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漆包铝圆绕组线绝缘粉末涂料的研制
来源:刘士安 | 发布时间:2019-8-20 | 浏览次数:
 
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文/刘士安,孙红兴,赵遵刚
合肥燕美新材料科技有限公司
 
摘要:本文以双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂和酚羟基酚醛类固化剂等作为成膜主体,研究了环氧树脂和固化剂等的选择及配比对粉末涂料涂层性能的影响,包括柔韧性和热性能等,通过配方优化,得到了适用于漆包铝圆绕组线的绝缘粉末涂料。
 
前言
  
    漆包铝圆绕组线广泛应用于电动机、发电机、变压器等领域,表面涂层目前主要是以聚酰亚胺为代表的溶剂型绝缘涂料涂装,热固性粉末涂料同聚酰亚胺等溶剂型涂料在热性能和柔韧性等方面相比还存在一些差距,但是随着环境保护的要求越来越高,漆包铝圆绕组线的制造厂商对绝缘粉末涂料的需求越来越迫切,本研究制得的绝缘粉末涂料,能够达到国标GB/T 23312部分标准要求,软化击穿温度能够达到210℃以上,可实现对溶剂型绝缘涂料的部分替代。
 
1 实验部分
 
1.1原材料
 
    双酚A型环氧树脂(504)、酚醛型环氧树脂:工业级,长春化工(江苏)有限公司;
    酚羟基酚醛树脂固化剂,工业级,大庆庆鲁朗润科技有限公司;
    粉末涂料通用助剂(流平剂、润湿剂、安息香等),工业级,上海索是化工有限公司;
    有机颜料:工业级,先尼科化工(上海)有限公司;
    硅微粉:工业级,长兴华源粉体材料有限公司;
    二甲基咪唑:工业级,廊坊宏泰化工有限公司。
 
1.2 主要设备
 
    双螺杆挤出机、高速搅拌机、万能粉碎机、200目手动筛网,静电喷枪和实验喷涂系统、高温烘箱、膜厚仪、自动电压试验仪、软化击穿试验仪,伸长率试验仪等。
 
1.3 实验过程
 
1.3.1 实验配方
 
    将配方所需的原料按表1要求精确称取。
                        
                
1.3.2 原材料预混
 
    称取好的原料置于高速搅拌机(烟台远力机械有限公司,FHJ-01N)中,在1200r/min的转速下搅拌混合180S,得到各组分均匀分散的预混料。
 
1.3.3 预混料挤出压片

    将挤出机(烟台远力机械有限公司,SFJ-29A)参数按表2的要求进行温度、喂料和挤出速度设置;当挤出区温度达到设定值时,将预混后的原料置于挤出机料斗中,开启挤出机,进行挤出,压片冷却和收集片料。
 

 
1.3.4 片料粉碎和筛选
 
    将收集的片料置于万能粉碎机(瑞安市赛特机电有限公司,ST-512)中,开启万能粉碎机将片料粉碎成粉料;再将粉料倒入200目手动筛网中进行粉料筛选,得到符合粒径要求的粉末涂料,粒径范围一般在D50=(35~45)μm。
 
1.3.5 铝圆线的预处理和粉末涂料的喷涂、固化
 
    被涂基材为符合条件的铝圆线(直径2.0mm,如图1所示),用纱布蘸取工业纯酒精,将铝圆线檫拭干净,并置于干净通风处晾干,以备使用;将处理好的铝圆线置于实验喷涂系统(自制)中,用制作好的粉末涂料喷涂在铝圆线表面;将喷涂好的铝圆线置于200℃的烘箱中烘烤固化,烘烤时间15~20min;固化完成后,取出成品圆线,自然冷却,并用膜厚仪(Qnix44500)测量膜厚应在(100~120μm)之间。
  

 
2 结果与讨论
 
2.1 漆包铝圆绕组线粉末涂料主要性能测试结果
 
    按照国标GB/T 23312的相关规定和测试方法对漆包铝圆绕组线粉末涂料进行相关性能测试,测试结果如表3和图2、图3、图4、图5所示。
 









 
2.2 原材料的选择对产品性能的影响
 
    目前能适合粉末涂料用的环氧树脂主要有双酚A型和邻甲酚醛型2大类,双酚A型环氧树脂综合性能优异,同固化剂交联反应后具有很好的柔韧性,但交联密度有限,因而耐热性能不高;邻甲酚醛型环氧树脂同固化剂反应后形成较高的交联密度,从而提高了涂层的耐热性能,但是柔韧性较差。我们采用双酚A型环氧树脂和邻甲酚醛型环氧树脂复配,得到柔韧性和耐热性能的平衡。
 
    试验中选择环氧当量780~850的双酚A型环氧树脂、环氧当量在200~300的邻甲酚醛型环氧树脂;固化剂选用酚羟基酚醛树脂,这种固化剂通过增韧扩链,生成柔性链和刚性链相结合的改性酚醛树脂,具有优异的耐温性和柔韧性。
 
    表1和表3的试验结果表明,随着邻甲酚醛环氧树脂在配方中的用量逐渐增加,涂层的软化击穿温度逐渐提高,但是柔韧性在逐渐下降。在配方F软化击穿温度达到的210℃,得到了柔韧性和耐温性平衡的粉末涂料产品。

3 结语

    环氧树脂/酚羟基酚醛树脂固化体系的漆包铝圆绕组线粉末涂料物理机械性能、电绝缘性能等方面已经达到了国标GB/T 23312的相关要求,软化击穿温度能达到210℃左右,产品可以在一定范围内替代以聚酰亚胺为代表的溶剂型绝缘漆。

 
 
 
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