一種耐電暈漆包線漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高效、節(jié)能納米絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐電暈漆包線漆及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是資源緊缺的國家，對電能的需求非常強(qiáng)烈，而60%以上電能都是被電機(jī)消耗的，由于變頻電機(jī)能夠節(jié)約電能30~40%，具有高效、維護(hù)方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)約能源方面發(fā)揮了巨大作用，并有逐步取代直流調(diào)速電機(jī)的趨勢，變頻調(diào)速電機(jī)每年以13~16%的速度增長。但變頻電機(jī)因變頻器產(chǎn)生的脈沖波，有著高聳的尖峰和陡峭的上升時(shí)間，加上可變化的或極高的頻率(最高達(dá)到20KHz)，從而對電機(jī)絕緣體系產(chǎn)生極大的破壞，很容易發(fā)生匝間擊穿而縮短電機(jī)電器的使用壽命。而絕緣體系的耐電暈壽命直接影響變頻電機(jī)的耐高頻脈沖能力，關(guān)系著我國變頻電機(jī)的廣泛應(yīng)用。提高絕緣系統(tǒng)的耐電暈?zāi)芰?，關(guān)鍵技術(shù)是使用耐電暈電磁線漆。目前耐電暈電磁線漆主要被國外某跨國公司所壟斷，具有非常優(yōu)異的耐電暈壽命，但還存在粘度大，使用工藝性差，相對國內(nèi)用戶售價(jià)高，供貨周期長，嚴(yán)重影響我國變頻電機(jī)的廣泛推廣。國內(nèi)相關(guān)研究相對較晚，近幾年也有一些文獻(xiàn)及專利報(bào)道制備耐電暈電磁線漆，主要制備方式有:(1)原位聚合法，在漆料本體合成過程中合成納米粉體或是對納米粉體進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男?，再添加到合成漆料本體的中間體中繼續(xù)參與反應(yīng)，通過有機(jī)合成的方法制備耐電暈電磁線漆，但存在合成反應(yīng)過程中，很難保證納米粉體的高度分散，對設(shè)備系統(tǒng)要求極高，并且產(chǎn)品儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，耐變頻壽命分散性大，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用，目前在世界范圍內(nèi)還沒有此類產(chǎn)品問世；(2)先做納米漿料，再與漆料本體溶液混合制備耐電暈漆包線漆，存在所制備的納米漿料固體含量低，不利于耐變頻漆包線漆中無機(jī)氧化物含量的控制；另外如CN101735716A利用二甲苯與甲酚6:4作為溶劑，可以制備固體含量為20~60%的納米漿料，但納米漿料未經(jīng)有機(jī)改性且由于納米顆粒具有很高的比表面積及表面自由能，還是會(huì)存在粘度偏大，易團(tuán)聚，不易長期儲(chǔ)存等問題。
[0003]國外現(xiàn)有的耐電暈漆包線漆具備優(yōu)異的耐電暈壽命，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，但還存在常溫粘度大，使用工藝性差，附著性差，售價(jià)高等缺陷；國內(nèi)現(xiàn)有耐變頻漆包線漆還是存在粘度大，250C的粘度多800mps,耐變頻壽命分散性大，附著性差，工業(yè)化推廣難等問題。
[0004]由于國內(nèi)外現(xiàn)有的耐電暈漆包線漆普遍存在粘度大，25°C的粘度彡600mps，使用時(shí)需要添加溶劑或保持漆溫在45°C以上，使耐變頻漆包線漆的粘度降到合適的值，才能進(jìn)行涂線。由于耐變頻漆包線漆的溶劑中都含有甲酚等氣味大、毒性強(qiáng)的有機(jī)溶劑，操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染，影響工人的健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種粘度低、固含量高且能夠高度分散的耐電暈漆包線漆及其制備方法，其用在變頻電機(jī)的漆包線涂層中時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)不用稀釋而進(jìn)行常溫涂線。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是:
一種耐電暈漆包線漆的制備方法，所述的耐電暈漆包線漆包括漆料本體，所述的耐電暈漆包線漆還包括耐電暈改性劑，所述的耐電暈漆包線漆的制備方法如下:
步驟(1)、在齒盤式分散機(jī)攪拌的條件下，向有機(jī)溶劑中加入無機(jī)氧化物原料，控制所述的齒盤式分散機(jī)的線速度為10~22m/s，剪切分散時(shí)間為0.5~2h，然后采用研磨機(jī)進(jìn)行研磨，控制所述的研磨機(jī)的線速度為15 ~25m/s，研磨時(shí)間為3~6h，制備得到D50〈150nm、固含量為50~70%的無機(jī)氧化物預(yù)分散液；其中，所述的無機(jī)氧化物原料的平均粒徑范圍為100~200nm,比表面積為40~100m2/g，且表面帶有羥基，所述的無機(jī)氧化物為納米氣相二氧化硅和/或納米氣相三氧化二鋁；所述的有機(jī)溶劑為投料質(zhì)量比為1:0.9-1.1的N-甲基吡咯烷酮與二甲苯的混合溶劑；
步驟(2)、向步驟(I)制得的無機(jī)氧化物預(yù)分散液中添加偶聯(lián)劑，在80~130°C下進(jìn)行有機(jī)表面接枝改性，形成耐電暈改性劑；
步驟(3)、將步驟(2)制得的耐電暈改性劑與漆料本體在70~1000C下攪拌制得所述的耐電暈漆包線漆。
[0007]優(yōu)選地，步驟(I)中，控制研磨后，所述的無機(jī)氧化物預(yù)分散液中無機(jī)氧化物的D50〈80nm。
[0008]優(yōu)選地，步驟(2)中，所述的無機(jī)氧化物預(yù)分散液和所述的偶聯(lián)劑的投料質(zhì)量比為20-40:1 ο
[0009]優(yōu)選地，步驟(2)中，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和/或硅烷偶聯(lián)劑。
[0010]優(yōu)選地，所述的耐電暈改性劑在25°C下粘度為30~100mps，固含量為50~70%。
[0011]優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的耐電暈改性劑與所述的漆料本體的投料質(zhì)量比為1:5?8。
[0012]優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的漆料本體采用耐熱聚酯作為基體樹脂，相比于其他漆料本體，采用耐熱聚酯可大幅提升耐電暈漆包線漆對銅材的附著性。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的漆料本體采用固含量為38~42%的耐熱聚酯漆包線漆進(jìn)行投料。
[0014]更為優(yōu)選地，所述的耐熱聚酯漆包線漆的耐熱等級(jí)為200級(jí)。
[0015]耐熱聚酯漆包線漆可采用市購獲得的采用耐熱聚酯為基體樹脂的漆包線漆，也可以通過自已生產(chǎn)制備。
[0016]優(yōu)選地，步驟(2)的具體制備方法為:將步驟(I)制得的無機(jī)氧化物預(yù)分散液和所述的偶聯(lián)劑加入反應(yīng)裝置中，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的PH值為8~10，溫度為80~130°C，反應(yīng)時(shí)間為3~5h，制得所述的耐電暈改性劑。
[0017]優(yōu)選地，步驟(3)的具體制備方法為:在齒盤式分散機(jī)攪拌的條件下，在70~100°C下，向所述的漆料本體中滴加步驟(2)制得的耐電暈改性劑，控制滴加速度為5~15g/min，添加完畢，繼續(xù)攪拌2~5h，經(jīng)過濾后制得所述的耐電暈漆包線漆；其中，控制所述的齒盤式分散機(jī)的線速度為15~25m/s。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(3)中，采用5000目超細(xì)濾袋進(jìn)行高壓過濾制得所述的耐電暈漆包線漆。
[0019]一種由所述的耐電暈漆包線漆的制備方法制備得到的耐電暈漆包線漆，所述的耐電暈漆包線漆的固含量彡40%，25°C下粘度為200~400mps。
[0020]一種所述的耐電暈漆包線漆在變頻電機(jī)的漆包線涂層中的應(yīng)用。其用于漆包線涂層為單層或雙層復(fù)合。
[0021]由于以上技術(shù)方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明通過對無機(jī)氧化物原料、有機(jī)溶劑和無機(jī)氧化物預(yù)分散液的制備方法的改進(jìn)，使得無機(jī)氧化物預(yù)分散液的固含量為509^70%，并且無機(jī)氧化物的分散性和穩(wěn)定性得到很大提高，不易團(tuán)聚，從而可以制備出固含量高(多40%)、粘度低(25°C下粘度為200~400mps)、耐電暈(耐變頻壽命彡10h (測試條件:溫度155°C ±2°C，峰-峰值電壓3kV，脈沖頻率20kHz，脈沖上升時(shí)間100ns))且能夠長期儲(chǔ)藏的耐電暈漆包線漆，由于耐電暈漆包線漆的固含量高，因此，采用該耐電暈漆包線漆進(jìn)行后續(xù)涂層時(shí)，添加步驟簡單，添加量少，從而成本降低；由于耐電暈漆包線漆的粘度低，因此可以滿足常溫涂線，且無需進(jìn)行稀釋。
[0022]、本發(fā)明的制備方法適于工業(yè)化生產(chǎn)及耐電暈漆包線漆的普遍推廣，本發(fā)明的制備工藝簡單易行。
[0023]、本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)性的使用平均粒徑為100~200nm，比表面積為40~100m2/g，表面帶有大量羥基的無機(jī)氧化物，相比于其它專利技術(shù)添加的納米粉體(〈lOOnm)，更易于分散，易于表面有機(jī)接枝處理，便于添加，且能夠克服無機(jī)氧化物在漆料本體中的納米級(jí)穩(wěn)定分散的問題。本發(fā)明選用N-甲基吡咯烷酮與二甲苯混合作為溶劑，具有低氣味，可改善工作環(huán)境，便于操作。本發(fā)明首次選用耐熱聚酯作為漆料本體，保證了耐電暈漆包線漆具有優(yōu)異耐熱性的同時(shí)對銅線具備優(yōu)異的附著性及工藝性，可以實(shí)現(xiàn)不用稀釋而進(jìn)行常溫涂線，操作方便，另外具備耐電暈壽命強(qiáng)，長期儲(chǔ)存穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，且易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)，而本發(fā)明不受以下實(shí)施例的范圍限制。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體要求做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件，本申請中未進(jìn)行指明的百分含量均為質(zhì)量百分含量。
[0025]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種變頻電機(jī)用耐電暈漆包線漆及其制備方法，制備過程如下:
(I)將100g N-甲基吡咯烷酮與100g二甲苯混合均勻，在齒盤式分散機(jī)攪拌的條件下，緩慢添加2400g納米氣相二氧化娃(平均粒徑130nm，比表面積80m 2/g)，待納米粉體添加完畢后