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一种改性环氧绝缘粉末涂料的研制分析

2021-08-18 来源:西安机械信息网

一种改性环氧绝缘粉末涂料的研制分析

摘要:对影响绝缘粉末涂料各方面性能的因素进行了分析,从提高绝缘粉末涂料的综合性能着手,研制出一种改性的、具有较高绝缘性和综合性能良好的环氧绝缘粉末涂料,通过分析和对比实验进一步验证其表现出的独特性与综合性能。

0 引言

粉末涂料是近年来发展特别迅速的行业,尤其国家对环保要求越来越严苛,粉末涂料在越来越多的领域成了油漆涂料的替代品。电绝缘粉末是以电器绝缘为目的用于电机、高压开关柜、变压器、电焊机、电子元件、电磁线等产品的电绝缘为目的的粉末涂料中国机械网okmao.com。随着电子、电工行业的发展,出现的绝缘粉末品种也越来越多,常见的有聚酯型、环氧型和聚氨酯型,这些品种的绝缘粉末虽然各具特色,但是综合性能却都不太理想,因此在应用上有一定的局限性。为了改善和突破这种局限性,我公司通过多方面的理论分析和大量的实验,研制出了一种改性的绝缘粉末涂料,它在电绝缘性、耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性及机械性能等多方面都表现极佳,因此,它的适用范围十分广泛。

1 实验设计

1.1 树脂的选择

树脂是绝缘粉末涂料的主要原料,它是粉末涂料的骨架,起着十分重要的作用。绝缘粉末常用树脂有聚酯树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂。目前市场上用量最大,反映最好的是环氧类绝缘粉末涂料,它在综合性能上远远优于聚酯类绝缘粉末涂料和价格昂贵的聚氨酯类绝缘粉末涂料。目前环氧粉末涂料以双酚A型环氧树脂为主,双酚A型环氧树脂具有优异的电性能、耐热性和机械强度、耐化学药品等性能,是制造绝缘粉末涂料的极好品种。双酚A型环氧树脂又分为一步法和二步法,相对于一步法环氧树脂,二步法环氧树脂相对分子量分布更均匀,性能会更突出。即便如此,涂层的耐高温性能、高温附着力、高体积电阻率等特性是普通的二步法环氧树脂远远不能满足的。因此,我们本次设计的配方中采用了一种改性的环氧树脂,它是在二步法合成的基础上,采用多官能团接枝的环氧树脂,用它制作的粉末涂层比普通环氧树脂涂层的耐温性提高40~60℃,硬度和耐划伤性能、耐冲击性能和体积电阻率也更突出。我们分别选用一步法环氧604(安徽恒泰新材料科技股份有限公司)、二步法环氧804(湖南岳阳巴陵石化有限公司)和改性环氧树脂E-12A(黄山新佳精细材料有限公司)进行对比实验。

1.2 固化剂的选择

粉末涂料固化剂的种类也很多,常用的有酚羟基树脂、双氰胺、癸二酸二酰肼和环脒类固化剂。酚羟基树脂固化剂是双酚A与低分子量的环氧树脂在催化剂的条件下反应制得的,因为它的结构与环氧树脂十分相似,因此与环氧树脂的相容性最好,制成的环氧粉末综合性能优异;双氰胺是环氧粉末涂料中最早工业化的固化剂品种,但是它的熔点高,与环氧树脂的相容性差,分散性不好,使用范围非常狭窄;癸二酸二酰肼作为环氧粉末涂料固化剂突出的特点是涂膜的柔韧性好,但其价格相对昂贵;环脒类固化剂是杂环化合物,适合低温固化,涂膜物理和机械性能良好,但是储存稳定性相对较差,粉末容易结块。综合比较,酚羟基树脂固化剂在综合性能上最适合作为绝缘粉末涂料的固化剂。我们选用陕西金辰永悦新材料有限公司生产的V209进行实验。

1.3 填料的选择

在粉末涂料中,常用的填料有硫酸钡、云母粉、高岭土、碳酸钙、硅灰石、滑石粉和硅微粉等,其中滑石粉和碳酸钙的耐酸碱性差,云母粉和高岭土的吸油量大,涂层往往呈现橘皮状态,分别选用南风化工集团股份有限公司南风钡、北京利国伟业超细粉体有限公司硅灰石和东海县晶盛源硅微粉有限公司的硅微粉进行实验。

2 实验过程

通过对原材料的理论、特征、性能指标等方面的分析,结合了主原料的各方面优势,设计以下配方:

配方1:E-12A52g,V20918g,南风钡24,钛白粉5g,流平剂0.7g,2-甲基咪唑0.3g。

配方2:60456g,V20914g,南风钡24g,钛白粉5g,流平剂0.7g,2-甲基咪唑0.3g。

配方3:80456g,V20914g,南风钡24g,钛白粉5g,流平剂0.7g,2-甲基咪唑0.3g。

配方4:E-12A52g,V20918g,硅灰石24g,钛白粉5g,流平剂0.7g,2-甲基咪唑0.3g。

配方5:E-12A52g,V20918g,硅微粉24g,钛白粉5g,流平剂0.7g,2-甲基咪唑0.3g。

3 实验性能测试结果(表1)

4 结语

从以上实验结果对比分析,配方5的各方面性能都很优异,尤其是体积电阻率和击穿电压明显高于其他配方,说明实验中选定的改性环氧树脂和填料硅微粉搭配是制造绝缘粉末涂料最理想的配方体系,因此,我公司研制的这种改性环氧绝缘粉末涂料除了在电子、电工行业有更好的竞争力,在其他更高要求的领域也会得到很好的应用,是值得推广的优质高绝缘粉末涂料。

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