[发明专利]一种耐电晕漆包线漆的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐电晕漆包线漆的生产方法。

背景技术

电机的变频调速技术使交流变频调速电机具有节能、易调速、易维护保养等突出的优点，在各行各业得到了广泛的应用。变频用调速装置产生的脉冲波具有高耸的尖峰(电压峰值)，波峰具有陡峭的上升电压并有极高的频率。由于高次谐波的高频及高压的双重作用极易产生电晕放电，高频的矩形波施加在电机绕组上，使绕组内部发生局部放电和空间电荷积聚现象，加之介质局部发热，采用普通漆包线的变频电机容易发生匝间击穿，因而必须采用适宜变频电机用的耐电晕漆包线。耐电晕漆包线漆的组成与普通漆包线漆的区别在于漆的组分中含有一定量微细粉体材料，例如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铁等无机氧化物的微细粉体材料。这类粉体材料在漆膜中可以分散脉冲高压，避免局部电离引起漆膜击穿，起到耐电晕的效果。耐电晕漆的基体树脂多为耐热性较高，例如聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等类树脂。耐电晕漆由基体树脂、粉体材料、溶剂和助剂组成。目前耐电晕漆包线漆的生产工艺，特别是微细粉体材料的分散与加入大致可分为两种，一种是称为共混法，是将微细粉体材料分散于聚合反应已经完成的树脂溶液中。即在高分子基体树脂溶液中直接添加纳米粒子，再通过搅拌、研磨等机械方法或超声分散等方式将纳米粒子均匀分散于基体树脂中，共混法生产耐电晕漆突出的优点是生产过程比较简便，经聚合反应生产出漆基树脂后再与纳米粉体材料混合分散，与涂料工业的色漆生产过程类似。但是要将粉体材料高度分散于聚合物溶液中并能较长时间保持稳定状态，对工艺配方、分散设备和工艺控制的要求很高，难度很大，最为关键的是已完成反应的高分子量的聚合物分子难以与分散的粉体材料的表面形成稳定的膜，由于粉体粒子的临近原子间的范德华引力作用，使纳米粒子相互靠近，从而使总表面积和表面自由能降低，纳米粒子有从高分散体又变成团聚体的倾向。实际应用中常有产品的储存稳定性差，沉淀分层及产品的性能分散度比较大的现象。

制备耐电晕漆的另一类方法是称为原位聚合法，原位聚合法是在单体聚合反应的开始过程中加入纳米粒子，通过进一步的聚合反应制得纳米复合材料。该法使纳米粒子比较均匀地分散于聚合物基体中，既保持了纳米微粒的原始结构与状态，又能够使纳米粒子表面的各种基团充分地与聚合物单体分子发生物理或化学作用，通过纳米粒子与聚合物基体间不同的界面作用对基体聚合物的性能产生不同的影响。例如CN200810030790.2所述，是先将纳米尺度的微细粉体材料分散于N-甲基吡咯烷酮、二甲苯等溶剂中，形成悬浮液，再将上述悬浮液与生产树脂的单体以溶液聚合的方式生产耐电晕漆包线漆。这种方法也有被称为共聚法，原位聚合法的局限性在于聚合过程中要一直保持悬浮液中微细粉体粒子高度分散，也是对聚合设备和工艺操作要求比较苛刻。特别是在耐电晕漆制备过程中，釜内流体从低粘度逐步转化为高粘度体系，在通用的聚合搅拌反应釜中，纳米粒子从分散体又变成团聚体的倾向很强，尤其是在粘度很低的条件下，保持纳米粒子分散状态的稳定在工艺上难度很大。如果纳米粒子不能保持稳定的分散状态，也常有产品在储存期间发生沉淀分层及产品的性能分散度比较大的现象。

因此，纳米尺度的粉体粒子在聚合物溶液中的分散工艺是制备耐电晕漆的技术关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设备简单，操作过程易于控制，可使粉体粒子在漆液中保持高度分散，并且保持长久不聚集和沉淀的耐电晕漆包线漆的生产方法。

本发明的技术方案包括以下步骤：

第一步：合成低聚合度聚酯：原料包括二元酸、二元醇，以及三元酸和/或三元醇，二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐或己二酸中的一种或几种的组合，二元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、新戊二醇、己二醇或丙二醇中的一种或几种的组合，三元酸为偏苯三甲酸酐，三元醇为甘油，原料的配比：二元酸、二元醇的摩尔比为1︰0.9~1.2，二元酸与三元醇和/或三元酸1︰0~0.1，催化剂选自醋酸盐或有机锡，催化剂用量按原料总重量的0.01~0.08%；将原料和催化剂混合，在二氧化碳气氛，0.1~0.4MPa，160~240℃条件下缩聚反应2~8小时，然后将压力减至常压，保持温度在210~250℃，直至缩聚产物的酸值降至140~70mg/g为反应终点，降温至100℃以下，得到低聚合度聚酯；

第二步：按粉体材料与低聚合度聚酯的重量比为1︰4~10的比例，在第一步合成的低聚合度聚酯中加入经表面活化处理的纳米尺度的粉体粒子，在高速搅拌机内混合，成为浆状物，再研磨分散；