摘要:本文以雙酚A型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂和酚羥基酚醛類固化劑等作為成膜主體,研究了環氧樹脂和固化劑等的選擇及配比對粉末涂料涂層機能的影響,包括柔韌性和熱機能等,通過配方優化,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用于電念頭、發電機、變壓器等領域,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能和柔韌性等方面比擬還存在一些差距。
但是跟著環境保護的要求越來越高,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,能夠達到國標GB/T 23312部門尺度要求,軟化擊穿溫度能夠達到210℃以上,可實現對溶劑型絕緣涂料的部門替換。
1、實驗部門
1.1原材料
雙酚A型環氧樹脂(504)、酚醛型環氧樹脂
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)
有機顏料
硅微粉
二甲基咪唑
1.2 主要設備
雙螺桿擠出機、高速攪拌機、萬能破碎摧毀機、200目手動篩網,靜電噴槍和實驗噴涂系統、高溫烘箱、膜厚儀、自動電壓試驗儀、軟化擊穿試驗儀,伸長率試驗儀等。
1.3 實驗過程
1.3.1
實驗配方
將配方所需的原料按表1要求精確稱取。
1.3.2
原材料預混
稱取好的原料置于高速攪拌機(FHJ-01N)中,在1200r/min的轉速下攪拌混合180S,得到各組分平均分散的預混料。
1.3.3 預混料擠出壓片
將擠出機參數按表2的要求進行溫度、喂料和擠出速度設置;當擠出區溫度達到設定值時,將預混后的原料置于擠出機料斗中,開啟擠出機,進行擠出,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中,開啟萬能破碎摧毀機將片料破碎摧毀成粉料;再將粉料倒入200目手動篩網中進行粉料篩選,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),用紗布蘸取產業純酒精,將鋁圓線檫拭干凈,并置于干凈透風處晾干,以備使用;
將處理好的鋁圓線置于實驗噴涂系統(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)丈量膜厚應在(100~120μm)之間。
2、結果與討論
2.1
漆包鋁圓繞組線粉末涂料主要機能測試結果
按照國標GB/T
23312的相關劃定和測試方法對漆包鋁圓繞組線粉末涂料進行相關機能測試,測試結果如表3和圖2、圖3、圖4、圖5所示。
2.2 原材料的選擇對產品機能的影響
目前能適合粉末涂料用的環氧樹脂主要有雙酚A型和鄰甲酚醛型2大類,雙酚A型環氧樹脂綜合機能優異,同固化劑交聯反應后具有很好的柔韌性,但交聯密度有限,因而耐熱機能不高;
鄰甲酚醛型環氧樹脂同固化劑反應后形成較高的交聯密度,從而進步了涂層的耐熱機能,但是柔韌性較差。
我們采用雙酚A型環氧樹脂和鄰甲酚醛型環氧樹脂復配,得到柔韌性和耐熱機能的平衡。
試驗中選擇環氧當量780~850的雙酚A型環氧樹脂、環氧當量在200~300的鄰甲酚醛型環氧樹脂;固化劑選用酚羥基酚醛樹脂,這種固化劑通過增韌擴鏈,天生柔性鏈和剛性鏈相結合的改性酚醛樹脂,具有優異的耐溫性和柔韌性。
表1和表3的試驗結果表明,跟著鄰甲酚醛環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步,但是柔韌性在逐漸下降。在配方F軟化擊穿溫度達到的210℃,得到了柔韌性和耐溫性平衡的粉末涂料產品。
3、結語
環氧樹脂/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械機能、電絕緣機能等方面已經達到了國標GB/T 23312的相關要求,軟化擊穿溫度能達到210℃左右,產品可以在一定范圍內替換以聚酰亞胺為代表的溶劑型絕緣漆。
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