一種耐電暈漆包線漆及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高效、節能納米絕緣材料技術領域，具體涉及一種耐電暈漆包線漆及其制備方法。
【背景技術】
[0002]我國是資源緊缺的國家，對電能的需求非常強烈，而60%以上電能都是被電機消耗的，由于變頻電機能夠節約電能30~40%，具有高效、維護方便、自動化程度高等優點，在節約能源方面發揮了巨大作用，并有逐步取代直流調速電機的趨勢，變頻調速電機每年以13~16%的速度增長。但變頻電機因變頻器產生的脈沖波，有著高聳的尖峰和陡峭的上升時間，加上可變化的或極高的頻率(最高達到20KHz)，從而對電機絕緣體系產生極大的破壞，很容易發生匝間擊穿而縮短電機電器的使用壽命。而絕緣體系的耐電暈壽命直接影響變頻電機的耐高頻脈沖能力，關系著我國變頻電機的廣泛應用。提高絕緣系統的耐電暈能力，關鍵技術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，具有非常優異的耐電暈壽命，但還存在粘度大，使用工藝性差，相對國內用戶售價高，供貨周期長，嚴重影響我國變頻電機的廣泛推廣。國內相關研究相對較晚，近幾年也有一些文獻及專利報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行適當的改性，再添加到合成漆料本體的中間體中繼續參與反應，通過有機合成的方法制備耐電暈電磁線漆，但存在合成反應過程中，很難保證納米粉體的高度分散，對設備系統要求極高，并且產品儲存穩定性差，耐變頻壽命分散性大，很難實現工業化生產與應用，目前在世界范圍內還沒有此類產品問世；(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，但納米漿料未經有機改性且由于納米顆粒具有很高的比表面積及表面自由能，還是會存在粘度偏大，易團聚，不易長期儲存等問題。
[0003]國外現有的耐電暈漆包線漆具備優異的耐電暈壽命，儲存穩定性好，但還存在常溫粘度大，使用工藝性差，附著性差，售價高等缺陷；國內現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，工業化推廣難等問題。
[0004]由于國內外現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、毒性強的有機溶劑，操作時會產生嚴重的空氣污染，影響工人的健康。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術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，其用在變頻電機的漆包線涂層中時，可以實現不用稀釋而進行常溫涂線。
[0006]為解決以上技術問題，本發明采取的一種技術方案是:
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)、在齒盤式分散機攪拌的條件下，向有機溶劑中加入無機氧化物原料，控制所述的齒盤式分散機的線速度為10~22m/s，剪切分散時間為0.5~2h，然后采用研磨機進行研磨，控制所述的研磨機的線速度為15 ~25m/s，研磨時間為3~6h，制備得到D50〈150nm、固含量為50~70%的無機氧化物預分散液；其中，所述的無機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；所述的有機溶劑為投料質量比為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)制得的無機氧化物預分散液中添加偶聯劑，在80~130°C下進行有機表面接枝改性，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]優選地，步驟(I)中，控制研磨后，所述的無機氧化物預分散液中無機氧化物的D50〈80nm。
[0008]優選地，步驟(2)中，所述的無機氧化物預分散液和所述的偶聯劑的投料質量比為20-40:1 ο
[0009]優選地，步驟(2)中，所述的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和/或硅烷偶聯劑。
[0010]優選地，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量比為1:5?8。
[0012]優選地，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]進一步優選地，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行投料。
[0014]更為優選地，所述的耐熱聚酯漆包線漆的耐熱等級為200級。
[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制備。
[0016]優選地，步驟(2)的具體制備方法為:將步驟(I)制得的無機氧化物預分散液和所述的偶聯劑加入反應裝置中，調節反應體系的PH值為8~10，溫度為80~130°C，反應時間為3~5h，制得所述的耐電暈改性劑。
[0017]優選地，步驟(3)的具體制備方法為:在齒盤式分散機攪拌的條件下，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，繼續攪拌2~5h，經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的線速度為15~25m/s。
[0018]進一步優選地，步驟(3)中，采用5000目超細濾袋進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的漆包線涂層中的應用。其用于漆包線涂層為單層或雙層復合。
[0021]由于以上技術方案的采用，本發明與現有技術相比具有如下優點:
1、本發明通過對無機氧化物原料、有機溶劑和無機氧化物預分散液的制備方法的改進，使得無機氧化物預分散液的固含量為509^70%，并且無機氧化物的分散性和穩定性得到很大提高，不易團聚，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，脈沖上升時間100ns))且能夠長期儲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行后續涂層時，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，且無需進行稀釋。
[0022]、本發明的制備方法適于工業化生產及耐電暈漆包線漆的普遍推廣，本發明的制備工藝簡單易行。
[0023]、本發明獨創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氧化物，相比于其它專利技術添加的納米粉體(〈lOOnm)，更易于分散，易于表面有機接枝處理，便于添加，且能夠克服無機氧化物在漆料本體中的納米級穩定分散的問題。本發明選用N-甲基吡咯烷酮與二甲苯混合作為溶劑，具有低氣味，可改善工作環境，便于操作。本發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異耐熱性的同時對銅線具備優異的附著性及工藝性，可以實現不用稀釋而進行常溫涂線，操作方便，另外具備耐電暈壽命強，長期儲存穩定性好等特點，且易于實現工業化生產及應用。
【具體實施方式】
[0024]以下結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。應理解，這些實施例是用于說明本發明的基本原理、主要特征和優點，而本發明不受以下實施例的范圍限制。實施例中采用的實施條件可以根據具體要求做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件，本申請中未進行指明的百分含量均為質量百分含量。
[0025]實施例1
本實施例提供一種變頻電機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