CN1712485A - 一种无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
一种无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂及其制备方法，单组分胶粘剂按环氧树脂，40.0－90.0份；固化剂，1.0－15.0份；固化促进剂，0.1－6.0份；填料，2.0－50.0份；助剂0.1－10.0份进行配比。将配方中的环氧树脂先在的水浴中加热熔融，然后趁热混合分散均匀；等环氧树脂冷却至室温后，边分散边加入固化剂、固化促进剂，在分散缸中充分分散均匀，再边分散边加入填料；再一次性加入助剂；再持续分散，即可制得符合要求的单组分胶粘剂。本发明通过在环氧树脂中添加改性催化型固化剂、固化促进剂和新型特种填料而组成的具备极佳粘结性能和绝缘性能于一体的聚合物，具有良好的粘结性能和绝缘性能，符合发电机的高安全性，良好可靠性及长使用寿命的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种无刷发电机转子线圈间绝缘的专用胶粘剂及其制备方法，特别是一种使用有机高分子材料作为胶粘剂的有效成分的无刷发电机转子线圈间绝缘的专用胶粘剂及其制备方法，主要应用于电机行业绝缘及粘结材料中。
背景技术
发电机分为有刷发电机和无刷发电机，与传统的有刷发电机相比较，由于无刷发电机省去了电刷、电刷架和导电环，励磁线圈绕在内定子的绕线架上，内定子与后端盖相连接，励磁线圈的两端通过内定子引出接在调压器的两端，内定子与前爪极及后爪极无接触，形成内、外两个二次气隙，爪极旋转时，装在内定子上励磁线圈不旋转，这就实现了省去电刷、电刷架和导电环，而定子和转子之间的磁通仍然形成环路的要求。因此具有很多的优点：一是减少了一些零部件，降低了生产成本；二是可靠性大大提高，有刷发电机因电刷接触电阻产生不稳定和电刷产生火花电蚀等原因，造成输出电压不稳定、电刷磨损、电刷架损坏等现象时有发生，而采用无刷发电机就可以从根本上解决上述问题；三是无电磁干扰，因电刷与导电环接触不稳定产生电磁干扰，影响其他电器件的正常工作，目前军用装备上的发电机均采用无刷发电机，以避免通讯干扰；四是免维护，有刷发电机经常需要保养、检查、清洗及更换电刷，费时、费力且增加了维护成本，而无刷发电机基本上不需维护；五是延长了发电机的使用寿命。鉴于无刷发电机的上述优点，目前无刷发电机已成为发电机开发的重点。
无刷发电机的转子部分主要由铁芯和漆包线组成，漆包线间需要一种粘结材料作为粘结和绝缘作用，这主要基于发电机的安全性、平稳性和持久性的需要。目前国内发电机生产商主要用浸渍漆来涂覆转子线圈，以达到粘结和绝缘效果，但从实际发电机运行状况来看，性能不佳，主要体现在线圈上挂漆量不够、浸渍漆粘结性能差、电气绝缘性能差，从而造成发电机运行过程中不够稳定、使用寿命缩短。国外发电机生产商及大部分国内的合资企业在该部份主要以刷涂一层高性能胶粘剂来达到绝缘及粘结性效果，从运行效果来看刷涂高性能胶粘剂的发电机产品外观及各项性能更稳定，使用寿命更长；从现场应用便捷性来看单组分胶粘剂比浸渍漆也具备优势。近几年无刷发电机迅猛发展，各发电机生产商纷纷上马该项目，其转子线圈匝间粘结和绝缘的质量对发电机平稳性是一个极为重要因素，但国内缺乏这类优异的粘结材料，如何综合处理好胶粘剂的绝缘性和粘结性，尚有待进一步提高，为提高无刷发电机的各项性能，开发一种集良好绝缘性和粘结性于一体的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂是不可或缺的。
发明内容
本发明的目的是针对无刷发电机转子线圈间绝缘及粘结材料的不足而研制的一种绝缘性和粘结性都好的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂及其制作方法，以满足电机转子线圈绝缘及粘结要求。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：将单组分胶粘剂按下述配方进行配比(质量份，下同)：
环氧树脂，40.0-90.0份；
固化剂，1.0-15.0份；
固化促进剂，0.1-6.0份；
填料，2.0-50.0份；
助剂0.1-10.0份。
本发明所说的环氧树脂可以是各类普通环氧树脂、改性环氧树脂及特种环氧树脂，也可以是上述二种或三种混合使用。
本发明所说的固化剂可以是常规的催化型固化剂、改性催化型固化剂及潜伏型固化剂，如双氰双胺，改性双氰双胺，三氟化硼络合物、有机酰肼及酮亚胺固化剂等，也可以是上述二种或三种混合使用。
本发明所说的固化促进剂可以是咪唑、咪唑的衍生物、咪唑盐及改性咪唑，某些改性的有机胺，也可以是上述二种或三种混合使用。固化促进剂的作用主要是提高固化效率及固化程度，控制贮存稳定性。
本发明所说的填料可以是硅粉、滑石粉、氧化铝、三氧化二锑、石英粉及气相二氧化硅等填料，也可以是上述二种或三种混合使用。其主要作用是增加体系的触变性或粘度，降低收缩应力和热应力。
本发明所说的助剂可以是电中性多元胺酰胺的羧酸盐溶液，电中性多羧酸的烷基铵盐溶液及改性脲溶液等，也可以是上述二种或三种混合使用。其主要作用是增加体系的触变性，改善产品的施工性能。
本发明单组分胶粘剂的制备工艺流程：将配方中的几种环氧树脂先按配比在30～100℃的水浴中加热熔融，然后趁热混合分散均匀；等环氧树脂冷却至室温后，边分散边加入固化剂、固化促进剂，在分散缸中充分分散均匀，注意分散缸温度要低于40℃；持续分散200-260min后，边分散边加入填料；再持续分散200-260min后，分散机的分散速率降低至100～300转/min，一次性加入助剂；再持续分散100-150min，即可制得符合要求的单组分胶粘剂。
本发明单组分胶粘剂是一种粘结和绝缘性能均良好的高性能粘结剂，漆膜耐电压可达20MV/m以上，抗拉强度可达100N/mm2以上，150℃的粘结强度可达80N(螺线管法)，综合性能优于同类国产产品，同时该产品应用工艺性好于国外同类产品，具体指标见实例。
附图及说明
图1无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂制造工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂组成如下：
普通环氧树脂——双酚A型环氧树脂(上海树脂厂)；
固化剂———双氰双胺(宁夏新欣化工有限公司上海分公司)；
固化促进剂—咪唑(广州川井电子材料有限公司)；
填料———硅粉(上海西肯硅粉有限公司)。
将无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂的材料按下述(表1)进行配比(质量份，下同)：
表1 单组分胶粘剂配方表(100份)
| 普通环氧树脂(双酚A型环氧树脂) | 固化剂(双氰双胺) | 固化促进剂(咪唑) | 填料(硅粉) | 助剂(羧酸盐溶液) |
| 50.0 | 10.0 | 6.0 | 29.0 | 5.0 |
单组分胶粘剂制造工艺如附图1所示，具体步骤如下：
1、将配方中的普通环氧树脂先在30～100℃的水浴中加热熔融，然后趁热混合分散均匀；
2、等环氧树脂冷却至室温后，边分散边加入固化剂、固化促进剂，在分散缸中充分分散均匀，注意分散缸温度要低于40℃；
3、持续分散200-260min后，边分散边加入填料；
4、再持续分散200-260min后，分散机的分散速率降低至100～300转/min，一次性加入助剂；
5、再持续分散100-150min，符合要求的单组分胶粘剂制备完成。
实施例2
无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂组成如下：
改性环氧树脂——711#环氧树脂(天津合成材料所生产)；
固化剂———三氟化硼络合物(无锡惠利合成材料有限公司)；
固化促进剂—咪唑盐(广州川井电子材料有限公司)；
填料———滑石粉(江苏太仓诚信化工有限公司)。
将无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂的材料按下述(表2)进行配比(质量份，下同)：
表2 单组分胶粘剂配方表(100份)
| 改性环氧树脂(711#环氧树脂) | 固化剂(三氟化硼络合物) | 固化促进剂(咪唑盐) | 填料(滑石粉) | 助剂(烷基铵盐溶液) |
| 45.0 | 15.0 | 3.0 | 32.7 | 4.3 |
单组分胶粘剂制造工艺如实施例1。
实施例3
无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂组成如下：
特种环氧树脂——海因环氧树脂(XB2793)(江苏丹阳县河阳化工厂)；
固化剂———有机酰肼(昆山珍实复合材料有限公司)；
固化促进剂—改性叔胺促进剂(AMIC-35)(上海宝庆通用电工有限公司)；
填料———石英粉(江苏太仓诚信化工有限公司)。
将无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂的材料按下述(表3)进行配比(质量份，下同)：
表3 单组分胶粘剂配方表(100份)
| 特种环氧树脂(海因环氧树脂) | 固化剂(有机酰肼) | 固化促进剂(改性叔胺) | 填料(石英粉) | 助剂(羧酸盐溶液) |
| 89.0 | 3.0 | 5.9 | 2.0 | 0.1 |
单组分胶粘剂制造工艺如实施例1。
实施例4
无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂组成如下：
混合环氧树脂——711#环氧树脂(天津合成材料所生产)与环氧化线型酚醛树脂(无锡树脂厂生产)混合；
固化剂———酮亚胺(昆山珍实复合材料有限公司)；
固化促进剂—改性咪唑(AMIC-50)(上海宝庆通用电工有限公司)；
填料———氧化铝(江苏太仓诚信化工有限公司)。
将无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂的材料按下述(表4)进行配比(质量份，下同)：
表4 单组分胶粘剂配方表(100份)
| 711#环氧树脂 | 环氧化线型酚醛树脂 | 固化剂(701#) | 固化促进剂(改性咪唑) | 填料(氧化铝) | 助剂(羧酸盐溶液) |
| 26.0 | 11.0 | 4.5 | 2.5 | 48.0 | 8.0 |
单组分胶粘剂制造工艺如实施例1，只是同时将两种树脂加入30～100℃的水浴中加热熔融，然后趁热混合分散均匀。
按照上述配方和制备工艺所制出的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂具有优良的绝缘性和粘结性，其单组分胶粘剂性能指标如表5
表5 单组分胶粘剂性能指标
| 序号 | 项目 | 单位 | 指标 | 试验方法 | |
| 1 | 外观 | / | 白色或红色 | GB/T15023-1994 | |
| 2 | 密度 | g/cm3 | 1.15-1.25 | GB/T15023-1994 | |
| 3 | 稠度 | cm | 8.5-9.5 | GB 1749-89 | |
| 4 | 固体含量 | ％ | 97.8-99.80 | GB/T1981-89 | |
| 5 | 胶凝时间(150±2℃) | min | 6-8 | GB/T15023-1994 | |
| 6 | 固化时间(150±2℃) | h | 4-6 | GB/T1981-89 | |
| 7 | 抗拉强度 | 常态 | N/mm2 | 110-125 | GB/T15023-1994 |
| 8 | 吸水率 | ％ | 0.10-0.12 | GB/T15023-1994 | |
| 9 | 体积电阻率 | 常态 | Ω·m | 6.1×1013 | GB/T15023-1994 |
| 180℃±2℃ | 5.8×108 | ||||
| 10 | 电气强度(快速升压方式，常态) | MV/m | 22.5-23.5 | GB/T1408.1-1999 | |
| 11 | 工频介质 | 常态 | / | 0.008 | GB/T15023-1994 |
| 损耗因数 | 180±2℃ | 0.05 | |||
| 12 | 玻璃态转化温度(DSC法) | 150 | IEC61006：1991 | ||
| 13 | 断裂延伸率 | ％ | 3.6-3.9 | GB/T15023-1994 | |
| 14 | 热传导率 | W/k.m2 | 0.32-0.42 | GB 3399 | |
| 15 | 邵氏硬度 | / | 89-95 | GB 2411 | |
单组分胶粘剂现场使用效果：
该单组分胶粘剂均匀的刷涂在无刷发电机转子线圈间，完全固化后，漆膜表面光滑、平整，无论是在热态还是冷态该聚合物均具有良好的电气绝缘性能及粘结性能，从而大大提高了发电机的安全性、稳定性和使用寿命。
Claims (7)
1、一种无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂，其特征在于：单组分胶粘剂是按下述质量份配方进行配比的：
环氧树脂：40.0-90.0份；
固化剂：1.0-15.0份；
固化促进剂：0.1-6.0份；
填料：2.0-50.0份；
助剂：0.1-10.0份。
2、如权利要求1所述的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂，其特征在于：所述的环氧树脂可以是各类普通环氧树脂、改性环氧树脂及特种环氧树脂，也可以是上述二种或三种混合使用。
3、如权利要求1所述的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂，其特征在于：所述的固化剂可以是常规的催化型固化剂、改性催化型固化剂及潜伏型固化剂，如双氰双胺，改性双氰双胺，三氟化硼络合物、有机酰肼及酮亚胺固化剂等，也可以是上述二种或三种混合使用。
4、如权利要求1所述的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂，其特征在于：所述的固化促进剂可以是咪唑、咪唑的衍生物、咪唑盐及改性咪唑，某些改性的有机胺，也可以是上述二种或三种混合使用。
5、如权利要求1所述的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂，其特征在于：所述的填料可以是硅粉、滑石粉、氧化铝、三氧化二锑、石英粉及气相二氧化硅等填料，也可以是上述二种或三种混合使用。
6、如权利要求1所述的无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂，其特征在于：所述的助剂可以是电中性多元胺酰胺的羧酸盐溶液、电中性多羧酸的烷基铵盐溶液及改性脲溶液，也可以是上述二种或三种混合使用。
7、一种如权利要求1所述的一种无刷发电机转子线圈专用单组分胶粘剂的制备方法，其特征在于单组分胶粘剂制造工艺如下：
A、将配方中的几种环氧树脂先在30～100℃的水浴中加热熔融，然后趁热混合分散均匀；
B、等环氧树脂冷却至室温后，边分散边加入固化剂、固化促进剂，在分散缸中充分分散均匀，注意分散缸温度要低于40℃；
C、分散200-260min后，边分散边加入填料；
D、持续分散200-260min后，分散机的分散速率降低至100～300转/min，一次性加入助剂；
E、再持续分散100-150min，即可制得符合要求的单组分胶粘剂。
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