一種大型發(fā)電機(jī)用抑暈三防絕緣涂料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于涂料研究領(lǐng)域，特別涉及一種大型發(fā)電機(jī)用抑暈“三防”絕緣涂料及其制備方法。該絕緣涂料包括組分A和組分B，組分A包括氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷改性修飾處理的納米SiO2粒子混合物、改性樹(shù)脂、顏填料、復(fù)配廣譜防霉防藻劑；組分B為固化體系，包括固化劑和助溶劑。所制備的涂層具有強(qiáng)烈的憎水性，對(duì)灰塵、油污具有較大的潤(rùn)濕角和低附著性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水、汽、灰等污染物的低附著和不透過(guò)，避免了此類(lèi)物質(zhì)對(duì)抑制電暈、絕緣、腐蝕等的不利影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種大型發(fā)電機(jī)用抑暈三防絕緣涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于涂料研究領(lǐng)域，特別涉及一種大型發(fā)電機(jī)用抑暈"三防"絕緣涂料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 表面絕緣涂料是涂敷于發(fā)電機(jī)組定子、轉(zhuǎn)子、殼體表面的功能涂料，除具有良好的 絕緣性能外，還應(yīng)具有優(yōu)異的"三防"功能，即具有優(yōu)異的防鹽霧性、防濕熱和防霉菌性能。
[0003] 以大功率和高壓為特征的電機(jī)已廣泛應(yīng)用于風(fēng)力、水利、火電、大型動(dòng)力牽引系 統(tǒng)、超高壓輸變系統(tǒng)等各工業(yè)領(lǐng)域。由于大功率發(fā)電機(jī)具有單機(jī)容量大(可達(dá)兆瓦級(jí)以上）、 絕緣等級(jí)要求高的特點(diǎn)，對(duì)發(fā)電機(jī)定子用表面絕緣涂料提出了更高要求，為適應(yīng)不同使用 工況環(huán)境要求，表面絕緣涂料要兼具有高的絕緣性、耐電弧性、防鹽霧、防濕熱、防霉菌。
[0004] 在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，易受到水汽、灰塵等物質(zhì)的侵蝕，對(duì)絕緣性、抑制電暈性及"三 防"性能帶來(lái)不利影響，從而降低設(shè)備運(yùn)行的可靠性。表面絕緣涂料要涂敷的基材復(fù)雜多 變，既包括硅鋼片、銅等金屬，還包括了云母帶、絕緣薄膜復(fù)合材料等，這也對(duì)絕緣涂料對(duì)不 同基材表面的良好附著力帶來(lái)了較大技術(shù)挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種大型發(fā)電機(jī)用抑暈"三防"絕緣涂料，該涂料具有優(yōu)異 防鹽霧腐蝕、耐濕熱、抗霉菌性等"三防"性能的同時(shí)，漆膜可實(shí)現(xiàn)顆粒、飛塵、泥土、水等污 染物的抗附著性和自清潔性，能夠持續(xù)有效地為防護(hù)表面提供優(yōu)良的絕緣性、抗電暈性、耐 候性等性能，
[0006] 本發(fā)明的絕緣涂料包括組分A和組分B，
[0007] 組分A包括氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷改性修飾處理的納米Si02粒子混合物、改 性樹(shù)脂、顏填料、復(fù)配廣譜防霉防藻劑，
[0008] 組分B為固化體系，包括固化劑和助溶劑，
[0009] 組分A中氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷改性修飾處理的納米Si〇2粒子混合物通過(guò) 以下工藝制備：
[0010] 將氨烴基硅烷加入到溶劑中，升溫至50~65°C，加入納米Si02粒子，保溫狀態(tài)下磁 力攪拌〇.5h;再加入氟硅氧烷聚合物，升溫至75~85°C，保溫狀態(tài)下磁力攪拌1.5h，降至常 溫，
[0011] 其中，氨烴基硅烷為氨甲基甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨甲基三甲 氧基硅烷中的一種或幾種的混合，
[0012] 氟硅氧烷聚合物為聚甲基三氟丙基硅氧烷、聚十七氟癸基甲基硅氧烷、聚甲基九 氟己基硅氧烷中的一種或幾種的混合，
[0013] 溶劑為二甲苯、正丁醇或環(huán)己酮，
[0014] 氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷中均含有可水解的烷氧基，水解形成硅醇(含羥基）， 然后與二氧化硅粒子表面的羥基形成氫鍵，進(jìn)一步縮合成含Si-o鍵與粒子表面進(jìn)行結(jié)合，
[0015] 一方面，經(jīng)過(guò)上述處理的納米Si02粒子具有了適度聚集體粒徑，具體為200nm~ 2um不同尺寸的聚集體，從微觀來(lái)看，不同尺寸聚集體在涂層表面體現(xiàn)為微突起形態(tài)，具體 表現(xiàn)為大的突起結(jié)構(gòu)上還有小的突起結(jié)構(gòu)，大突起和小突起混雜，這些微突起結(jié)構(gòu)可以實(shí) 現(xiàn)對(duì)水、油具有高的接觸角(接觸角大于150度)和低附著性，
[0016] 并且，由于上述微突起形態(tài)是經(jīng)過(guò)氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷雙重處理后而形 成的，因此通過(guò)對(duì)氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷添加比例及處理工藝的調(diào)控，所形成的微突 起的尺寸范圍具有可控制性，
[0017] 另一方面，本發(fā)明中還充分利用了氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷自身的極性鏈段 和非極性鏈段的定向排布，使得改性后的納米Si0 2粒子在有機(jī)物涂料體系中也能夠隨著固 化的進(jìn)行而順利向空氣界面處迀移，從而在涂層表面聚集形成一層致密且微觀粗糙的界 面，該界面層中的氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷低表面能物質(zhì)具有強(qiáng)烈的憎水性;適度聚集 體粒徑的納米Si0 2粒子形成的微觀粗糙界面對(duì)灰塵、油污實(shí)現(xiàn)較大的潤(rùn)濕角和低附著性； 同時(shí)氨烴基硅烷的氨基可以與環(huán)氧基體的環(huán)氧基發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，從而使涂層外表面迀移層 與涂層基體具有較強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度，增強(qiáng)了對(duì)水、汽、灰等污染物的防止透過(guò)性，并且作用效 果持久，
[0018] 本發(fā)明的涂料層正是通過(guò)上述機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水、汽、灰等污染物的低附著和不透 過(guò)來(lái)提高相關(guān)性能，避免了此類(lèi)物質(zhì)對(duì)抑制電暈、絕緣、腐蝕等的不利影響；
[0019] 另外，組分A中的改性樹(shù)脂由環(huán)氧值0.41~0.56eq/100g的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧值 0.32~0.48eq/100g的雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂、增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂組成，
[0020] 其中，增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂為端羧基丁腈橡膠(CTBN)增韌環(huán)氧樹(shù)脂；
[0021] 顏填料為納米氧化鋅、云母氧化鐵、云母粉、碳化硅、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黑、聚 磷酸鋁、硫酸鋇中的一種或幾種的組合；
[0022] 組分B中的固化劑為脂肪胺加成固化劑、DMP-10或DMP-30酚醛胺、聚酰胺固化劑 (胺值200~400mgK0H/g)中的一種或幾種的組合，
[0023] 組分B中的助溶劑為二甲苯、正丁醇或環(huán)己酮。
[0024]本發(fā)明還提供了一種上述大型發(fā)電機(jī)用抑暈"三防"絕緣涂料的制備方法：
[0025] 將組分A中的各成分混合，經(jīng)高速攪拌后栗入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨粒徑小于30 μπι后出料，包裝;再將將組分B中的各成分混合攪拌均勻、包裝。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 實(shí)施例1
[0027] Α組分:將2重量份的氨甲基甲氧基硅烷加入到8重量份的正丁醇中，升溫至65°C， 加入9重量份的納米Si02粒子，保溫狀態(tài)下攪拌0.5h;再加入1重量份的粘度為2.5mPas的聚 甲基九氟己基硅氧烷，升溫至80°C，保溫狀態(tài)下攪拌1.5h，降至常溫后再向上述混合體系中 加入4重量份的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂（環(huán)氧值0.5eq/100g)、2重量份的雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂（環(huán)氧值 0.4269/10(^)、6重量份的(^8財(cái)曾韌改性環(huán)氧樹(shù)脂、2.5重量份的納米氧化鋅、7重量份的云 母氧化鐵、2重量份的碳化硅、0.4重量份的炭黑、10重量份的氧化鐵紅、5重量份的氧化鐵 黑、5重量份的聚磷酸錯(cuò)、3重量份的硫酸鋇、1.5重量份的復(fù)配廣譜防霉防藻劑、4重量份的 正丁醇進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌后，栗入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨粒徑小于30mi后出料，包裝； [0028] B組分:將3重量份的T31固化劑、2重量份的聚酰胺固化劑(胺值300mgK0H/g)、12重 量份的正丁醇混合，攪拌均勻，包裝。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] A組分:將1.5重量份的氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷加入到8重量份的環(huán)己酮中，升 溫至58 °C，加入8重量份的納米Si02粒子，保溫狀態(tài)下攪拌0.5h;再加入1.5重量份的粘度為 7mPas的聚十七氟癸基甲基硅氧烷，升溫至76°C，保溫狀態(tài)下攪拌1.5h，降至常溫后再向上 述混合體系中加入3重量份的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧值0.45eq/100g)、4重量份的雙酚F環(huán)氧 樹(shù)脂(環(huán)氧值〇.45eq/100g)、7重量份的CTBN增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂、4重量份的納米氧化鋅、6重 量份的云母氧化鐵、2重量份的碳化硅、0.4重量份的炭黑、10重量份的氧化鐵紅、3重量份的 氧化鐵黑、5重量份的聚磷酸鋁、3重量份的硫酸鋇、1.5重量份的復(fù)配廣譜防霉防藻劑、4重 量份的正丁醇進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌后，栗入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨粒徑小于30wii后出 料，包裝；
[0031] B組分:將2重量份的T31固化劑、4重量份的DMP-30酚醛胺、12重量份的環(huán)己酮混 合，攪拌均勻，包裝。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] A組分:將1.2重量份的氨甲基三甲氧基硅烷加入到7重量份的二甲苯中，升溫至60 °C，加入8重量份的納米Si02粒子，保溫狀態(tài)下攪拌0.5h;再加入1.8重量份的粘度為14mPas 的聚甲基三氟丙基硅氧烷，升溫至82°C，保溫狀態(tài)下攪拌1.5h，降至常溫后再向上述混合體 系中加入4重量份的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧值0.52eq/100g)、2重量份的雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧 值0.36eq/100g)、6重量份的CTBN增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂、2.5重量份的納米氧化鋅、6重量份的 云母氧化鐵、2重量份的碳化硅、0.5重量份的炭黑、12重量份的氧化鐵紅、3重量份的氧化鐵 黑、5重量份的聚磷酸錯(cuò)、4重量份的硫酸鋇、1.2重量份的復(fù)配廣譜防霉防藻劑、4重量份的 二甲苯進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌后，栗入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨粒徑小于30mi后出料，包裝； [0034] B組分:將2重量份的DMP-30酚醛胺、4重量份的DMP-10酚醛胺、12重量份的二甲苯 混合，攪拌均勻，包裝。
[0035] 實(shí)施例4
[0036] A組分:將2重量份的氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷加入到8重量份的環(huán)己酮中，升溫 至62 °C，加入10重量份的納米Si02粒子，保溫狀態(tài)下攪拌0.5h;再加入1.7重量份粘度為 8mPas的聚十七氟癸基甲基硅氧烷，升溫至75°C，保溫狀態(tài)下攪拌1.5h，降至常溫后再向上 述混合體系中加入4重量份的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧值0.48eq/100g)、4重量份的雙酚F環(huán)氧 樹(shù)脂(環(huán)氧值〇.42eq/100g)、8重量份的CTBN增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂、3重量份的納米氧化鋅、6重 量份的云母氧化鐵、2重量份的碳化硅、0.3重量份的炭黑、9重量份的氧化鐵紅、3重量份的 氧化鐵黑、4重量份的聚磷酸鋁、4重量份的硫酸鋇、1.5重量份的復(fù)配廣譜防霉防藻劑、4重 量份的正丁醇進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌后，栗入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨粒徑小于30wii后出 料，包裝；
[0037] B組分：將2重量份的聚酰胺固化劑（胺值300mgK0H/g)、4重量份的DMP-10酚醛胺、 12重量份的環(huán)己酮混合，攪拌均勻，包裝。
[0038] 成膜工藝：
[0039] 將A、B兩組分混合攪拌均勻，刷涂成膜，室溫干燥，所得漆膜表面較為粗糙。
[0040] 本發(fā)明所制備的多功能涂料，可以在硅鋼、銅、云母帶、聚酯薄膜等不同基材上實(shí) 現(xiàn)良好附著，具有良好的耐鹽霧、耐濕熱、耐霉菌性，同時(shí)漆膜表面具有較小的表面能，能夠 實(shí)現(xiàn)灰塵、油污、水等污染物的低沾附，具有自潔性，具體檢測(cè)性能請(qǐng)見(jiàn)表1:
[0041] 表1
[0042]
[0043]
[0044] 對(duì)比實(shí)施例1
[0045] 對(duì)納米Si02粒子僅采用氨烴基硅烷進(jìn)行改性，其余步驟、組分及后續(xù)的成膜工藝 均同實(shí)施例2,具體操作為：
[0046] A組分:將1.5重量份的氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷加入到8重量份的環(huán)己酮中，升 溫至58°C，加入8重量份的納米Si02粒子，保溫狀態(tài)下攪拌0.5h;再升溫至76°C，保溫狀態(tài)下 攪拌1.5h，降至常溫后再向上述混合體系中加入3重量份的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧值0.45eq/ 100g)、4重量份的雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧值0.45eq/100g)、7重量份的增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂、4重 量份的納米氧化鋅、6重量份的云母氧化鐵、2重量份的碳化硅、0.4重量份的炭黑、10重量份 的氧化鐵紅、3重量份的氧化鐵黑、5重量份的聚磷酸鋁、3重量份的硫酸鋇、1.5重量份的復(fù) 配廣譜防霉防藻劑、4重量份的正丁醇進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌后，栗入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研 磨粒徑小于30μπι后出料，包裝；
[0047] Β組分:將2重量份的Τ31固化劑、4重量份的DMP-30酚醛胺、12重量份的環(huán)己酮混 合，攪拌均勻，包裝。
[0048]將Α、Β兩組分混合攪拌均勻，刷涂成膜，室溫干燥。
[0049]經(jīng)檢驗(yàn)，漆膜耐沾污性測(cè)試(GB/T9755)不合格，這說(shuō)明：氨烴基硅烷改性的納米 Si02粒子在有機(jī)物體系中具有良好的相容性，而由于對(duì)納米Si02粒子未采用氟硅氧烷聚合 物改性，從而無(wú)法在Si0 2粒子表面形成氟硅氧烷聚合物和氨烴基硅烷的自身極性鏈段和非 極性鏈段的定向排布來(lái)促進(jìn)納米Si〇2粒子在有機(jī)物涂料固化過(guò)程中向涂層表面迀移，因此 無(wú)法在涂層表面形成微突起形態(tài)，導(dǎo)致漆膜對(duì)污染物的拒止性不高。
[0050] 對(duì)比實(shí)施例2
[0051] 對(duì)納米Si02粒子僅采用氟硅氧烷聚合物進(jìn)行改性，其余步驟、組分及后續(xù)的成膜 工藝均同實(shí)施例2,具體操作為：
[0052] A組分:將8重量份的環(huán)己酮升溫至58°C，加入8重量份的納米Si02粒子，保溫狀態(tài) 下攪拌〇. 5h;再加入1.5重量份粘度為7mPas的聚十七氟癸基甲基硅氧烷，升溫至76 °C，保 溫狀態(tài)下攪拌1.5h，降至常溫后再向上述混合體系中加入3重量份的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧 值0.45eq/100g)、4重量份的雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧值0.45eq/100g)、7重量份的增韌改性環(huán) 氧樹(shù)脂、4重量份的納米氧化鋅、6重量份的云母氧化鐵、2重量份的碳化硅、0.4重量份的炭 黑、10重量份的氧化鐵紅、3重量份的氧化鐵黑、5重量份的聚磷酸鋁、3重量份的硫酸鋇、1.5 重量份的復(fù)配廣譜防霉防藻劑、4重量份的正丁醇進(jìn)行混合，經(jīng)高速攪拌后，栗入砂磨機(jī)中 進(jìn)行研磨，研磨粒徑小于30μπι后出料，包裝；
[0053] Β組分:將2重量份的Τ31固化劑、4重量份的DMP-30酚醛胺、12重量份的環(huán)己酮混 合，攪拌均勻，包裝。
[0054]將A、B兩組分混合攪拌均勻，刷涂成膜，室溫干燥。 [0055]經(jīng)檢驗(yàn)，漆膜耐沾污性測(cè)試(GB/T9755)不合格。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大型發(fā)電機(jī)用抑暈"三防"絕緣涂料，其特征在于:所述的涂料包括組分A和組分 B， 組分A包括氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷改性修飾處理的納米Si02粒子混合物、改性樹(shù) 月旨、顏填料、復(fù)配廣譜防霉防藻劑； 組分B為固化體系，包括固化劑和助溶劑。2. 如權(quán)利要求1所述的絕緣涂料，其特征在于:所述的氟硅氧烷聚合物、氨烴基硅烷改 性修飾處理的納米S i〇2粒子混合物的制備工藝為， 將氨烴基硅烷加入到溶劑中，升溫至50~65°C，加入納米Si02粒子，保溫狀態(tài)下磁力攪 拌0.5h;再加入氟硅氧烷聚合物，升溫至75~85°C，保溫狀態(tài)下磁力攪拌1.5h，降至常溫。3. 如權(quán)利要求1或2所述的絕緣涂料，其特征在于:所述的氨烴基硅烷為氨甲基甲氧基 硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨甲基三甲氧基硅烷中的一種或幾種的混合。4. 如權(quán)利要求1或2所述的絕緣涂料，其特征在于:所述的氟硅氧烷聚合物為聚甲基三 氟丙基硅氧烷、聚十七氟癸基甲基硅氧烷、聚甲基九氟己基硅氧烷中的一種或幾種的混合。5. 如權(quán)利要求2所述的絕緣涂料，其特征在于:所述的溶劑為二甲苯、正丁醇或環(huán)己酮。6. 如權(quán)利要求1所述的絕緣涂料，其特征在于：所述的改性樹(shù)脂由環(huán)氧值0.41~ 0.56eq/100g的雙酸A環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧值0.32~0.48eq/100g的雙酸F環(huán)氧樹(shù)脂、增韌改性環(huán) 氧樹(shù)脂組成。7. 如權(quán)利要求6所述的絕緣涂料，其特征在于:所述的增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂為端羧基丁腈 橡膠增韌環(huán)氧樹(shù)脂。8. 如權(quán)利要求1所述的絕緣涂料，其特征在于:所述的顏填料為納米氧化鋅、云母氧化 鐵、云母粉、碳化硅、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黑、聚磷酸鋁、硫酸鋇中的一種或幾種的組合。9. 如權(quán)利要求1所述的絕緣涂料，其特征在于：所述的固化劑為脂肪胺加成固化劑、 DMP-10酚醛胺、DMP-30酚醛胺、聚酰胺固化劑中的一種或幾種的組合。10. 如權(quán)利要求1所述的絕緣涂料的制備方法，其特征在于:將組分A中的各成分混合， 經(jīng)高速攪拌后栗入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨粒徑小于30M1后出料，包裝;再將將組分B中的 各成分混合攪拌均勻、包裝。
【文檔編號(hào)】C09D5/16GK106010106SQ201610465150
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】陸幫榮, 陸小粽
【申請(qǐng)人】江蘇華榮絕緣材料有限公司