应用于高压电机线圈，在室温下48h完全固化，高压电机线圈表面附着一层高阻防晕漆层；
F、对高压电机线圈进行高低温后处理，即可。
所述的步骤E中，固化后得到的高阻防晕漆层的厚度为0.08mm。
所述的步骤F中，高低温后处理，包括以下步骤:
步骤一：将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下15℃的低温环境中，保温30h；直接将高压电机线圈放入160℃高温中，保温12h；
步骤二、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下35℃的低温环境中，保温24h；再次将高压电机线圈放入160℃高温中，保温16h；
步骤三、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下40℃的低温环境中，保温16h；再次将高压电机线圈放入160℃高温中，保温30h；
步骤四、自然冷却至常温；即可。
对比例1
将实施例1中的蜂窝状二氧化硅纳米管替换为常规的纳米二氧化硅，其余配比和制备方法不变。
对比例2
将实施例1中的蜂窝状二氧化硅纳米管替换为1200目的二碳化硅粉末，其余配比和制备方法不变。
对比例3
将实施例1中的高低温后处理步骤去除，其余配比和制备方法不变。
对比例4
将实施例1中的蜂窝状二氧化硅纳米管替换为1200目的二碳化硅粉末，并将高低温后处理步骤去除，其余配比和制备方法不变。
测试1
对实施例1-3和对比例1-4的样品进行耐热等级和5000V直流电压下表面电阻率测试，得到的测试数据见表1；
表1：样品的耐热等级和表面电阻率测试结果
测试2
将实施例1和对比例1-4的样品进行耐高低温冲击测试，测试方法为：将线圈升温至180℃，保持480小时后常温下降温至常温，然后在1小时内将线圈降温至-40℃，保持24小时，再次升温至180℃，然后按照高温-低温-高温-低温的周期反复进行；12个月后取出测试其5000V直流电压下表面电阻率，测试结果如下(测试样品分别为3个，结果为平均值)：
表2：样品的耐高低温冲击对比测试结果
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 (7)

1.一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，其特征在于，包括漆基和固化剂；
所述的漆基，由以下重量百分比的成分组成：
环氧树脂 55-65％
蜂窝状二氧化硅纳米管 0.03-0.08％
有机溶剂 余量；
所述的固化剂，由以下重量百分比的成分组成：
聚酰胺树脂 35-45％
有机溶剂 余量。
2.如权利要求1所述的应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，其特征在于，所述的漆基和固化剂中的有机溶剂为甲苯或者二甲苯。
3.如权利要求1所述的应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，其特征在于，所述的蜂窝状二氧化硅纳米管，长度为4-6μm，直径为40-80nm。
4.如权利要求1所述的应用于高压电机线圈的高阻防晕漆，其特征在于，所述的漆基与固化剂的重量比为1：(0.2-0.4)。
5.一种应用于高压电机线圈的高阻防晕漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
A、将环氧树脂预热到60-80℃，加入蜂窝状二氧化硅纳米管，搅拌30-45min，继续加热环氧树脂至115-125℃，再搅拌60-90min后得到纳米环氧树脂溶液；
B、向环氧树脂溶液中加入适量的溶剂，搅拌15-30min制成漆基；
C、称取适量的聚酰胺树脂，加入适量的溶剂中，搅拌均匀制成固化剂；
D、将步骤C得到的固化剂加入到步骤B制成的漆基中，在室温条件下搅拌8-15min得到高阻防晕漆；
E、将高阻防晕漆应用于高压电机线圈，在室温下48-60h完全固化，高压电机线圈表面附着一层高阻防晕漆层；
F、对高压电机线圈进行高低温后处理，即可。
6.如权利要求5所述的应用于高压电机线圈的高阻防晕漆的制备方法，其特征在于，所述的步骤E中，固化后得到的高阻防晕漆层的厚度为0.08-0.15mm。
7.如权利要求5所述的应用于高压电机线圈的高阻防晕漆的制备方法，其特征在于，所述的步骤F中，高低温后处理，包括以下步骤:
步骤一：将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下15-零下10℃的低温环境中，保温30-40h；直接将高压电机线圈放入160-180℃高温中，保温8-12h；
步骤二、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下35-零下33℃的低温环境中，保温24-30h；再次将高压电机线圈放入160-180℃高温中，保温16-20h；
步骤三、将高压电机线圈自然冷却至常温后，放入零下40-零下38℃的低温环境中，保温16-24h；再次将高压电机线圈放入160-180℃高温中，保温24-30h；
步骤四、自然冷却至常温；即可。
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