CN111662637A - 一种电绝缘粉末涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电绝缘粉末涂料，本发明制备的无机粉料添加至有机树脂中，增加了高分子链的刚性，软化温度和熔融温度升高，提高了涂层的耐热温度、耐热时间，使得电机的机械性能和电绝缘性能能够保持相对稳定，扩展了粉体涂料的使用环境以及性能变化所允许的范围。本发明利用添加制备得到的无机材料，与有机树脂复合，形成有机‑无机电绝缘粉末涂料，增强涂层的耐高温性能，增加了电阻稳定性，提高涂层的绝缘性能，对于保障粉末涂料在高温高湿环境下的工作性能具有重要意义，促进了有机树脂在高性能绝缘涂料生产方面的应用和发展，带来了更多的经济效益和社会效益。

Description

一种电绝缘粉末涂料
技术领域
本发明涉及一种涂料制备技术领域，特别涉及一种电绝缘粉末涂料。
背景技术
随着工业发展的迅速起飞，各类电机的使用频率越来越高，对于电工设备来说，绝缘材料是一种不可缺少的材料，绝缘性是一项必不可少的考核标准，直接关系到电机的使用性能，对其使用稳定性以及使用寿命起到了决定性的作用。绝缘涂料是绝缘材料的一种，涂覆在导电体表面构成绝缘膜，起到绝缘保护的作用。现有的绝缘涂料在对金属表面封接后，能够在普通条件下保持绝缘性能，但随着温度。湿度等变化，很难达到保持稳定长期工作的性能。
有机树脂作为粉末涂料具有成型性好的特点，但有机树脂的导热性能很差，耐高温性能不佳，高温运转的电机以及电器设备在运作中会产生大量的热量，持续的高温会增大电阻，导致粉末涂料的绝缘性能显著下降。在高温、高湿等综合环境作用下，随着绝缘老化加剧，引发绝缘失效，严重影响电机的工作性能以及存在一定的安全风险，因此，需要开发一种在高温高湿环境下，保持电绝缘性能的粉末材料，对于粉末涂料的开发具有很大的应用价值。
发明内容
本发明旨在提供一种电绝缘粉末涂料，利用添加制备得到的无机材料，与有机树脂复合，形成有机-无机电绝缘粉末涂料，增强涂层的耐高温性能，增加了电阻稳定性，提高涂层的绝缘性能，对于保障粉末涂料在高温高湿环境下的工作性能具有重要意义。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电绝缘粉末涂料，其具体由以下制备工艺流程加以实现：
所述电绝缘粉末涂料，按照重量份计由以下成分制成：甲基苯基硅树脂35-40份、二乙烯三胺10-15份、氨基硅氧烷2.5-3.0份、三聚氰胺3.5-4.0份、无机粉料0.7-1.0份、 季铵盐1.0-2.0份、二氧化硅6-8份、滑石粉3.5-3.8份。
具体的，所述无机粉料的制备方法为：
（1）将碳酸钡与氧化锌按照质量比为12-13:5-6的比例称取，研磨至过40-50目筛，称取17-19克研磨混合粉末分散于90-100毫升pH值在7.4-7.6之间的硼酸-硼砂缓冲液中，在300-350转/分钟的转速下搅拌混合30-40分钟，升温至75-85℃，保温2-3小时 ；
（2）将步骤（1）混合物料进行过滤，将过滤物进行干燥，置于90-95℃烘箱中干燥4-5小时，然后与3.5-3.9克氢氧化铝混合，置于玛瑙求魔罐中，加入玛瑙球和1.5-1.8倍体积的异丙醇作为球磨剂进行球磨，球料比为1:1.6-1.8，球磨转速为300-330转/分钟，球磨时间为4-6小时，得到球磨粉料置于110-120℃烘箱中干燥8-10小时；
（3）将步骤（2）制备得到的球磨粉料分散至150-160毫升质量浓度为10-12%的聚乙二醇水溶液中，在260-300转/分钟下加快搅拌25-35分钟，搅拌混合物加入到聚四氟乙烯内衬材质的反应釜中，设定反应温度为150-160℃，反应时间为10-14小时，进行加压保温反应，反应压力为1.20-1.24MPa，反应结束后，取出产物，冷却至室温，过滤得到固体使用去离子水和无水乙醇先后各洗涤3-4次，然后在70-80℃烘箱中干燥8-10小时，研磨至过400-420目筛之间的粉体，得到的多孔结构材料即为所述无机粉料；所述聚乙二醇水溶液中聚乙二醇分子量为400。
所述甲基苯基硅树脂固含量在46-50%之间。
所述电绝缘粉末涂料的制备方法：按照所述质量份数称取所述制备原料，将固体原料进行粉碎与剩余物料混合均匀，进行挤出混合，形成流体混合物，冷却成固状物，将所述固状物粉碎至过140-150目标准筛的细微粉末即可。
所述电绝缘粉末涂料的涂装工艺：将制备得到的电绝缘粉末涂料用静电喷涂设备喷涂于待处理件表面，涂覆厚度在45-55微米之间，喷涂后固化干燥即可。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决有机树脂粉末涂料在使用环境以及使用温度的要求不断提高，无法适应的问题，本发明提供了一种电绝缘粉末涂料，本发明制备的无机粉料添加至甲基苯基硅树脂有机树脂中，增加了高分子链的刚性，软化温度和熔融温度升高，提高了涂层的耐热温度、耐热时间，使得电机的机械性能和电绝缘性能能够保持相对稳定，扩展了粉体涂料的使用环境以及性能变化所允许的范围。制备得到的粉末涂料固化温度为220℃，经受300℃以上高温后还能够保持保持涂层表面电阻在6×108MΩ-10×108MΩ之间；本发明利用添加制备得到的无机材料，与有机树脂复合，形成有机-无机电绝缘粉末涂料，增强涂层的耐高温性能，增加了电阻稳定性，提高涂层的绝缘性能，对于保障粉末涂料在高温高湿环境下的工作性能具有重要意义，促进了有机树脂在高性能绝缘涂料生产方面的应用和发展，促进了产品性能的升级，适用范围广，能够实现提高绝缘粉末涂料的功能性以及提高市场竞争力的现实意义，显著促进现代化涂料业与环保业快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种电绝缘粉末涂料，制备方法具体的包括以下步骤：
步骤1：配比：所述电绝缘粉末涂料，按照重量份计由以下成分制成：甲基苯基硅树脂35份、二乙烯三胺10份、氨基硅氧烷2.5份、三聚氰胺3.5份、无机粉料0.7份、 季铵盐1.0份、二氧化硅6份、滑石粉3.5份。
具体的，所述无机粉料的制备方法为：
（1）将碳酸钡与氧化锌按照质量比为12:5的比例称取，研磨至过40目筛，称取17克研磨混合粉末分散于90毫升pH值在7.4-7.6之间的硼酸-硼砂缓冲液中，在300转/分钟的转速下搅拌混合30分钟，升温至75℃，保温2小时 ；
（2）将步骤（1）混合物料进行过滤，将过滤物进行干燥，置于90℃烘箱中干燥4小时，然后与3.5克氢氧化铝混合，置于玛瑙求魔罐中，加入玛瑙球和1.5倍体积的异丙醇作为球磨剂进行球磨，球料比为1:1.6，球磨转速为300转/分钟，球磨时间为4小时，得到球磨粉料置于110℃烘箱中干燥8小时；
（3）将步骤（2）制备得到的球磨粉料分散至150毫升质量浓度为10%的聚乙二醇水溶液中，在260转/分钟下加快搅拌25分钟，搅拌混合物加入到聚四氟乙烯内衬材质的反应釜中，设定反应温度为150℃，反应时间为10小时，进行加压保温反应，反应压力为1.20MPa，反应结束后，取出产物，冷却至室温，过滤得到固体使用去离子水和无水乙醇先后各洗涤3次，然后在70℃烘箱中干燥8小时，研磨至过400-420目筛之间的粉体，得到的多孔结构材料即为所述无机粉料；所述聚乙二醇水溶液中聚乙二醇分子量为400。
所述甲基苯基硅树脂为江西新嘉懿新材料有限公司生产的XJY8351。
步骤2：所述电绝缘粉末涂料的制备方法：按照所述质量份数称取所述制备原料，将固体原料进行粉碎与剩余物料混合均匀，进行挤出混合，形成流体混合物，冷却成固状物，将所述固状物粉碎至过140目标准筛的细微粉末即可。
步骤3：所述电绝缘粉末涂料的涂装工艺：将制备得到的电绝缘粉末涂料用静电喷涂设备喷涂于LD6063铝型材待处理件表面，涂覆厚度在45-55微米之间，喷涂后固化干燥即可。
性能测试：采用实施例1制备得到的粉末涂料喷涂得到电绝缘涂层。得到的涂层的电性能测定采用ZC11D-1型兆欧表测定，其余的技术指标和试验方法均按照相应的国家标准执行，25℃下测定电阻值为8.5×108MΩ，在300℃下，相对湿度为98%的湿热条件下，120小时后，测定电阻值为8.3×108MΩ。
其它性能：经过800小时的盐雾试验，涂层表面无异常。
实施例2
一种电绝缘粉末涂料，制备方法具体的包括以下步骤：
步骤1：配比：所述电绝缘粉末涂料，按照重量份计由以下成分制成：甲基苯基硅树脂38份、二乙烯三胺12份、氨基硅氧烷2.8份、三聚氰胺3.8份、无机粉料0.8份、 季铵盐1.5份、二氧化硅7份、滑石粉3.6份。
具体的，所述无机粉料的制备方法为：
（1）将碳酸钡与氧化锌按照质量比为12.5:5.5的比例称取，研磨至过45目筛，称取18克研磨混合粉末分散于95毫升pH值在7.4-7.6之间的硼酸-硼砂缓冲液中，在330转/分钟的转速下搅拌混合35分钟，升温至80℃，保温2.5小时 ；
（2）将步骤（1）混合物料进行过滤，将过滤物进行干燥，置于93℃烘箱中干燥4.5小时，然后与3.6克氢氧化铝混合，置于玛瑙求魔罐中，加入玛瑙球和1.6倍体积的异丙醇作为球磨剂进行球磨，球料比为1:1.7，球磨转速为310转/分钟，球磨时间为5小时，得到球磨粉料置于115℃烘箱中干燥9小时；
（3）将步骤（2）制备得到的球磨粉料分散至155毫升质量浓度为11%的聚乙二醇水溶液中，在280转/分钟下加快搅拌30分钟，搅拌混合物加入到聚四氟乙烯内衬材质的反应釜中，设定反应温度为155℃，反应时间为12小时，进行加压保温反应，反应压力为1.22MPa，反应结束后，取出产物，冷却至室温，过滤得到固体使用去离子水和无水乙醇先后各洗涤3次，然后在75℃烘箱中干燥9小时，研磨至过400-420目筛之间的粉体，得到的多孔结构材料即为所述无机粉料；所述聚乙二醇水溶液中聚乙二醇分子量为400。
所述甲基苯基硅树脂为江西新嘉懿新材料有限公司生产的XJY8351。
步骤2：所述电绝缘粉末涂料的制备方法：按照所述质量份数称取所述制备原料，将固体原料进行粉碎与剩余物料混合均匀，进行挤出混合，形成流体混合物，冷却成固状物，将所述固状物粉碎至过145目标准筛的细微粉末即可。
步骤3：所述电绝缘粉末涂料的涂装工艺：将制备得到的电绝缘粉末涂料用静电喷涂设备喷涂于LD6063铝型材待处理件表面，涂覆厚度在45-55微米之间，喷涂后固化干燥即可。
性能测试：采用实施例2制备得到的粉末涂料喷涂得到电绝缘涂层。得到的涂层的电性能测定采用ZC11D-1型兆欧表测定，其余的技术指标和试验方法均按照相应的国家标准执行，25℃下测定电阻值为9.6×108MΩ，在300℃下，相对湿度为98%的湿热条件下，120小时后，测定电阻值为9.4×108MΩ。
其它性能：经过800小时的盐雾试验，涂层表面无异常。
实施例3
一种电绝缘粉末涂料，制备方法具体的包括以下步骤：
步骤1：配比：所述电绝缘粉末涂料，按照重量份计由以下成分制成：甲基苯基硅树脂40份、二乙烯三胺15份、氨基硅氧烷3.0份、三聚氰胺4.0份、无机粉料1.0份、 季铵盐2.0份、二氧化硅8份、滑石粉3.8份。
具体的，所述无机粉料的制备方法为：
（1）将碳酸钡与氧化锌按照质量比为13:6的比例称取，研磨至过50目筛，称取19克研磨混合粉末分散于100毫升pH值在7.4-7.6之间的硼酸-硼砂缓冲液中，在350转/分钟的转速下搅拌混合40分钟，升温至85℃，保温3小时 ；
（2）将步骤（1）混合物料进行过滤，将过滤物进行干燥，置于95℃烘箱中干燥5小时，然后与3.9克氢氧化铝混合，置于玛瑙求魔罐中，加入玛瑙球和1.8倍体积的异丙醇作为球磨剂进行球磨，球料比为1:1.8，球磨转速为330转/分钟，球磨时间为6小时，得到球磨粉料置于120℃烘箱中干燥10小时；
（3）将步骤（2）制备得到的球磨粉料分散至160毫升质量浓度为12%的聚乙二醇水溶液中，在300转/分钟下加快搅拌35分钟，搅拌混合物加入到聚四氟乙烯内衬材质的反应釜中，设定反应温度为160℃，反应时间为14小时，进行加压保温反应，反应压力为1.24MPa，反应结束后，取出产物，冷却至室温，过滤得到固体使用去离子水和无水乙醇先后各洗涤4次，然后在80℃烘箱中干燥10小时，研磨至过400-420目筛之间的粉体，得到的多孔结构材料即为所述无机粉料；所述聚乙二醇水溶液中聚乙二醇分子量为400。
所述甲基苯基硅树脂为江西新嘉懿新材料有限公司生产的XJY8351。
步骤2：所述电绝缘粉末涂料的制备方法：按照所述质量份数称取所述制备原料，将固体原料进行粉碎与剩余物料混合均匀，进行挤出混合，形成流体混合物，冷却成固状物，将所述固状物粉碎至过150目标准筛的细微粉末即可。
步骤3：所述电绝缘粉末涂料的涂装工艺：将制备得到的电绝缘粉末涂料用静电喷涂设备喷涂于LD6063铝型材待处理件表面，涂覆厚度在45-55微米之间，喷涂后固化干燥即可。
性能测试：采用实施例3制备得到的粉末涂料喷涂得到电绝缘涂层。得到的涂层的电性能测定采用ZC11D-1型兆欧表测定，其余的技术指标和试验方法均按照相应的国家标准执行，25℃下测定电阻值为9.0×108MΩ，在300℃下，相对湿度为98%的湿热条件下，120小时后，测定电阻值为8.7×108MΩ。
其它性能：经过800小时的盐雾试验，涂层表面无异常。

Claims (5)

1.一种电绝缘粉末涂料，其特征在于，所述电绝缘粉末涂料，按照重量份计由以下成分制成：甲基苯基硅树脂35-40份、二乙烯三胺10-15份、氨基硅氧烷2.5-3.0份、三聚氰胺3.5-4.0份、无机粉料0.7-1.0份、 季铵盐1.0-2.0份、二氧化硅6-8份、滑石粉3.5-3.8份。
所述无机粉料的制备方法为：
（1）将碳酸钡与氧化锌按照质量比为12-13:5-6的比例称取，研磨至过40-50目筛，称取17-19克研磨混合粉末分散于90-100毫升硼酸-硼砂缓冲液中，在300-350转/分钟的转速下搅拌混合30-40分钟，升温至75-85℃，保温2-3小时 ；
（2）将步骤（1）混合物料进行过滤，将过滤物进行干燥，置于90-95℃烘箱中干燥4-5小时，然后与3.5-3.9克氢氧化铝混合，置于玛瑙求魔罐中，加入玛瑙球和1.5-1.8倍体积的异丙醇作为球磨剂进行球磨，球磨转速为300-330转/分钟，球磨时间为4-6小时，得到球磨粉料置于110-120℃烘箱中干燥8-10小时；
（3）将步骤（2）制备得到的球磨粉料分散至150-160毫升聚乙二醇水溶液中，在260-300转/分钟下加快搅拌25-35分钟，搅拌混合物加入到聚四氟乙烯内衬材质的反应釜中，设定反应温度为150-160℃，反应时间为10-14小时，进行加压保温反应，反应压力为1.20-1.24MPa，反应结束后，取出产物，冷却至室温，过滤得到固体使用去离子水和无水乙醇先后各洗涤3-4次，然后在70-80℃烘箱中干燥8-10小时，研磨至过400-420目筛之间的粉体，即为所述无机粉料。
2.如权利要求1所述一种电绝缘粉末涂料，其特征在于，所述甲基苯基硅树脂固含量在46-50%之间。
3.如权利要求1所述一种电绝缘粉末涂料，其特征在于，所述无机粉料制备中步骤（1）使用的硼酸-硼砂缓冲液pH值在7.4-7.6之间。
4.如权利要求1所述一种电绝缘粉末涂料，其特征在于，所述无机粉料制备中步骤（2）球磨中球料比为1:1.6-1.8。
5.如权利要求1所述一种电绝缘粉末涂料，其特征在于，所述无机粉料制备中步骤（3）中质量聚乙二醇水溶液质量浓度为10-12%。
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