CN115746672B - 一种非晶浸涂绝缘粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶浸涂绝缘粉末涂料及其制备方法，属于涂料领域，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料包括如下组分：环氧树脂、烷基酚醛树脂、固化剂；所述固化剂包括双氰胺固化剂、酚类固化剂或其组合。本发明提供了一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，可用于制备非晶磁圈的涂层，该粉末涂料具有低温快速固化以及较强的冲击强度、击穿强度、绝缘性能、阻燃性能、耐双八五湿热、耐高低温冲击等特点，且与以往涂装方式不同，该粉末涂料可适用于流化床浸涂的方式进行涂装，相较于传统的静电喷涂，该粉末涂料的涂装方式更加节约成本且减少能耗。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，尤其涉及一种非晶浸涂绝缘粉末涂料及其制备方法。
背景技术
磁性非晶材料是重要的基础功能材料，具有转换、传递、处理、存储信息和能量等功能，应用范围广泛，如电声、选矿、能源、家用电器、医疗卫生、汽车、自动控制、信息技术等领域对磁性非晶材料有着不可替代的需求。
同时磁性非晶材料作为一种清洁能源，在节能环保、新能源、电动汽车、智慧城市、智慧地球等新兴领域中得到越来越广泛的应用，并逐渐应用于机器人、无人机、航空航天、卫星遥感等军事国防领域，符合当前国家提倡节能环保、绿色发展方向。
粉末涂料以其低污染，近乎零VOC排放等特点，逐渐成为磁性非晶材料企业的选择方向，漆改粉成为涂料相关行业的发展趋势。但目前还没有一款具有低温快速固化以及较强的冲击强度、击穿强度、绝缘性能、阻燃性能、耐双八五湿热、耐高低温冲击等特点的非晶浸涂绝缘粉末，且传统的粉末涂料的涂装方式多采用静电喷涂，这种方式成本高、能耗大。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，具有低温快速固化以及较强的冲击强度、击穿强度、绝缘性能、阻燃性能、耐双八五湿热、耐高低温冲击等特点。
本发明的目的之二在于提供一种上述非晶浸涂绝缘粉末涂料的制备方法。
本发明的目的之三在于提供一种由包括上述非晶浸涂绝缘粉末涂料形成的涂层。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一方面提供了一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，所述粉末涂料包括如下组分：环氧树脂、烷基酚醛树脂、固化剂，所述固化剂包括双氰胺固化剂、酚类固化剂或其组合。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料包括如下质量份的组分：环氧树脂120～350份、烷基酚醛树脂7～140份、固化剂10～120份。
优选的，所述粉末涂料还包括50～350份填料；更优选的，所述粉末涂料还包括100～300份填料；再优选的，所述粉末涂料还包括100～150份填料。
优选的，所述填料为硫酸钡、硅微粉、云母粉、钛白粉、滑石粉或长石粉中的至少一种；更优选的，所述填料为JM-20硅微粉、JS-18硅微粉、硅微粉FY-1、GT-5云母粉中的至少一种。
优选的，所述粉末涂料还包括0.1～15份促进剂；更优选的，所述粉末涂料还包括1～10份促进剂。
优选的，所述促进剂为咪唑类促进剂；更优选的，所述咪唑类促进剂为2-苯基咪唑、2-乙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、咪唑环氧加成物或者咪唑异氰酸酯加成物中的至少一种；再优选的，所述咪唑类促进剂为2-苯基咪唑、2-乙基咪唑或2,4-二甲基咪唑中的至少一种。
优选的，所述粉末涂料的组分还包括助剂，所述助剂为抗氧剂、流平剂、脱气剂、着色剂中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTDP、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的至少一种。
优选的，所述流平剂包括丙烯酸酯类流平剂。
优选的，所述脱气剂包括安息香、透气蜡、聚醚中的至少一种；更优选地，所述透气蜡包括微粉化改性聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯蜡中的至少一种。
优选的，所述着色剂为氧化铁红、氧化铁黄、碳黑、群青、铁黄、酞青蓝、酞青绿中的至少一种。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，环氧树脂的质量份为150～300份；更优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，环氧树脂的质量份为170～230份。
优选的，所述环氧树脂的环氧当量为400～850g/eq；更优选的，所述环氧树脂的环氧当量为570～780g/eq；再优选的，所述环氧树脂的环氧当量为600～750g/eq。
优选的，所述环氧树脂在150℃下的熔融粘度为550～950cps；更优选的，所述环氧树脂在150℃下的熔融粘度为600～900cps。
优选的，所述环氧树脂的软化点为70～100℃；更优选的，所述环氧树脂的软化点为80～110℃。
优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂或脂肪族缩水甘油醚环氧树脂中的至少一种；更优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或其组合。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，烷基酚醛树脂的质量份为10～120份；更优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，烷基酚醛树脂的质量份为30～80份。
优选的，所述烷基酚醛树脂的环氧当量为350～500g/eq；更优选的，所述烷基酚醛树脂的环氧当量为400～450g/eq。
优选的，所述烷基酚醛树脂为反应性烷基酚醛树脂；更优选的，所述烷基酚醛树脂为热反应性烷基酚醛树脂。
优选的，所述烷基酚醛树脂为烷基酚醛树脂FRJ551、烷基酚醛树脂134或其组合。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，固化剂的质量份为15～95份；更优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，固化剂的质量份为20～55份。
优选的，所述固化剂为双氰胺固化剂、酚类固化剂或其组合；更优选的，所述固化剂为双氰胺固化剂和酚类固化剂的混合物。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，双氰胺固化剂的质量份为2～50份；更优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，双氰胺固化剂的质量份为5～35份。
优选的，所述双氰胺固化剂的羟基值为0.4～1.2eq/100g；更优选的，所述双氰胺固化剂的羟基值为0.6～0.96eq/100g。
优选的，所述双氰胺固化剂为CA-120固化剂、DM-1固化剂、SA-89固化剂中的至少一种。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，酚类固化剂的质量份为5～70份；更优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料中，酚类固化剂的质量份为10～60份。
优选的，所述酚类固化剂的当量为350～650g/eq；更优选的，所述酚类固化剂的当量为400～600g/eq。
优选的，所述酚类固化剂的比重为7～65；更优选的，所述酚类固化剂的比重为10～60。
优选的，所述酚类固化剂的软化点为110～135℃；更优选的，所述酚类固化剂的软化点为120～125℃。
优选的，所述酚类固化剂为苯酚型酚醛固化剂。
优选的，环氧树脂、烷基酚醛树脂、双氰胺固化剂、酚类固化剂的质量比为200：(20～100)：(10～50)：(10～50)。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料包括如下质量份的组分：环氧树脂120～350份、烷基酚醛树脂7～140份、双氰胺固化剂2～50份、酚类固化剂8～70份、填料80～350份、促进剂0.1～15份；
更优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料包括如下质量份的组分：环氧树脂150～300份、烷基酚醛树脂10～120份、双氰胺固化剂5～35份、酚类固化剂10～60份、填料100～300份、促进剂1～10份。
本发明的第二方面在于提供一种本发明第一方面所述的非晶浸涂绝缘粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：将各组分混合，挤出，制粉，得到所述非晶浸涂绝缘粉末涂料。
优选的，所述粉末涂料的制备方法中，将各组分混合时还进行了破碎，所述破碎为本领域常规的技术手段。
优选的，所述粉末涂料的制备方法中，所述挤出是使用双螺杆挤出机进行挤出的。
优选的，所述挤出机的加热温度为80～120℃；更优选的，所述挤出机的加热温度为90～110℃。
优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料的D50粒径为25～45μm；更优选的，所述非晶浸涂绝缘粉末涂料的D50粒径为30～40μm。
本发明的第三方面在于提供一种涂层，所述涂层由包括本发明第一方面所述非晶浸涂绝缘粉末涂料形成。
优选的，所述涂层为非晶磁圈涂层。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，可用于制备非晶磁圈的涂层，该粉末涂料具有低温快速固化以及较强的冲击强度、击穿强度、绝缘性能、阻燃性能、耐双八五湿热、耐高低温冲击等特点，且与以往涂装方式不同，该粉末涂料可适用于流化床浸涂的方式进行涂装，相较于传统的静电喷涂，该粉末涂料的涂装方式更加节约成本且减少能耗。
具体来说，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的非晶浸涂绝缘粉末涂料，采用的环氧树脂、烷基酚醛树脂，与双氰胺固化剂、酚类固化剂分子基团相容性极好，特征基本接近，有良好机械加工性能，树脂和固化剂能够充分均匀混合，以达到涂膜在固化反应中的均一性，保证良好的冲击强度、击穿强度、绝缘性能、阻燃性能、耐双八五湿热、耐高低温冲击等性能，且其固化温度为160℃/5min，可适用于流化床浸涂的涂装方式，相较于传统的静电喷涂，其节能减排的效益更加明显。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明阐述的原理做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择，而并非要限定于下文示例的具体数据。实施例和对比例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。
其中，需要说明的是，本发明的实施例中所采用的烷基酚醛树脂为圣莱科特的酚醛树脂551，酚类固化剂为陶氏D.E.H.85。
实施例1
一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，由以下质量份的组分制得：
其中所述环氧树脂的环氧当量为650～670g/eq；所述双氰胺固化剂的羟基值为0.6～0.65eq/100g；所述酚类固化剂的软化点为120℃。
上述非晶浸涂绝缘粉末涂料的制备方法如下：
(1)按比例称取环氧当量650～670g/eq的环氧树脂、CA-120双氰胺固化剂、酚类固化剂、2-苯基咪唑促进剂、硅微粉JM-20置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟；
(2)破碎后的物料进入双螺杆挤出机挤出，挤出机加热温度控制在90～110℃；
(3)挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径(等效粒径D50)为30～40μm的粉体，然后筛分后即得非晶浸涂绝缘粉末涂料。
实施例2
一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，由以下质量份的组分制得：
其中所述环氧树脂的环氧当量为650～670g/eq；所述双氰胺固化剂的羟基值为0.8～0.9eq/100g；所述酚类固化剂的软化点为120℃。
上述非晶浸涂绝缘粉末涂料的制备方法如下：
(1)按比例称取环氧当量650～670g/eq的环氧树脂、DM-1双氰胺固化剂、酚类固化剂、2,4-二甲基咪唑促进剂、硅微粉FR-10置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟；
(2)破碎后的物料进入双螺杆挤出机挤出，挤出机加热温度控制在90～110℃；
(3)挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径(等效粒径D50)为30～40μm的粉体，然后筛分后即得非晶浸涂绝缘粉末涂料。
实施例3
一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，由以下质量份的组分制得：
其中所述环氧树脂的环氧当量为650～670g/eq；所述双氰胺固化剂的羟基值为0.9～0.96eq/100g；所述酚类固化剂的软化点为120℃。
上述非晶浸涂绝缘粉末涂料的制备方法如下：
(1)按比例称取环氧当量650～670g/eq的环氧树脂、SA-89双氰胺固化剂、酚类固化剂、2-乙基咪唑促进剂、云母粉GT-5置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟；
(2)破碎后的物料进入双螺杆挤出机挤出，挤出机加热温度控制在90～110℃；
(3)挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径(等效粒径D50)为30～40μm的粉体，然后筛分后即得非晶浸涂绝缘粉末涂料。
实施例4
一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，由以下质量份的组分制得：
其中所述环氧树脂的环氧当量为650～670g/eq；所述双氰胺固化剂的羟基值为0.9～0.96eq/100g；所述酚类固化剂的软化点为112℃。
上述非晶浸涂绝缘粉末涂料的制备方法如下：
(1)按比例称取环氧当量650～670g/eq的环氧树脂、SA-89双氰胺固化剂、2-乙基咪唑促进剂、云母粉GT-5置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟；
(2)破碎后的物料进入双螺杆挤出机挤出，挤出机加热温度控制在90～110℃；
(3)挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径(等效粒径D50)为30～40μm的粉体，然后筛分后即得非晶浸涂绝缘粉末涂料。
对比例1
一种非晶浸涂绝缘粉末涂料，由以下质量份的组分制得：
其中所述环氧树脂的环氧当量为400～550g/eq；所述双氰胺固化剂的羟基值为0.6～0.65eq/100g；所述酚类固化剂软化点为120℃。
上述非晶浸涂绝缘粉末涂料的制备方法如下：
(1)按比例称取环氧当量400～550g/eq的环氧树脂、CA-120双氰胺固化剂、酚类固化剂、2-苯基咪唑促进剂、硅微粉JM-20置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟；
(2)破碎后的物料进入双螺杆挤出机挤出，挤出机加热温度控制在90～110℃；
(3)挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径(等效粒径D50)为30～40μm的粉体，然后筛分后即得非晶浸涂绝缘粉末涂料。
将实施例1～4和对比例1制得的非晶浸涂绝缘粉末涂料按表1所述的相关测试内容和标准进行性能测试，并将测试结果记录在表2中。
表1非晶浸涂绝缘粉末涂料相关测试内容和标准
表2实施例1～4和对比例1的性能测试结果
实施例1～4制得的涂层平整，流化床浸涂取出后完全固化，并且，从表2可以看出，实施例1～4的综合性能均优于对比例1的综合性能，其冲击强度、击穿强度、体积电阻率、含水率、阻燃性能、卤素含量、化学性能、耐高低温冲击和双85老化等性能能够满足非晶磁圈正常工作的需求，是理想的非晶浸涂绝缘粉末涂料。其中，实施例1～3的粉末涂料还具有较高的电感强度，击穿强度、耐高低温冲击性能也明显更优。并且，实施例1～4的粉末涂料的固化温度为160℃/5min，可适用于流化床浸涂的方式进行涂装，相较于传统的静电喷涂，该粉末涂料的涂装方式更加节约成本且减少能耗。
采用本发明的非晶浸涂绝缘粉末涂料制成的涂层，具有较强的冲击强度、击穿强度、体积电阻率、阻燃性能、卤素含量、化学性能、高低温冲击和双85老化等性能，可作为一种性能优异的非晶磁圈涂层。
上面结合具体实施方式对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (4)
1.一种非晶磁圈涂层，其特征在于，所述涂层由一种非晶浸涂绝缘粉末涂料形成，所述粉末涂料包括如下组分：环氧树脂、烷基酚醛树脂、固化剂；所述环氧树脂、烷基酚醛树脂、双氰胺固化剂、酚类固化剂的质量比为200：（20～100）：（10～50）：（10～50）；
所述粉末涂料还包括如下质量份的组分：填料100~150份、促进剂0.1~15份；
所述固化剂为双氰胺固化剂和酚类固化剂的混合物；所述酚类固化剂的当量为350~650g/eq；所述酚类固化剂的比重为7~65；所述酚类固化剂的软化点为120~125℃；
所述烷基酚醛树脂为烷基酚醛树脂FRJ551。
2.根据权利要求1所述的非晶磁圈涂层，其特征在于，所述粉末涂料还包括助剂，所述助剂包括抗氧剂、流平剂、脱气剂、着色剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的非晶磁圈涂层，其特征在于，所述环氧树脂满足以下至少一项要求：
环氧树脂的环氧当量为400~850g/eq；
环氧树脂在150℃下的熔融粘度为550~950cps；
环氧树脂的软化点为70~100℃。
4.根据权利要求1所述的非晶磁圈涂层，其特征在于，所述双氰胺固化剂的羟基值为0.4~1.2eq/100g。
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