CN116943994A - 一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池壳绝缘涂料加工领域，尤其涉及一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，包括以下步骤：对加工工件进行预处理，通过涂层质量控制模型确定喷涂参数和抛光参数，将预处理后的工件放入静电场内，根据喷涂参数通过静电喷枪将绝缘涂料喷涂至预处理后的工件表面，将喷涂后的工件进行烘干处理后，根据抛光参数进行抛光，得到带有涂层的加工工件，将带有涂层的加工工件在无尘条件下进行打蜡抛光作业得到成品工件。本发明通过涂层质量控制模型来确定抛光参数和喷涂参数，以确定的抛光参数和喷涂参数来进行加工，这样每次加工都能保证基础的涂层质量，从而能够保证涂布干膜质量的稳定性，提升涂布干膜的良品率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池壳绝缘涂料加工领域，尤其涉及一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺。
背景技术
现有的锂电池壳一般采用绝缘树脂膜或者绝缘蓝膜，其中，绝缘树脂膜耐高温为2000℃，绝缘蓝膜耐高温为2000℃，且易脱胶。
公开号为202011171263.0的中国专利公开了一种陶瓷绝缘涂料的涂布方法，具体公开了将环氧树脂作为成膜物质，并加入片状纳米级云母和氧化铝作为涂料填料的陶瓷绝缘涂料，该种陶瓷绝缘涂料附着力好的贴点，防止电晕放电现象的产生，涂层致密，电阻率高，介质常数好，不会产生电子渗流效应，硬度高，耐磨，其采用十字交叉法高压无气喷涂、涂刷或辊涂，并控制涂布干膜厚度，这种涂布方式虽然能够满足使用，但是其并不具备实时控制的方法，而加工过程中受不同的加工因素影响，采用固定加工方法容易因为不同的加工因素导致涂布出的涂布干膜质量受到影响，即导致最后成品涂布的干膜质量不稳定。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，具体技术方案如下：
一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，包括以下步骤：
S1：对加工工件进行预处理；
S2：通过涂层质量控制模型确定喷涂参数和抛光参数；
S3：将预处理后的工件放入静电场内，根据喷涂参数通过静电喷枪将绝缘涂料喷涂至预处理后的工件表面；
S4：将喷涂后的工件进行烘干处理后，根据抛光参数进行抛光，得到带有涂层的加工工件；
S5：将带有涂层的加工工件在无尘条件下进行打蜡抛光作业得到成品工件。
作为上述技术方案的改进，所述步骤S1还包括以下步骤：
S11：使用热碱溶液对待加工工件进行脱脂处理；
S12：对脱脂后的待加工工件进行水洗；
S13：对水洗后的待加工工件进行打磨；
S14：通过高压水枪对打磨后的待加工工件的表面进行冲洗；
S15：对冲洗后的待加工工件进行无尘处理并通过电热箱进行预热。
作为上述技术方案的改进，所述步骤S13包括以下步骤：
S131：通过500目的砂纸进行第一次打磨；
S132：通过1500目的砂纸进行第二次打磨；
S133：通过3000目的砂纸进行第三次打磨。
作为上述技术方案的改进，所述步骤S15中对待加工工件的预热温度为15-25℃。
作为上述技术方案的改进，所述步骤S3中的绝缘涂料的各组分重量比为：环氧树脂20-40份、纳米级云母15-20份、氧化硅10-20份、陶瓷微珠5-10份、乳化硅油5-10份。
作为上述技术方案的改进，所述步骤S4中烘干处理的表干时间为0.2h-0.5h、烘干恒温温度为65℃-150℃，所述步骤S4中得到的带有涂层的加工工件的涂层厚度为100um-150um。
作为上述技术方案的改进，所述涂层质量控制模型为：
其中，P表示涂层质量，n表示扫掠喷涂次数，t表示抛光时间，Vn表示喷涂速度，S表示抛光速度，a1表示喷涂速度相对于抛光的第一控制参数，a2表示喷涂速度相对于抛光的第二控制参数，Pn表示涂层气压，b1表示涂层气压相对于抛光的第一控制参数，b2表示涂层气压相对于抛光的第二控制参数，θ表示喷涂倾角，c1表示喷涂倾角相对于抛光的控制参数，Ln表示喷枪与喷涂面之间的距离，d1表示距离相对于抛光的控制参数，h表示抛光控制参数。
作为上述技术方案的改进，所述步骤S5执行之前还需要执行以下步骤：
S41：将带有涂层的加工工件进行透水检测；
S42：对经过透水测试的工件进行漆面检查。
作为上述技术方案的改进，所述透水检测方法包括：
通过高压水枪喷水柱对漆面进行喷射，水枪压力为2MPa，静置两小时后，检查漆面的完整性。
作为上述技术方案的改进，所述漆面完整性的检查方法包括：
通过直射光照扫射，然后观察漆面的完整性。
本发明的有益效果：
通过涂层质量控制模型来确定抛光参数和喷涂参数，以确定的抛光参数和喷涂参数来进行加工，这样每次加工都能保证基础的涂层质量，从而能够保证涂布干膜质量的稳定性，提升涂布干膜的良品率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
公开号为202011171263.0的中国专利公开了一种陶瓷绝缘涂料的涂布方法，其公开的涂布方法中并不具备实时控制的方法，而加工过程中受不同的加工因素影响，采用固定加工方法容易因为不同的加工因素导致涂布出的涂布干膜质量受到影响，即导致最后成品涂布的干膜质量不稳定。
为了解决上述问题，提供一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，包括以下步骤：
S1：对加工工件进行预处理。
在步骤S1的预处理操作中通常还包括以下步骤：
S11：使用热碱溶液对待加工工件进行脱脂处理。
通过脱脂来降低待加工工件表面的油脂等类似物的残留，避免影响后续的打磨和喷涂等操作。
S12：对脱脂后的待加工工件进行水洗。
通过水洗的方式将待加工工件表面的残留物清洗干净，水洗过程中还可以通过超声波震动设备进行配合，从而对待加工工件更好地进行清理，进一步降低残留物。
S13：对水洗后的待加工工件进行打磨。
经过上述处理的待加工工件的表面可能存在毛刺、锈蚀等，可能会影响涂料的涂布，为了保证涂料的涂布效果还需要执行打磨操作，而为了保证打磨效果，步骤S13还包括以下步骤：
S131：通过500目的砂纸进行第一次打磨。
S132：通过1500目的砂纸进行第二次打磨。
S133：通过3000目的砂纸进行第三次打磨。
通过逐级递增的三种规格的砂纸进行三次打磨，即从粗打磨开始逐渐过度到细打磨，这是因为粗打磨速度快，而细打磨速度慢，因此需要先以粗打磨来进行快速处理，然后逐级递增，以细打磨的方式进行光滑处理，这样操作打磨的效率更高，效果更好。
S14：通过高压水枪对打磨后的待加工工件的表面进行冲洗。
以高压水枪将打磨后的待加工工件表面的粉末、碎屑等进行冲洗，保证待加工工件表面的无杂质，降低后续对涂布操作的影响。
S15：对冲洗后的待加工工件进行无尘处理并通过电热箱进行预热，预热温度为15-25℃。
由于待加工工件在冲洗后，其工件表面温度较低，而且在经过打磨后的待加工工件附近可能会存在灰尘，即可能存在少量灰尘二次附着在待加工工件的表面，因此在进行喷涂之前还需要先进行无尘处理，清除待加工工件表面的灰尘，避免对后续的操作产生影响，并且将待加工工件放置在电热箱内进行预热，以保证待加工工件具有一定的温度，不仅能够减小涂层与待加工工件的温度差、去除潮气，而且能够减小应力、提高涂料的抗疲劳强度。
S2：通过涂层质量控制模型确定喷涂参数和抛光参数。
所述涂层质量控制模型为：
其中，P表示涂层质量，n表示扫掠喷涂次数，t表示抛光时间，Vn表示喷涂速度，S表示抛光速度，a1表示喷涂速度相对于抛光的第一控制参数，a2表示喷涂速度相对于抛光的第二控制参数，Pn表示涂层气压，b1表示涂层气压相对于抛光的第一控制参数，b2表示涂层气压相对于抛光的第二控制参数，θ表示喷涂倾角，c1表示喷涂倾角相对于抛光的控制参数，Ln表示喷枪与喷涂面之间的距离，d1表示距离相对于抛光的控制参数，h表示抛光控制参数。
其中，表示喷涂速度与抛光速度在a1调整下的输出值，其指代加工时抛光速度与喷涂速度的加工关系，即抛光操作在喷涂操作之后，a2tVn表示喷涂速度与抛光时间在a2调整下的输出值，b1Sln(b2pn)表示在经过b1调整下的抛光速度与经过b2调整下的涂层气压之间的输出值，c1Ssinθ表示抛光速度与喷涂倾角在c1调整下的输出值，d1tSLn表示抛光的位移以及喷枪与喷涂面之间的距离二者之间在d1调整下的输出值。
通过对上述输出值的和进行积分，从而得到对应的喷涂参数和抛光参数所实施后得到的喷涂质量的数据值，数值越高表示质量越高，模型在进行设立时，先设定阈值，该阈值作为喷涂质量的最低要求，将最低的阈值以及满足该阈值的对应的喷涂参数和抛光参数的值代入涂层质量控制模型中，计算获得a1、a2、b1、b2的值，其中h为常数值，其用于对计算的结果进行偏差补偿。
以得到的a1、a2、b1、b2的值作为调整因子，对扫掠喷涂次数、喷涂速度、涂层气压、喷涂倾角、抛光时间、抛光速度进行调整。
在确定所有调整因子的值后，可根据施工要求设定喷涂参数和抛光参数(即设定扫掠喷涂次数、喷涂速度、涂层气压、喷涂倾角、抛光时间、抛光速度)后，将施工要求中的喷涂参数和抛光参数代入公式中进行计算，计算结果为P，若计算得到的P值小于预先设定的阈值，则判定不合格，若高于阈值则判定合格，不断调整喷涂参数和抛光参数，直至达到目标喷涂质量，从而确定该目标喷涂质量的喷涂参数和抛光参数。
S3：将预处理后的工件放入静电场内，根据喷涂参数通过静电喷枪将绝缘涂料喷涂至预处理后的工件表面。
喷涂参数是指以涂层质量控制模型确定的扫掠喷涂次数、喷涂速度、涂层气压、喷涂倾角以及喷枪与喷涂面之间的距离。
此外步骤S3中的绝缘涂料的各组分重量比为：环氧树脂20-40份、纳米级云母15-20份、氧化硅10-20份、陶瓷微珠5-10份、乳化硅油5-10份。
以上述组份制备的绝缘涂料具有附着力好的贴点，防止电晕放电现象的产生，涂层致密，电阻率高，介质常数好，不会产生电子渗流效应，硬度高，耐磨使用寿命长等优点。
将上述组份制备的绝缘涂料通过静电喷枪以扫掠的方式喷涂至工件的表面，喷涂操作依据喷涂参数进行，该操作在静电环境中进行，并且静电喷枪的喷射面与工作面夹角为40-60°，这样能够减少喷涂过程中出现气泡和起皮现象。
S4：将喷涂后的工件进行烘干处理后，根据抛光参数进行抛光，得到带有涂层的加工工件。
抛光参数是指是指以涂层质量控制模型确定的抛光时间、抛光速度。
在进行烘干操作时，需要控制表干时间在0.2h-0.5h之间，并控制烘干恒温温度65℃-150℃，在对工件表面的涂层凝固后，抛光操作依据于抛光参数进行，得到带有涂层的加工工件，该加工工件的涂层厚度在100um-150um之间。
由于设备在加工时可能会出现失误操作，因此需要在步骤S5执行之前执行检测步骤，即在执行步骤S5之前还需要执行以下步骤：
S41：将带有涂层的加工工件进行透水检测。
所述透水检测方法包括：通过高压水枪喷水柱对漆面进行喷射，水枪压力为2MPa，静置两小时后，检查漆面的完整性。
S42：对经过透水测试的工件进行漆面检查。
所述漆面完整性的检查方法包括：通过直射光照扫射，然后观察漆面的完整性。
在进行漆面检查时，检查内容为：涂层表面是否有明显尘点、是否有砂纸印和原子灰印、是否能有抛光印和抛穿现象、是否边角位是否修补到位或漏喷和是否有走珠现象。
S5：将带有涂层的加工工件在无尘条件下进行打蜡抛光作业得到成品工件。
经过步骤S5得到的锂电池壳耐高温耐高压绝缘涂料层的厚度为100um-150um，耐高温范围为600-1000℃，耐高压极限值为3000V，绝缘等级为V0，泄露电流<0.1mA，中性盐雾测试480h，因此以本实施例制成的锂电池壳具有更好的防火、防漏电性能，并且得到的成品涂布的干膜质量更加稳定。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对加工工件进行预处理；
S2：通过涂层质量控制模型确定喷涂参数和抛光参数；
S3：将预处理后的工件放入静电场内，根据喷涂参数通过静电喷枪将绝缘涂料喷涂至预处理后的工件表面；
S4：将喷涂后的工件进行烘干处理后，根据抛光参数进行抛光，得到带有涂层的加工工件；
S5：将带有涂层的加工工件在无尘条件下进行打蜡抛光作业得到成品工件。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述步骤S1还包括以下步骤：
S11：使用热碱溶液对待加工工件进行脱脂处理；
S12：对脱脂后的待加工工件进行水洗；
S13：对水洗后的待加工工件进行打磨；
S14：通过高压水枪对打磨后的待加工工件的表面进行冲洗；
S15：对冲洗后的待加工工件进行无尘处理并通过电热箱进行预热。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述步骤S13包括以下步骤：
S131：通过500目的砂纸进行第一次打磨；
S132：通过1500目的砂纸进行第二次打磨；
S133：通过3000目的砂纸进行第三次打磨。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述步骤S15中对待加工工件的预热温度为15-25℃。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述步骤S3中的绝缘涂料的各组分重量比为：环氧树脂20-40份、纳米级云母15-20份、氧化硅10-20份、陶瓷微珠5-10份、乳化硅油5-10份。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述步骤S4中烘干处理的表干时间为0.2h-0.5h、烘干恒温温度为65℃-150℃，所述步骤S4中得到的带有涂层的加工工件的涂层厚度为100um-150um。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述涂层质量控制模型为：
其中，P表示涂层质量，n表示扫掠喷涂次数，t表示抛光时间，Vn表示喷涂速度，S表示抛光速度，a1表示喷涂速度相对于抛光的第一控制参数，a2表示喷涂速度相对于抛光的第二控制参数，Pn表示涂层气压，b1表示涂层气压相对于抛光的第一控制参数，b2表示涂层气压相对于抛光的第二控制参数，θ表示喷涂倾角，c1表示喷涂倾角相对于抛光的控制参数，Ln表示喷枪与喷涂面之间的距离，d1表示距离相对于抛光的控制参数，h表示抛光控制参数。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述步骤S5执行之前还需要执行以下步骤：
S41：将带有涂层的加工工件进行透水检测；
S42：对经过透水测试的工件进行漆面检查。
9.根据权利要求8所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述透水检测方法包括：
通过高压水枪喷水柱对漆面进行喷射，水枪压力为2MPa，静置两小时后，检查漆面的完整性。
10.根据权利要求8所述的一种耐高温耐高压绝缘涂料的施工工艺，其特征在于：所述漆面完整性的检查方法包括：
通过直射光照扫射，然后观察漆面的完整性。
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