CN116285520A - 一种单组份高耐酸性高阻防晕漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组份高耐酸性高阻防晕漆及其制备方法，涉及防晕漆技术领域。该单组份高耐酸性高阻防晕漆包括以下成分：醇类、聚乙烯醇缩醛树脂、酚醛调整剂、石墨、氧化铁红、防沉剂、碳化硅、流变助剂。通过对单组份高阻防晕漆基体树脂的改性、防晕材料的搭配、合适的溶剂选择等几个方面的改进，提供一种性能优异的新型单组份高阻防晕漆。本发明在不影响电气性能的基础上，明显的提高了耐酸性和干燥速度，提升了与环氧酸酐等酸性较强的绝缘浸渍树脂的匹配性，对稳定防晕结构性能，提升工艺效率有着重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及防晕漆技术领域，具体涉及一种单组份高耐酸性高阻防晕漆及其制备方法。
背景技术
在高压电机槽内的定子线圈的低电阻防晕层末端至线圈绝缘内的铜芯导杆的终端之间有高电压差，使低组段末端处的电场集中，即电位陡变，从而产生电晕。防电晕漆用于各类电机绕组端部，起到改善线棒主绝缘表面电场分布和提高线棒出槽口起晕电压的作用，单组份高阻防晕漆由于施工便捷性及生产效率的优势，应用更广泛。
中国专利申请CN202010818223.4公开了一种电缆用耐电晕涂料，包括以下原料：丙烯酸树脂、乙醇、N,N′-二异丙基碳二亚胺、全氟聚醚、龙血竭提取物份、云母、石墨型氮化硼、苯亚甲基二氯双(三环己基膦)合钌、卟啉化合物、氧化锆和十六烷基三甲基溴化铵。该涂料能够很好的附着于导线上、不产生空气间歇，又具有空气隔离效果和高度共轭结构，能从多个方面起到防电晕作用，耐电晕能力长达250分钟，不易开裂，同时绝缘性良好，不易发生击穿。
中国专利申请CN202011336255.7公开了一种微纳米复合非线性防晕漆材料及其制备方法。该复合防晕材料由环氧树脂基、微米碳化硅、纳米蒙脱土以及固化剂组成，其中微米碳化硅占环氧树脂比重为100phr％，纳米蒙脱土占环氧树脂比重是0.05phr％，固化剂占环氧树脂的比重是30phr％。该发明制备了一种具有良好非线性特性的微纳米复合防晕漆，在阈值场强0.1Kv/mm之后其非线性系数达到1.57，远大于纯环氧树脂，可有效调节场强集中现象，阻碍电晕产生，同时该防晕漆制备步骤简单。
随着电机绝缘系统制造工艺的发展改进，端部防晕后再进行绝缘树脂浸渍的制造工艺非常普遍。尤其针对使用某些酸性较强的绝缘浸渍树脂(如环氧酸酐浸渍树脂等)浸渍时，市场上普遍应用的单组份高阻防晕漆由于耐酸性差，易出现防晕层被腐蚀破坏、防晕漆褪色污染浸渍漆缸、防晕漆软化渗色至线棒外围等情况，进而造成防晕结构效果减弱、绝缘树脂污染、严重影响整体防晕效果、外观及绝缘树脂的后续应用。
因此，目前迫切需要一种既拥有良好的电气性能、又具备更高的耐酸性的新型单组份防晕漆。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的是通过对单组份高阻防晕漆基体树脂的改性、防晕材料的搭配、合适的溶剂选择等几个方面的改进，提供一种性能优异的新型单组份高阻防晕漆。本发明在不影响电气性能的基础上，明显的提高了耐酸性和干燥速度，提升了与环氧酸酐等酸性较强的绝缘浸渍树脂的匹配性，对稳定防晕结构性能，提升工艺效率有着重要的现实意义。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种单组份高耐酸性高阻防晕漆，包括以下成分：醇类、聚乙烯醇缩醛树脂、酚醛调整剂、石墨、氧化铁红、防沉剂、碳化硅、流变助剂。
优选地，所述醇类可选自乙醇、丁醇、甲醇、正丙醇、异丙醇中的至少一种，进一步优选为乙醇和丁醇，更进一步地，所述乙醇和丁醇的质量比为8-25：5-20。
优选地，所述酚醛调整剂选自丁醇醚化酚醛树脂、乙二醇醚化酚醛树脂、丙三醇醚化酚醛树脂、聚乙烯醇醚化酚醛树脂中的至少一种。进一步优选为丁醇醚化酚醛树脂。
优选地，所述防沉剂选自聚乙烯蜡类防沉剂、聚酰胺蜡类防沉剂、聚脲类防沉剂、蓖麻油衍生物类防沉剂中的至少一种。进一步优选为聚脲类防沉剂。
优选地，所述流变助剂选自气相二氧化硅、蒙脱土、水合硅酸镁中的至少一种。进一步优选为气相二氧化硅。
优选地，所述单组份高耐酸性高阻防晕漆，按照质量份包括以下成分：乙醇8-25份、丁醇5-20份、聚乙烯醇缩醛树脂10-35份、酚醛调整剂5-20份、石墨2-8份、氧化铁红5-10份、防沉剂2-8份、碳化硅15-35份、流变助剂1-5份。
进一步优选地，所述单组份高耐酸性高阻防晕漆，按照质量百分比包括以下成分：乙醇21份、丁醇19份、聚乙烯醇缩醛树脂12份、酚醛调整剂10份、石墨3份、氧化铁红5份、防沉剂3份、碳化硅25份、流变助剂2份。
另一方面，本发明提供上述单组份高耐酸性高阻防晕漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乙醇、部分丁醇预先混合、再将聚乙烯醇缩醛树脂投入混合，分散得混合物1；
(2)向步骤(1)所得混合物1中加入酚醛调整剂、石墨、氧化铁红、防沉剂，砂磨，得混合物2；
(3)向步骤(2)所得混合物2中加入碳化硅、流变助剂、剩余丁醇、分散，得所述单组份高耐酸性高阻防晕漆。
优选地，步骤(1)中，所述乙醇和丁醇的添加比例为3:1，所述分散的速度为1000-1500r/min，分散至完全澄清透明。
优选地，步骤(2)中，所述砂磨的条件为：1000-3000r/min的速度砂磨1-3h；进一步优选为：2000r/min的速度砂磨2h。
优选地，步骤(3)中，所述分散的速度为1000-1500r/min，分散至细度≤60μm，用剩余丁醇调节粘度及干燥时间。
本发明的有益效果为：
本研究制得的单组份高耐酸性高阻防晕漆与市售常规防晕漆相比，在防晕性能相当的情况下，显著提高了耐酸性和干燥速度，提升了与环氧酸酐等酸性较强的绝缘浸渍树脂的匹配性，进而提高稳定防晕结构性能，提升工艺效率。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中，若无特殊说明，所用的操作方法均为常规操作方法，所用设备均为常规设备，各个实施例所用设备材料均相同。
下述实施例中，
聚乙烯醇缩醛树脂购自上海四喜化工有限公司，货号为4s；
酚醛调整剂购自苏州新惠利化工有限公司，货号为284；
石墨购自青岛晟泰石墨有限公司，货号为F-1；
氧化铁红购自浙江华源颜料股份有限公司，货号为F110；
防沉剂购自毕克化学，货号为BYK-410；
碳化硅购自上海尚磨机电有限公司，货号为320目；
流变助剂购自赢创特种化学，货号为R974。
实施例单组份高耐酸性高阻防晕漆的制备
(1)采用乙醇、丁醇、聚乙烯醇缩醛树脂混合，以1000r/min的速度分散至完全澄清透明。
(2)继续加入酚醛调整剂、石墨、氧化铁红、防沉剂，搅拌成均匀液体，转入砂磨机中以2000r/min的速度砂磨2h。
(3)将磨制好的漆液中加入碳化硅、流变助剂，以1000r/min的速度分散至细度≤60μm，即得单组份高耐酸性高阻防晕漆。
具体配方如下：
实施例8
与实施例3不同的是，聚乙烯醇缩醛树脂四喜化工4s替换为聚乙烯醇缩甲醛树脂，其余皆相同。
实施例9
与实施例3不同的是，酚醛调整剂替换为乙二醇醚化酚醛树脂，其余皆相同。
对比例1
与实施例3不同的是，不添加石墨，其余皆相同。
对比例2
与实施例3不同的是，不添加酚醛调整剂，其余皆相同。
结果检测
1、防晕性能测试
测试方法：
表面电阻系数：将0.10×25×200mm电工无碱玻璃丝带，浸入漆中，缓缓提出，然后用玻璃棒夹刮均匀厚度0.05-0.1mm之间，晾干10分钟后，在130℃烘2h，冷却后用ZC-36型高阻计两电极法测试，测试电压为1000V。电极宽度10－20mm，电极间距10mm，试验结果取三个平行试验数据的平均值，相互平行试验结果的分散性不应大于一个数量级。表面电阻系数按下式计算：
ρs＝Rs*l/D
其中：
Rs－欧姆表的读出值
L－电极周长
D－电极间距。
非线性系数：分别记录在1-5kV/cm下的表面电阻率，表面电阻率、初始表面电阻率、非线性系数和电场强度的关系下式：
ρs＝ρ0–βE
其中：
ρs－表面电阻率
ρ0－初始表面电阻率
β－非线性系数
E－电场强度
将上式进行变形，并对数据进行线性拟合，最后求解防晕漆的ρ0和β，其中β去1-5kV/cm下的平均值。
起晕电压：按6kV和10kV的制作工艺制作线棒，再进行耐压试验，观察并记录线棒起晕时的电压，多次测量取平均值。
测试结果：
2、漆膜外观及干燥速度测试
测试方法：漆膜外观按GB 1728测试，干燥速度按GB 1728，在25±2℃的条件下测试。
测试结果：
3、耐酸性测试
测试方法：将经80℃/2h烘烤后的防晕漆漆膜浸入环氧酸酐浸渍树脂中，60℃/5h烘烤后观察漆膜掉色及外观情况，再入160℃/5h烘烤，观察漆膜掉色及外观情况。
测试结果：
| 组别 | 掉色情况 | 漆膜外观 |
| 实施例1 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 实施例2 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 实施例3 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 实施例4 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 实施例5 | 无掉色情况 | 部分起泡(凸起) |
| 实施例6 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 实施例7 | 无掉色情况 | 部分起泡(凸起) |
| 实施例8 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 实施例9 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 对比例1 | 无掉色情况 | 无起泡、开裂、脱落 |
| 对比例2 | 无掉色情况 | 漆膜开裂 |
从以上结果可见，本申请实施例制备的单组份高耐酸性高阻防晕漆表面电阻系数更低，起晕电压更高，具有良好的防晕性能；同时漆膜干燥速度快，外观性能好，浸入环氧酸酐浸渍树脂中再烘烤后，无掉色，无气泡、开裂、脱落，耐酸性高。对比例1结果表明，不添加石墨时，防晕性能显著下降，对比例2结果表明，酚醛调整剂对防晕性能和漆膜外观、耐酸性能均有较大的影响。实施例7证明单一醇相比于特定的混合醇，防晕性能和外观性能均有下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种单组份高耐酸性高阻防晕漆，其特征在于，包括以下成分：醇类、聚乙烯醇缩醛树脂、酚醛调整剂、石墨、氧化铁红、防沉剂、碳化硅、流变助剂。
2.根据权利要求1所述的单组份高耐酸性高阻防晕漆，其特征在于，所述醇类选自乙醇、丁醇、甲醇、正丙醇、异丙醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的单组份高耐酸性高阻防晕漆，其特征在于，所述醇类为乙醇和丁醇，所述乙醇和丁醇的质量比为8-25：5-20。
4.根据权利要求1所述的单组份高耐酸性高阻防晕漆，其特征在于，所述酚醛调整剂选自丁醇醚化酚醛树脂、乙二醇醚化酚醛树脂、丙三醇醚化酚醛树脂、聚乙烯醇醚化酚醛树脂中的至少一种，进一步优选为丁醇醚化酚醛树脂；所述防沉剂选自聚乙烯蜡类防沉剂、聚酰胺蜡类防沉剂、聚脲类防沉剂、蓖麻油衍生物类防沉剂中的至少一种，进一步优选为聚脲防沉剂；所述流变助剂选自气相二氧化硅、蒙脱土、水合硅酸镁中的至少一种，进一步优选为气相二氧化硅。
5.根据权利要求1-4任一项所述的单组份高耐酸性高阻防晕漆，其特征在于，所述单组份高耐酸性高阻防晕漆按照质量份包括以下成分：乙醇8-25份、丁醇5-20份、聚乙烯醇缩醛树脂10-35份、酚醛调整剂5-20份、石墨2-8份、氧化铁红5-10份、防沉剂2-8份、碳化硅15-35份、流变助剂1-5份。
6.根据权利要求5所述的单组份高耐酸性高阻防晕漆，其特征在于，所述单组份高耐酸性高阻防晕漆按照质量百分比包括以下成分：乙醇21份、丁醇19份、聚乙烯醇缩醛树脂12份、酚醛调整剂10份、石墨3份、氧化铁红5份、防沉剂3份、碳化硅25份、流变助剂2份。
7.权利要求1-6任一项所述单组份高耐酸性高阻防晕漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乙醇、部分丁醇预先混合、再将聚乙烯醇缩醛树脂投入混合，分散得混合物1；
(2)向步骤(1)所得混合物1中加入酚醛调整剂、石墨、氧化铁红、防沉剂，砂磨，得混合物2；
(3)向步骤(2)所得混合物2中加入碳化硅、流变助剂、剩余丁醇、分散，得所述单组份高耐酸性高阻防晕漆。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇和丁醇的添加比例为3:1，所述分散的速度为1000-1500r/min，分散至完全澄清透明。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述砂磨的条件为：1000-3000r/min的速度砂磨1-3h。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述分散的速度为1000-1500r/min，分散至细度≤60μm，用剩余丁醇调节粘度及干燥时间。
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| CN1995248A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-07-11 | 王翠苓 | 一种高压电机定子线圈及绕组端部用气干高电阻防电晕漆 |
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