技术领域
本发明涉及漆包线材料技术领域,具体涉及一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆及其制备方法。
背景技术
漆包线是电子线材中最具代表性的产品,漆包线是绕组线的一个主要品种,包括芯线和涂覆在芯线外侧的漆层,裸线经退火软化后,再经过多次涂漆,烘焙而成,具备机械性能,化学性能,电性能,热性能四大性能。铜包铝漆包线以及铜包铝镁漆包线是采用铜包铝或铜包铝镁材料作内导体的新型电磁线,其特性介于铜铝之间,结合了铜的优良导电性和铝的重量轻的优点,因此在变压器、高频绕组、微型电机转子线圈、各种电磁线上都有广泛的应用。目前按导体类型分,漆包线有铜漆包线、铝漆包线、铜包铝漆包线等,不管何种漆包线都必须以漆包线漆作绝缘层。
尤其在大型变压器中,由于内部绕组中常常通有较强的电流,而且所述的环境比较恶劣,对包覆导线的漆包线漆的性能有着更高的要求。 目前普通自粘漆涂制的换位导线在100℃以上长期工作时,作为换位导线股间粘合剂的自粘漆会出现软化,导致绕组机械强度下降;在120℃以上长期工作时,自粘漆会完全软化,绕组机械强度几乎等同于非自粘换位导线。上述温度条件确实存在于电力变压器实际运行当中,因此要求自粘漆及其涂制的换位导线必须提高耐热能力。在换位导线的生产过程中使用耐热自粘漆,可有效提高换位导线在高温条件下的弯曲刚性,进而提高变压器绕组在规定高温下的机械强度。但是普通的漆包线漆存在耐热性、耐磨性差、强度不够、耐热级低于120℃等问题,难以满足不同环境的要求。需要对漆包线漆的配方与生产工艺进行改进,进一步提高漆包漆的性能,降低其生产成本。
另一方面,现有技术中,漆包线漆耐磨性差,寿命低,容易掉漆,不能够满足使用要求。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆,该漆包线漆使用时干燥较快,流平性好,对高温具有很好的耐受性,耐酸碱环境,性能稳定具有较低的吸水率和良好的力学和绝缘性能,其介质损耗曲线拐点温度较高,且相溶、沉淀、漆液粘度指标优越,同时其原料成本较低,制备工艺简明,使用方法快捷方便,具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明提供了一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆,包括以下重量份的原料:
复配树脂40-50份、纳米改性添加物8-10份、有机玻璃粉4-6份、羟基磷灰石纳米颗粒3-5份、加工助剂9-13份、硅烷偶联剂6-8份、有机溶剂28-34份、阻燃剂7-11份、酯类添加物4-6份、辅助填料9-11份。
优选地,所述性稳耐候高绝缘性能漆包线漆包括以下重量份的原料:
复配树脂45份、纳米改性添加物9份、有机玻璃粉5份、羟基磷灰石纳米颗粒4份、加工助剂11份、硅烷偶联剂7份、有机溶剂31份、阻燃剂9份、酯类添加物5份、辅助填料10份。
优选地,所述复配树脂为聚酯多元醇树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂按照重量比2:5:1组成的混合物。
优选地,所述纳米改性添加物为纳米氧化锌、纳米氮化硼、纳米碳化硅按照重量比1:5:3组成的混合物.
优选地,所述有机玻璃粉的粒度为300目。
优选地,所述加工助剂为交联剂和流平剂按照重量3:1组成的混合物,所述交联剂为三羟甲基丙烷、和钛酸四正丁酯按重量比为1:2组成的混合物,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
优选地,所述有机溶剂为乙二醇、新戊二醇、丙二醇按照重量比3:1:2组成的混合物;
阻燃添加剂包括以下重量份的原料:四溴双酚A 10-12份、磷酸三甲苯酯4-6份、五溴乙基苯1-3份、三聚氰胺2-4份。
优选地,所述酯类添加物为聚氨酯丙烯酸酯、柠檬酸三乙酯、没食子酸丙酯按照重量比2:1:1组成的混合物;
所述辅助填料为云母粉、长石粉、轻质碳酸钙2:2:1组成的混合物。
本发明还提供一种高性能漆包线漆的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量准备各组分原料;
步骤二,将辅助填料、硅烷偶联剂、阻燃剂、有机玻璃粉、羟基磷灰石纳米颗粒混合送入高速搅拌机中,搅拌20-30分钟,搅拌转速200-300r/min,得到混合物A;
步骤三,纳米改性添加物和复配树脂混合后在3.5-4.5MPa压力下,加热至180-190℃,保温30分钟,得到混合物B;
步骤四,将步骤三制备的混合物B、酯类添加物加入带有搅拌器的反应釜中搅拌混合均匀,加热到84-86℃,搅拌反应1-2小时,再将有机溶剂、加工助剂混合均匀后加入到反应后的物料中,保温25-35分钟,再加入步骤二制备的混合物A,升温至100-105℃,继续搅拌反应1-3小时,得到混合物C;
步骤五,将混合物C冷却到30-40℃加入到均质机中,在均质压力10-12MPa,搅拌转速为5000-6000r/min下均质10-14分钟,再自然冷却罐装制得发明的性稳耐候高绝缘性能漆包线漆。
优选地,所述性稳耐候高绝缘性能漆包线漆的制备步骤为:
步骤一,按要求称量准备各组分原料;
步骤二,将辅助填料、硅烷偶联剂、阻燃剂、有机玻璃粉、羟基磷灰石纳米颗粒混合送入高速搅拌机中,搅拌25分钟,搅拌转速250r/min,得到混合物A;
步骤三,纳米改性添加物和复配树脂混合后在4MPa压力下,加热至185℃,保温30分钟,得到混合物B;
步骤四,将步骤三制备的混合物B、酯类添加物加入带有搅拌器的反应釜中搅拌混合均匀,加热到85℃,搅拌反应1.5小时,再将有机溶剂、加工助剂混合均匀后加入到反应后的物料中,保温30分钟,再加入步骤二制备的混合物A,升温至105℃,继续搅拌反应2小时,得到混合物C;
步骤五,将混合物C冷却到35℃加入到均质机中,在均质压力11MPa,搅拌转速为5500r/min下均质12分钟,再自然冷却罐装制得发明的性稳耐候高绝缘性能漆包线漆。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆,以复配树脂和酯类添加物为主体材料,辅助添加了加工助剂和硅烷偶联剂,使得漆膜表面致密、粘结性较好,具有显著的疏水性和防潮性,耐高温,不开裂,绝缘性能也相当优秀,具有厚度适当,整体坚固耐磨的特点,提高了电气设备的安全性和可靠性。
(2)本发明的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆,添加的羟基磷灰石纳米颗粒能够改善漆包线漆的耐磨性能;添加的辅助填料主要为云母粉、长石粉、轻质碳酸钙,一方面能够加强材料的绝缘性能,另一方面能够提高漆包线漆的耐磨性能。
(3)本发明的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆采添加的纳米改性材料,主要为纳米氧化锌、纳米氮化硼、纳米碳化硅,能够有效改善其耐酸碱性能,提高材料的耐热性能和粘结性能,使得漆包线漆在高温下依然保持了较高的粘结强度,另一方面也提高了材料的绝缘性能和抗冲击性能。
(4)本发明的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆添加的加工助剂主要为交联剂和流平剂,交联剂极大地加强了分子间的交联作用,且亲水性基团在固化时发生交联作用,使得变压器用漆包线的表面能远低于水的表面能,从而具有良好的疏水性和防潮性,流平剂使得漆膜表面光滑坚固,减少了摩擦。
(5)本发明的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆添加的阻燃剂,主要为四溴双酚A 、磷酸三甲苯酯、五溴乙基苯,几者复合作用,达到了较好的耐热阻燃效果,提高了材料的抗风险性能。
(6)本发明的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆的制备方法简单,原料组分安全可靠、成本较低,工艺简明,适合大规模工业生产漆包线漆使用时干燥较快,流平性好,对高温具有很好的耐受性,耐酸碱环境,性能稳定具有较低的吸水率和良好的力学和绝缘性能,其介质损耗曲线拐点温度较高,且相溶、沉淀、漆液粘度指标优越,同时其原料成本较低,制备工艺简明,使用方法快捷方便,具有较高的实用价值和良好的应用前景;同时其制备方法简单,原料组分安全可靠、成本较低,工艺简明,适合大规模工业生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆,包括以下重量份的原料:
复配树脂40份、纳米改性添加物8份、有机玻璃粉4份、羟基磷灰石纳米颗粒3份、加工助剂9份、硅烷偶联剂6份、有机溶剂28份、阻燃剂7份、酯类添加物4份、辅助填料9份。
本实施例中的复配树脂为聚酯多元醇树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂按照重量比2:5:1组成的混合物。
本实施例中的纳米改性添加物为纳米氧化锌、纳米氮化硼、纳米碳化硅按照重量比1:5:3组成的混合物.
本实施例中的有机玻璃粉的粒度为300目。
本实施例中的加工助剂为交联剂和流平剂按照重量3:1组成的混合物,所述交联剂为三羟甲基丙烷、和钛酸四正丁酯按重量比为1:2组成的混合物,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
本实施例中的有机溶剂为乙二醇、新戊二醇、丙二醇按照重量比3:1:2组成的混合物;
阻燃添加剂包括以下重量份的原料:四溴双酚A 10份、磷酸三甲苯酯4份、五溴乙基苯1份。
本实施例中的酯类添加物为聚氨酯丙烯酸酯、柠檬酸三乙酯、没食子酸丙酯按照重量比2:1:1组成的混合物;
本实施例中的辅助填料为云母粉、长石粉、轻质碳酸钙2:2:1组成的混合物。
本实施例提供的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量准备各组分原料;
步骤二,将辅助填料、硅烷偶联剂、阻燃剂、有机玻璃粉、羟基磷灰石纳米颗粒混合送入高速搅拌机中,搅拌20分钟,搅拌转速200r/min,得到混合物A;
步骤三,纳米改性添加物和复配树脂混合后在3.5MPa压力下,加热至180℃,保温30分钟,得到混合物B;
步骤四,将步骤三制备的混合物B、酯类添加物加入带有搅拌器的反应釜中搅拌混合均匀,加热到84℃,搅拌反应1小时,再将有机溶剂、加工助剂混合均匀后加入到反应后的物料中,保温25分钟,再加入步骤二制备的混合物A,升温至100℃,继续搅拌反应1小时,得到混合物C;
步骤五,将混合物C冷却到30℃加入到均质机中,在均质压力10MPa,搅拌转速为5000r/min下均质10分钟,再自然冷却罐装制得发明的性稳耐候高绝缘性能漆包线漆。
实施例2.
本实施例的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆,包括以下重量份的原料:
复配树脂50份、纳米改性添加物10份、有机玻璃粉6份、羟基磷灰石纳米颗粒5份、加工助剂13份、硅烷偶联剂8份、有机溶剂34份、阻燃剂11份、酯类添加物6份、辅助填料11份。
本实施例中的复配树脂为聚酯多元醇树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂按照重量比2:5:1组成的混合物。
本实施例中的纳米改性添加物为纳米氧化锌、纳米氮化硼、纳米碳化硅按照重量比1:5:3组成的混合物.
本实施例中的有机玻璃粉的粒度为300目。
本实施例中的加工助剂为交联剂和流平剂按照重量3:1组成的混合物,所述交联剂为三羟甲基丙烷、和钛酸四正丁酯按重量比为1:2组成的混合物,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
本实施例中的有机溶剂为乙二醇、新戊二醇、丙二醇按照重量比3:1:2组成的混合物;
阻燃添加剂包括以下重量份的原料:四溴双酚A 10-12份、磷酸三甲苯酯4-6份、五溴乙基苯1-3份。
本实施例中的酯类添加物为聚氨酯丙烯酸酯、柠檬酸三乙酯、没食子酸丙酯按照重量比2:1:1组成的混合物;
本实施例中的辅助填料为云母粉、长石粉、轻质碳酸钙2:2:1组成的混合物。
本实施例提供的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量准备各组分原料;
步骤二,将辅助填料、硅烷偶联剂、阻燃剂、有机玻璃粉、羟基磷灰石纳米颗粒混合送入高速搅拌机中,搅拌30分钟,搅拌转速300r/min,得到混合物A;
步骤三,纳米改性添加物和复配树脂混合后在4.5MPa压力下,加热至190℃,保温30分钟,得到混合物B;
步骤四,将步骤三制备的混合物B、酯类添加物加入带有搅拌器的反应釜中搅拌混合均匀,加热到86℃,搅拌反应2小时,再将有机溶剂、加工助剂混合均匀后加入到反应后的物料中,保温35分钟,再加入步骤二制备的混合物A,升温至105℃,继续搅拌反应3小时,得到混合物C;
步骤五,将混合物C冷却到40℃加入到均质机中,在均质压力12MPa,搅拌转速为6000r/min下均质14分钟,再自然冷却罐装制得发明的性稳耐候高绝缘性能漆包线漆。
实施例3.
本实施例的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆,包括以下重量份的原料:
复配树脂45份、纳米改性添加物9份、有机玻璃粉5份、羟基磷灰石纳米颗粒4份、加工助剂11份、硅烷偶联剂7份、有机溶剂31份、阻燃剂9份、酯类添加物5份、辅助填料10份。
本实施例中的复配树脂为聚酯多元醇树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛树脂按照重量比2:5:1组成的混合物。
本实施例中的纳米改性添加物为纳米氧化锌、纳米氮化硼、纳米碳化硅按照重量比1:5:3组成的混合物.
本实施例中的有机玻璃粉的粒度为300目。
本实施例中的加工助剂为交联剂和流平剂按照重量3:1组成的混合物,所述交联剂为三羟甲基丙烷、和钛酸四正丁酯按重量比为1:2组成的混合物,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
本实施例中的有机溶剂为乙二醇、新戊二醇、丙二醇按照重量比3:1:2组成的混合物;
阻燃添加剂包括以下重量份的原料:四溴双酚A 11份、磷酸三甲苯酯5份、五溴乙基苯2份。
本实施例中的酯类添加物为聚氨酯丙烯酸酯、柠檬酸三乙酯、没食子酸丙酯按照重量比2:1:1组成的混合物;
本实施例中的辅助填料为云母粉、长石粉、轻质碳酸钙2:2:1组成的混合物。
本实施例提供的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量准备各组分原料;
步骤二,将辅助填料、硅烷偶联剂、阻燃剂、有机玻璃粉、羟基磷灰石纳米颗粒混合送入高速搅拌机中,搅拌25分钟,搅拌转速250r/min,得到混合物A;
步骤三,纳米改性添加物和复配树脂混合后在4MPa压力下,加热至185℃,保温30分钟,得到混合物B;
步骤四,将步骤三制备的混合物B、酯类添加物加入带有搅拌器的反应釜中搅拌混合均匀,加热到85℃,搅拌反应1.5小时,再将有机溶剂、加工助剂混合均匀后加入到反应后的物料中,保温30分钟,再加入步骤二制备的混合物A,升温至105℃,继续搅拌反应2小时,得到混合物C;
步骤五,将混合物C冷却到35℃加入到均质机中,在均质压力11MPa,搅拌转速为5500r/min下均质12分钟,再自然冷却罐装制得发明的性稳耐候高绝缘性能漆包线漆。
以上各实施例制备的性稳耐候高绝缘性能漆包线漆的性能测试结果如下:
拐点温度℃ 105℃耐油时间h 粘结强度N/mm2 吸水率 实施例1 175 5200 18 1.03% 实施例2 174 5100 17 1.02% 实施例3 175 5170 17 1.05% 对比例 154 3567 13 1.51%
本发明的一种性稳耐候高绝缘性能漆包线漆使用时干燥较快,流平性好,对高温具有很好的耐受性,耐酸碱环境,性能稳定具有较低的吸水率和良好的力学和绝缘性能,其介质损耗曲线拐点温度较高,且相溶、沉淀、漆液粘度指标优越,同时其原料成本较低,制备工艺简明,使用方法快捷方便,具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。