CN115820079A - 一种石墨烯磁环粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯磁环粉末涂料及其制备方法，每组分物料按照质量份数计算，具体包括如下：三羟苯基甲烷型环氧树脂30‑40份；线性酚醛环氧树脂20‑30份；石墨烯1‑10份；复合固化剂3‑6份；玻璃纤维1‑2份；复合偶联剂1‑2份；颜填料0.3‑4份；二氧化钛1‑10份；硫酸钡1‑10份。本发明不仅可以减小或避免涂层对磁环磁感的影响，还可以提高涂层的耐高温性能和耐压性能。

Description

一种石墨烯磁环粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于特殊涂料技术领域，特别涉及一种石墨烯磁环粉末涂料及其制备方法。

背景技术

磁环，是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用，因此广泛用于电力、电子、数据通讯设备等领域。由于电绝缘与耐电击穿的要求，需要在表面涂覆保护涂层，起到机械保护和电绝缘作用。

目前，行业内广泛采用的磁环涂覆材料为溶剂型绝缘涂料或者普通粉末涂料。但是溶剂型绝缘涂料会导致VOC排放，不符合当前的环保要求，而普通粉末涂料由于其自身特性以及喷涂施工的局限性，存在以下问题：普通粉末涂料在磁环上边缘覆盖率低，且耐高温性能差，在高温环境下使用容易产生涂层脱落问题，且磁感损失率较大，使得涂覆粉末涂料的磁环的应用局限较大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种石墨烯磁环粉末涂料及其制备方法，不仅可以减小或避免涂层对磁环磁感的影响，还可以提高涂层的耐高温性能和耐压性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种石墨烯磁环粉末涂料，每组分物料按照质量份数计算，具体包括如下：

优选地，所述复合固化剂包括二氰二氨、二乙烯三胺和间苯二胺。

优选地，所述复合固化剂中二氰二氨：二乙烯三胺：间苯二胺的质量比为：1-2:1-2:1-2。

优选地，所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂和氮化硅。

优选地，所述复合偶联剂中，硅烷偶联剂与氮化硅的质量比为1:1。

优选地，所述石墨烯为层数为小于5的层状石墨烯，且层状石墨烯的横向尺寸小于0.01μm。

优选地，所述颜填料为沉淀钡、钛黄、钴绿或铜铬黑。

优选地，所述玻璃纤维的长度为10-100μm。

优选地，具体步骤如下：

S1、将按比例称取各组分物料依次加入到混料罐中，先以200-300rpm低速搅拌混合5min，再以1000-1200rpm高速搅拌混合6min得到预混物；

S2、将预混料加入到挤出机中进行熔融挤出得到半成品，其中，挤出温度分区设置；

S3、将挤出后的半成品加入到研磨机进行研磨分级，控制成品粒径分布满足D50为38-42um，即得目标产品。

优选地，所述S2中，从输料端开始依次设置一区挤出温度为90-100℃；二区挤出温度为100-105℃；三区挤出温度为110-120℃。

有益效果：本发明公开了一种石墨烯磁环粉末涂料及其制备方法，具有如下优点：

(1)本发明制得的磁环粉末涂料的固化温度低于常规粉末涂料，从而避免在粉末涂料喷涂过程中磁环因高温引起热胀冷缩，导致涂层与磁环之间的应力急剧加大，引起磁感的损失，与常规的粉末涂料相比，大大降低了磁感损失率。

(2)本发明中石墨烯与复合固化剂在粉末涂料熔融固化条件下，进行链式结合，从而在高温情况下利用石墨烯特殊的分子结构保护环氧层不易被破坏，与常规粉末涂料相比，本发明的涂层耐高温性能有了明显的提升。

(3)本发明的石墨烯粉磁环粉末涂料在熔融及固化阶段，利用无机填料(玻璃纤维、氮化硅等)控制其熔融速度，实现熔融和固化同时进行，使其在磁环上边缘覆盖率有显著提升，保证喷涂在磁环上的涂层具有较大的体积电阻率和介电强度(击穿强度)。

附图说明

图1为对比例的显微镜图(×100)。

图2为实施例1的显微镜图(×100)；

具体实施方式

一种石墨烯磁环粉末涂料的制备方法，具体步骤如下：

S1、将按比例称取各组分物料依次加入到混料罐中，先以200-300rpm低速搅拌混合5min，再以1000-1200rpm高速搅拌混合6min得到预混物；

S2、将预混料加入到挤出机中进行熔融挤出得到半成品，其中，挤出温度分区设置，从输料端开始依次设置一区挤出温度为90-100℃；二区挤出温度为100-105℃；三区挤出温度为110-120℃；

S3、将挤出后的半成品加入到研磨机进行研磨分级，控制成品粒径分布满足D₅₀为38-42um，即得目标产品。

分别根据表1所示的配方采用上述制备方法制备实施例1、实施例2、实施例3和对比例。

表1为各实施例的配方表

实施例1-3中，采用硅烷偶联剂均为KH550，为液体偶联剂，因此利用氮化硅将其稀释分散，有利于提高氮化硅和硅烷偶联剂在反应体系中的分散性，提升反应效果。

(1)对比性能测试

分别对实施例1、2、3和对比例的粉末涂料进行性能测试，其中，实施例1-3和对比例的涂层厚度均为250-350μm，具体测试结果如表2所示：

表2为各试样的性能检测结果

从上述结果中可知，与对比例(常规粉末)相比，采用实施例1、2、3配方制得的粉末涂料的涂层硬度、耐温性能以及耐盐雾性能要明显优先常规粉末涂料。

此外，从实施例1-实施例3的粉末涂料固化温度低于常规粉末涂料的固化温度，这样就可以避免在粉末涂料喷涂过程中磁环因高温引起热胀冷缩，导致涂层与磁环之间的应力急剧加大，引起磁感的损失，因此，实施例1-实施例3的粉末涂料的磁感损失率明显低于常规粉末，尤其实施例3的磁感损失率降低效果明显。

(2)显微镜(×100)测试

如图1和2所示，采用显微镜(×100)分别对对比例和实施例1涂覆在磁环表面的涂层进行检测。从图1中可以看出，对比例中的无石墨烯涂层和磁环接触面粗糙不均匀，存在颗粒凸点不平整。而图2中，实施例1中涂层和磁环接触面表面光滑且细腻。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种石墨烯磁环粉末涂料，其特征在于，每组分物料按照质量份数计算，具体包括如下：

三羟苯基甲烷型环氧树脂 30-40份；

线性酚醛环氧树脂 20-30份；

石墨烯 1-10份；

复合固化剂 3-6份；

玻璃纤维 1-2份；

复合偶联剂 1-2份；

颜填料 0.3-4份；

二氧化钛 1-10份；

硫酸钡 1-10份。

2.根据权利要求1所述的石墨烯磁环粉末涂料，其特征在于，所述复合固化剂包括二氰二氨、二乙烯三胺和间苯二胺。

3.根据权利要求2所述的石墨烯磁环粉末涂料，其特征在于，所述复合固化剂中二氰二氨：二乙烯三胺：间苯二胺的质量比为：1-2:1-2:1-2。

4.根据权利要求1所述的石墨烯磁环粉末涂料，其特征在于，所述复合偶联剂包括硅烷偶联剂和氮化硅。

5.根据权利要求1所述的石墨烯磁环粉末涂料，其特征在于，所述复合偶联剂中，硅烷偶联剂与氮化硅的质量比为1:1。

6.根据权利要求1所述的石墨烯高性能导热粉末涂料，其特征在于，所述石墨烯为层数为小于5的层状石墨烯，且层状石墨烯的横向尺寸小于0.01μm。

7.根据权利要求1所述的石墨烯高性能导热粉末涂料，其特征在于，所述颜填料为沉淀钡、钛黄、钴绿或铜铬黑。

8.根据权利要求1所述的石墨烯高性能导热粉末涂料，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为10-100μm。

9.权利要求1-8任一所述石墨烯磁环粉末涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、将按比例称取各组分物料依次加入到混料罐中，先以200-300rpm低速搅拌混合5min，再以1000-1200rpm高速搅拌混合6min得到预混物；

S2、将预混料加入到挤出机中进行熔融挤出得到半成品，其中，挤出温度分区设置；

S3、将挤出后的半成品加入到研磨机进行研磨分级，控制成品粒径分布满足D50 为38-42um，即得目标产品。

10.根据权利要求9所述石墨烯磁环粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述S2中，从输料端开始依次设置一区挤出温度为90-100℃；二区挤出温度为100-105℃；三区挤出温度为110-120℃。

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