[发明专利]一种绝缘轴承Al2

说明书

本发明涉及一种绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔剂及其制备方法，所述封孔剂由下述组分组成：硅溶胶，甲基三甲氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷，冰乙酸。本发明所述的绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔剂纳米SiO₂含量为25‑30wt％的硅溶胶，硅溶胶与甲基三甲氧基硅烷质量比为3‑5:5，甲基三甲氧基硅烷与二甲基甲二氧基硅烷的摩尔比为4.5:1。绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔剂的耐压性、绝缘性、耐润滑油等性能好，且工艺简单、环保、易于产业化。

技术领域

本发明涉及一种绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔剂及其制备方法，属于涂料制备领域。

背景技术

绝缘陶瓷轴承是轨道牵引电机、风力发电机和工业变频电机常用部件，其性能决定着轴承的服役寿命。绝缘轴承通常采用等离子喷涂技术在其金属轴承的外圈喷涂一层Al₂O₃陶瓷涂层以达到绝缘的目的。但由于等离子喷涂技术自身的技术特点决定很难得到致密的Al₂O₃陶瓷涂层，常伴有5-8％的微米到纳米级的气孔，进而严重影响绝缘轴承的绝缘性能。因此，为了降低陶瓷绝缘涂层的孔隙率，提高电阻率和耐压性能，对涂层进行封孔处理是必要的。

为了降低孔隙率，研究者采用多种封孔处理方法，主要分为有机封孔剂和无机封孔剂。有机封孔剂的典型体系是以环氧树脂或环氧树脂改性有机硅树脂为粘结剂，其主要利用环氧树脂的高绝缘性和与氧化铝涂层的优异的结合力，但环氧树脂封孔剂耐老化性能差，长时间服役条件下易失效，且这种封孔剂为溶剂型，与环境友好性较差(司力琼,王泽华,周泽华,江少群,张晶晶,刘立群.超声激励封孔对等离子喷涂Al₂O₃-13％TiO₂涂层耐腐蚀性能的影响[J].腐蚀与防护，2011,32(08):625-629.)。无机封孔剂，相比于有机封孔剂，绿色无毒。张欣等人(张欣,马静.溶胶-凝胶法制备陶瓷涂层封孔剂的研究[J].热处理技术与装备,2012,33(06):42-44+49.)以等离子喷涂Al₂O₃-13％TiO₂(AT13)陶瓷涂层为对象，用氧化硅溶胶和氧化铝溶胶对其进行封孔处理，结果表明经封孔处理后的AT13涂层表面光滑，基本无明显孔洞，封孔处理后AT13涂层的耐蚀性能增强，但这种无机封孔剂固化温度需要300℃以上，远超绝缘轴承不超过150℃的固化要求。

发明内容

本发明针对等离子喷涂Al₂O₃陶瓷绝缘涂层存在孔隙，Al₂O₃陶瓷涂层电绝缘性偏低的问题，提供了一种具有绝缘、耐高压、环保、耐润滑油、可低温固化等特性的适用于绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔的封孔剂及其制备方法。

一种绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔剂，所述封孔剂由下述组分组成：硅溶胶，甲基三甲氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷，冰乙酸。本发明所述的绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔剂硅溶胶为纳米SiO₂含量为25-30wt％的碱性或酸性硅溶胶，甲基三甲氧基硅烷单体、二甲基甲二氧基硅烷单体或冰乙酸的纯度为98％以上。

本发明所述硅溶胶的选择为商业化产品，水性、价廉、耐高温，优选稳定好，储存期长，纳米SiO₂含量为30wt％低钠型碱性硅溶胶。

本发明所述的绝缘轴承Al₂O₃陶瓷涂层封孔剂所用的冰乙酸，作为pH调节剂，调节碱性硅溶胶的pH在3.0-4.0范围内，在这个范围内，使硅溶胶、甲基三甲氧基硅烷单体和二甲基甲二氧基硅烷单体的水解产物更为稳定，优选pH为3.5。