涂料技术
研究高耐热性热熔自粘漆的配方及性能
自粘漆主要分为醇溶自粘漆和热熔自粘漆,是漆包线漆的一个大类,作为复合涂层漆包线的外涂层已广泛应用。自粘性漆包线能在溶剂的作用或是在热风、通电、烘烤加热下实现线与线之间的粘合成型,主要应用于无骨架线圈的制造,目前大量应用在电机、电视机、显示器的偏转线圈领域。近年来,随着产品设计水平的提高,电机、电器和电子产品朝着体积小的方向发展,线圈在使用过程中会产生非常大的热量,所以对绝缘材料的耐热等级要求也在不断提高,漆包线除了要求有良好的电性能、机械性能、化学性能以及适应高速自动绕线、机械嵌线所需的耐加工性能外,还必须有优良的耐热性。但是在高耐热等级(如H级)的自粘漆的研制发展上,中国与国外先进水平相差很远,甚至还有进一步拉大距离的可能,国内所需的高耐热自粘漆基本上依赖进口。因此,研制并最终生成出符合技术标准及应用要求的高耐热自粘漆,彻底替代进口产品,具有重大的现实意义。 
在各种用作自粘漆料组分中,由于缩丁醛在高温下的粘合强度较差,环氧树脂在粘合时需用强电流加热,因此这两种材料用作自粘漆料组分时均有一定的局限性。多年以前,漆包线用的自粘材料已逐步转向聚酰胺树脂[1]。对于全芳香族聚酰胺树脂,其主链结构中没有可以粘结的单元,即使是升温至
260℃,它也不会相互粘结成型;全脂肪族聚酰胺树脂虽然有很好的粘结能力,可是其耐潮湿性能和耐冷冻剂性能却很差,同时树脂本身的耐热性能也较低;因此,我们选择改性脂肪族、脂肪-脂环族共聚酰胺为漆基树脂。
本项目通过拟定科学的自粘漆配方和先进的制漆工艺,成功的开发出了高耐热的热熔自粘漆,并在有关的线缆厂进行了应用试验。制成线圈后表面光洁,较低摩擦系数,且具有良好的粘合性能,低吸湿特性,耐热性好(180℃以上),可与聚酯酰亚胺底漆同炉温固化,成型线材气味较低,主要应用于耐热性较高的线圈线材的制造,如耐高温的彩电偏转线圈线材,特种电机线圈线材。文章就自粘漆的配方及涂漆工艺对漆包线性能的影响作了探讨。
1实验部分
1.1主要原料及设备
改性共聚酰胺热熔胶、醇溶性热固型酚醛树脂、正丁醇、异丙醇、苯酚、间甲酚、二甲苯、润滑剂、稀释剂、流平剂。NDJ-79型旋转粘度计、XG-C2型热老化试验箱、KEC-524A电动式摩擦系数(滑性)试验机、JR-I卷绕试验仪、QHW5/1-20/8热风循环型细中线漆包机。
1.2热熔自粘漆的制备
将苯酚、间甲酚按一定的配比混合,再按一定的比例依次加入质量分数为70%的正丁醇/异丙醇/酚醛树脂溶液、改性共聚酰胺热熔胶和润滑剂,在170℃下搅拌、冷凝回流3~4h,使树脂全部溶解,冷却至120℃左右,再加入一定比例的二甲苯,继续搅拌1h,待溶液呈匀态分布降温后,加入稀释剂、流平剂,搅拌均匀后出料。产物即为热熔自粘漆。
1.3涂漆工艺
选择型号为0.38mm铜线,底漆为聚酯酰亚胺绝缘漆,涂线7道,漆厚度为0.03~0.04mm,面漆为自粘漆,涂线3道,漆厚度为0.01~0.02mm。进口炉温320℃,中间炉温420℃,出口炉温430℃,热风温度360℃,线速57m/min。图1所示为涂漆过程示意图。

 
      
  
  
  
  
 
  
 
 
    在各种用作自粘漆料组分中,由于缩丁醛在高温下的粘合强度较差,环氧树脂在粘合时需用强电流加热,因此这两种材料用作自粘漆料组分时均有一定的局限性。多年以前,漆包线用的自粘材料已逐步转向聚酰胺树脂[1]。对于全芳香族聚酰胺树脂,其主链结构中没有可以粘结的单元,即使是升温至
260℃,它也不会相互粘结成型;全脂肪族聚酰胺树脂虽然有很好的粘结能力,可是其耐潮湿性能和耐冷冻剂性能却很差,同时树脂本身的耐热性能也较低;因此,我们选择改性脂肪族、脂肪-脂环族共聚酰胺为漆基树脂。
本项目通过拟定科学的自粘漆配方和先进的制漆工艺,成功的开发出了高耐热的热熔自粘漆,并在有关的线缆厂进行了应用试验。制成线圈后表面光洁,较低摩擦系数,且具有良好的粘合性能,低吸湿特性,耐热性好(180℃以上),可与聚酯酰亚胺底漆同炉温固化,成型线材气味较低,主要应用于耐热性较高的线圈线材的制造,如耐高温的彩电偏转线圈线材,特种电机线圈线材。文章就自粘漆的配方及涂漆工艺对漆包线性能的影响作了探讨。
1实验部分
1.1主要原料及设备
改性共聚酰胺热熔胶、醇溶性热固型酚醛树脂、正丁醇、异丙醇、苯酚、间甲酚、二甲苯、润滑剂、稀释剂、流平剂。NDJ-79型旋转粘度计、XG-C2型热老化试验箱、KEC-524A电动式摩擦系数(滑性)试验机、JR-I卷绕试验仪、QHW5/1-20/8热风循环型细中线漆包机。
1.2热熔自粘漆的制备
将苯酚、间甲酚按一定的配比混合,再按一定的比例依次加入质量分数为70%的正丁醇/异丙醇/酚醛树脂溶液、改性共聚酰胺热熔胶和润滑剂,在170℃下搅拌、冷凝回流3~4h,使树脂全部溶解,冷却至120℃左右,再加入一定比例的二甲苯,继续搅拌1h,待溶液呈匀态分布降温后,加入稀释剂、流平剂,搅拌均匀后出料。产物即为热熔自粘漆。
1.3涂漆工艺
选择型号为0.38mm铜线,底漆为聚酯酰亚胺绝缘漆,涂线7道,漆厚度为0.03~0.04mm,面漆为自粘漆,涂线3道,漆厚度为0.01~0.02mm。进口炉温320℃,中间炉温420℃,出口炉温430℃,热风温度360℃,线速57m/min。图1所示为涂漆过程示意图。

2性能指标与测试方法 
2.1自粘漆性能测试
(1)外观:将漆样倒入15mm的干燥洁净无色透明管中,在室温下静置至气泡消失后,在白昼散射光下对光观察漆的颜色是否透明,有无机械杂质和不溶解的粒子。
(2)流平性:将0.1×80×100mm铜片用酒精洗干净后,晾干备用。准备原漆一份,把备用铜片放在漆液内浸1min,取出挂在理化室内把多余的漆流去后,放置在180±3℃恒温箱内,烘焙30min后取出,观察涂片的色泽变化(或与前批漆板对比),漆膜不应有堆积和微粒、杂质现象。
(3)固体含量:玻璃皿直径7.5mm,高约15~20mm,预先在120℃烘箱中加热30min,在干燥皿中冷却后称量,在皿中加入1.5~2.0g漆,使其均匀分布在皿底。在空气中放置30min后,水平放置在180℃烘箱中,加热1h。试样取出,放在干燥皿内冷却到室温,再称量计算固含量。
(4)粘度:25℃,NDJ-79型旋转粘度计,<10000mPa∙s。
        
 
     			 
  
  
2.1自粘漆性能测试
(1)外观:将漆样倒入15mm的干燥洁净无色透明管中,在室温下静置至气泡消失后,在白昼散射光下对光观察漆的颜色是否透明,有无机械杂质和不溶解的粒子。
(2)流平性:将0.1×80×100mm铜片用酒精洗干净后,晾干备用。准备原漆一份,把备用铜片放在漆液内浸1min,取出挂在理化室内把多余的漆流去后,放置在180±3℃恒温箱内,烘焙30min后取出,观察涂片的色泽变化(或与前批漆板对比),漆膜不应有堆积和微粒、杂质现象。
(3)固体含量:玻璃皿直径7.5mm,高约15~20mm,预先在120℃烘箱中加热30min,在干燥皿中冷却后称量,在皿中加入1.5~2.0g漆,使其均匀分布在皿底。在空气中放置30min后,水平放置在180℃烘箱中,加热1h。试样取出,放在干燥皿内冷却到室温,再称量计算固含量。
(4)粘度:25℃,NDJ-79型旋转粘度计,<10000mPa∙s。
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