摘要:本文以雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂和酚羥基酚醛類固化劑等作為成膜主體,研究了環(huán)氧樹脂和固化劑等的選擇及配比對粉末涂料涂層機(jī)能的影響,包括柔韌性和熱機(jī)能等,通過配方優(yōu)化,得到了合用于漆包鋁圓繞組線的四川絕緣粉末涂料。
前言
漆包鋁圓繞組線廣泛應(yīng)用于電念頭、發(fā)電機(jī)、變壓器等領(lǐng)域,表面涂層目前主要是以聚酰亞胺為代表的溶劑型絕緣涂料涂裝。
熱固性粉末涂料同聚酰亞胺等溶劑型涂料在熱機(jī)能和柔韌性等方面比擬還存在一些差距。
但是跟著環(huán)境保護(hù)的要求越來越高,漆包鋁圓繞組線的制造廠商對絕緣粉末涂料的需求越來越迫切。
本研究制得的絕緣粉末涂料,能夠達(dá)到國標(biāo)GB/T 23312部門尺度要求,軟化擊穿溫度能夠達(dá)到210℃以上,可實(shí)現(xiàn)對溶劑型絕緣涂料的部門替換。
1、實(shí)驗(yàn)部門
1.1原材料
雙酚A型環(huán)氧樹脂(504)、酚醛型環(huán)氧樹脂
酚羥基酚醛樹脂固化劑
粉末涂料通用助劑(流平劑、潤濕劑、安息香等)
有機(jī)顏料
硅微粉
二甲基咪唑
1.2 主要設(shè)備
雙螺桿擠出機(jī)、高速攪拌機(jī)、萬能破碎摧毀機(jī)、200目手動篩網(wǎng),靜電噴槍和實(shí)驗(yàn)噴涂系統(tǒng)、高溫烘箱、膜厚儀、自動電壓試驗(yàn)儀、軟化擊穿試驗(yàn)儀,伸長率試驗(yàn)儀等。
1.3 實(shí)驗(yàn)過程
1.3.1
實(shí)驗(yàn)配方
將配方所需的原料按表1要求精確稱取。
1.3.2
原材料預(yù)混
稱取好的原料置于高速攪拌機(jī)(FHJ-01N)中,在1200r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌混合180S,得到各組分平均分散的預(yù)混料。
1.3.3 預(yù)混料擠出壓片
將擠出機(jī)參數(shù)按表2的要求進(jìn)行溫度、喂料和擠出速度設(shè)置;當(dāng)擠出區(qū)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí),將預(yù)混后的原料置于擠出機(jī)料斗中,開啟擠出機(jī),進(jìn)行擠出,壓片冷卻和收集片料。
1.3.4 片料破碎摧毀和篩選
將收集的片料置于萬能破碎摧毀機(jī)中,開啟萬能破碎摧毀機(jī)將片料破碎摧毀成粉料;再將粉料倒入200目手動篩網(wǎng)中進(jìn)行粉料篩選,得到符合粒徑要求的粉末涂料,粒徑范圍一般在D50=(35~45)μm。
1.3.5
鋁圓線的預(yù)處理和粉末涂料的噴涂、固化
被涂基材為符合前提的鋁圓線(直徑2.0mm,如圖1所示),用紗布蘸取產(chǎn)業(yè)純酒精,將鋁圓線檫拭干凈,并置于干凈透風(fēng)處晾干,以備使用;
將處理好的鋁圓線置于實(shí)驗(yàn)噴涂系統(tǒng)(自制)中,用制作好的粉末涂料噴涂在鋁圓線表面;將噴涂好的鋁圓線置于200℃的烘箱中烘烤固化,烘烤時(shí)間15~20min;
固化完成后,掏出成品圓線,天然冷卻,并用膜厚儀(Qnix44500)丈量膜厚應(yīng)在(100~120μm)之間。
2、結(jié)果與討論
2.1
漆包鋁圓繞組線粉末涂料主要機(jī)能測試結(jié)果
按照國標(biāo)GB/T
23312的相關(guān)劃定和測試方法對漆包鋁圓繞組線粉末涂料進(jìn)行相關(guān)機(jī)能測試,測試結(jié)果如表3和圖2、圖3、圖4、圖5所示。
2.2 原材料的選擇對產(chǎn)品機(jī)能的影響
目前能適合粉末涂料用的環(huán)氧樹脂主要有雙酚A型和鄰甲酚醛型2大類,雙酚A型環(huán)氧樹脂綜合機(jī)能優(yōu)異,同固化劑交聯(lián)反應(yīng)后具有很好的柔韌性,但交聯(lián)密度有限,因而耐熱機(jī)能不高;
鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂同固化劑反應(yīng)后形成較高的交聯(lián)密度,從而進(jìn)步了涂層的耐熱機(jī)能,但是柔韌性較差。
我們采用雙酚A型環(huán)氧樹脂和鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂復(fù)配,得到柔韌性和耐熱機(jī)能的平衡。
試驗(yàn)中選擇環(huán)氧當(dāng)量780~850的雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量在200~300的鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂;固化劑選用酚羥基酚醛樹脂,這種固化劑通過增韌擴(kuò)鏈,天生柔性鏈和剛性鏈相結(jié)合的改性酚醛樹脂,具有優(yōu)異的耐溫性和柔韌性。
表1和表3的試驗(yàn)結(jié)果表明,跟著鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂在配方中的用量逐漸增加,涂層的軟化擊穿溫度逐漸進(jìn)步,但是柔韌性在逐漸下降。在配方F軟化擊穿溫度達(dá)到的210℃,得到了柔韌性和耐溫性平衡的粉末涂料產(chǎn)品。
3、結(jié)語
環(huán)氧樹脂/酚羥基酚醛樹脂固化體系的漆包鋁圓繞組線粉末涂料物理機(jī)械機(jī)能、電絕緣機(jī)能等方面已經(jīng)達(dá)到了國標(biāo)GB/T 23312的相關(guān)要求,軟化擊穿溫度能達(dá)到210℃左右,產(chǎn)品可以在一定范圍內(nèi)替換以聚酰亞胺為代表的溶劑型絕緣漆。
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