環(huán)氧無溶劑浸漬漆

無溶劑絕緣浸漬漆一般由基體樹脂、 改性劑、 活性稀釋劑、 引發(fā)劑、 固化劑和促進(jìn)劑等組成。 根據(jù)基體樹脂的不同， 無溶劑絕緣浸漬漆一般可分為環(huán)氧樹脂絕緣浸漬漆、 不飽和聚酯絕緣浸漬漆、 二苯醚樹脂絕緣浸漬漆、 聚酯酰亞胺絕緣浸漬漆、 聚酰亞胺絕緣浸漬漆和有機(jī)硅絕緣浸漬漆等 。

環(huán)氧樹脂無溶劑絕緣浸漬漆

環(huán)氧樹脂與酸酐固化機(jī)理為: 環(huán)氧樹脂的羥基使酸酐開環(huán)， 然后對(duì)環(huán)氧基加成， 生成二酯和羥基，酯化生成的羥基與環(huán)氧基發(fā)生醚化 。

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和電氣絕緣性能，其耐化學(xué)腐蝕性能好， 耐潮性能好， 固化收縮率小，黏結(jié)強(qiáng)度高， 相容性好， 具有優(yōu)異的分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性， 故應(yīng)用廣泛。 但環(huán)氧樹脂漆價(jià)格較高， 黏度較大， 貯存穩(wěn)定性能較差， 故多用于雙組分浸漬漆。文清云等將環(huán)氧樹脂、 不飽和樹脂、 改性劑和催化劑按設(shè)定工藝進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)， 反應(yīng)完成后加入阻聚劑、穩(wěn)定劑和促進(jìn)劑等制備成浸漬漆， 所制備的浸漬漆具有 F,H 級(jí)電氣絕緣性能， 耐熱性能較好， 起始分解溫度達(dá) 434 ℃， 揮發(fā)份小于 5%， 適用于常規(guī)浸漬和真空壓力浸漬工藝[4]。 李孟德等用自制的低黏度環(huán)氧樹脂與亞胺二元酸制得一種環(huán)氧 - 亞胺樹脂， 所制得的樹脂耐熱性能較好， 最高耐熱溫度為 223 ℃ ; 介質(zhì)損耗較低， 常態(tài)僅為 0.05%; 貯存穩(wěn)定性能較好， 在50 ℃條件下貯存 15 d， 黏度增加了 0.58 倍 。

不飽和聚酯無溶劑絕緣浸漬漆

不飽和聚酯由多無醇與飽和酸酐、 不飽和酸酐合成。 固化時(shí)， 加入引發(fā)劑， 產(chǎn)生自由基， 與活性稀釋劑 R 交聯(lián)固化 。

不飽和聚酯無溶劑浸漬漆具有優(yōu)良的耐化學(xué)性能、 耐潮性能、 電氣絕緣性能， 黏度較低， 貯存穩(wěn)定性能較好， 且易于浸漬， 是國(guó)內(nèi)外無溶劑絕緣浸漬漆發(fā)展的主要方向。 但因其具有固化收縮率較大、黏結(jié)強(qiáng)度較低、 空氣氧阻聚導(dǎo)致表面干燥性能較差等缺點(diǎn)， 故需將其改性， 才能得到綜合性能優(yōu)異的浸漬漆。 張建華等在不飽和聚酯合成后期加入含雙鍵和乙氧基的有機(jī)硅預(yù)聚體， 縮合得到有機(jī)硅改性不飽和聚酯， 加入活性稀釋劑和引發(fā)劑， 配制成浸漬漆。 該無溶劑絕緣浸漬漆氧指數(shù)達(dá) 25.4， 可作為H 級(jí)阻燃無溶劑浸漬漆使用; 耐熱性能較好， 初始分解溫度提高到 312 ℃ ; 同時(shí)， 具有優(yōu)良的電氣絕緣性能和貯存穩(wěn)定性能[ 7 ]。 盧軍彩等在傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂配方中引入耐熱基團(tuán)亞胺結(jié)構(gòu)的同時(shí)， 用部分三元酸(或醇) 代替二元酸(或醇)， 引入三官能團(tuán)單體， 以提高不飽和聚酯漆的交聯(lián)密度和機(jī)械強(qiáng)度。所制備的浸漬漆最高耐熱溫度為 182.7 ℃， 可作為 H級(jí)絕緣浸漬漆使用; 同時(shí)， 其黏結(jié)強(qiáng)度高， 貯存穩(wěn)定性能好， 低溫固化快 。

二苯醚樹脂無溶劑絕緣浸漬漆

普通二苯醚聚合物一般由二苯醚及其衍生物、低聚物與芳香族化合物在付氏催化劑的作用下縮聚而得。目前， 一般在二苯醚中引入不飽和雙鍵，合成不飽和的二苯醚樹脂， 再加入引發(fā)劑、 活性稀釋劑、 改性劑等， 固化時(shí)二苯醚樹脂與活性稀釋劑交聯(lián)聚合， 此時(shí) R 1 為活性稀釋劑。二苯醚樹脂耐熱性能好， 彎曲強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度較高， 耐化學(xué)腐蝕， 耐潮， 耐輻射， 價(jià)格比有機(jī)硅低， 是一種優(yōu)良的 H 級(jí)絕緣材料。 但由于二苯醚樹脂縮聚固化時(shí)產(chǎn)生的小分子產(chǎn)物多、 漆膜脆性大、 固化溫度高等缺點(diǎn)， 限制了其發(fā)展。 近年來， 通過引入不飽和雙鍵， 浸漬漆由固化促進(jìn)體系變?yōu)橐l(fā)阻聚體系， 其性能得以改善。 饒保林等采用馬來酰亞胺、 酚類化合物與甲氧基次甲基二苯醚反應(yīng)， 將不飽和鍵引入樹脂中， 制得亞胺改性二苯醚無溶劑絕緣浸漬漆， 其介電性能和貯存穩(wěn)定性能較好， 耐熱等級(jí)為 C 級(jí)[9]。 張建等利用聚苯并惡嗪和不飽和聚酯改性二苯醚樹脂， 合成一種含雙鍵的二苯醚樹脂， 其后， 加入引發(fā)劑和活性稀釋劑， 制得無溶劑絕緣浸漬漆。 該浸漬漆貯存穩(wěn)定性能好， 在 60 ℃密閉環(huán)境下， 儲(chǔ)存 72 h 后， 黏度僅增加 20%， 最高耐熱溫度為 187.7 ℃， 可作為 H 級(jí)絕緣浸漬漆使用， 高低溫條件下均有較好的黏結(jié)強(qiáng)度和電氣絕緣性能 。

聚酯酰亞胺無溶劑絕緣浸漬漆

傳統(tǒng)的聚酯酰亞胺浸漬漆由羥基醚化反應(yīng)交聯(lián)固化而成。 近年來， 在聚酯酰亞胺中引入不飽和雙鍵， 通過引發(fā)劑自由基交聯(lián)聚合， 由乙二醇、 偏苯三酸酐、 4, 4′ - 二氨基二苯基甲烷合成。聚酯酰亞胺具有黏度低， 貯存穩(wěn)定性能、 電氣絕緣性能良好， 耐化學(xué)性能、 耐潮性能、 耐熱性能優(yōu)良， 工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)， 但價(jià)格較高， 限制了其發(fā)展。李強(qiáng)軍等在不飽和聚酯樹脂的基礎(chǔ)上， 采用亞胺基團(tuán)封端技術(shù)， 制得一種亞胺改性不飽和耐熱聚酯 H級(jí)無溶劑浸漬漆， 其貯存穩(wěn)定性能較好， 耐高溫， 介質(zhì)損耗因數(shù)低， 分子量分布窄， 能滿足高壓電機(jī)對(duì)真空壓力浸漆無溶劑浸漬漆的要求 。

聚酰亞胺無溶劑絕緣浸漬漆

聚酰亞胺樹脂由酸酐與二氨基反應(yīng)合成， 二苯甲烷二氨與馬來酸酐反應(yīng)， 制得樹脂與交聯(lián)劑 R 的固化產(chǎn)物。聚酰亞胺浸漬漆具有良好的力學(xué)性能、 化學(xué)穩(wěn)定性能、 耐老化性能、 電絕緣性能、 耐高低溫性能、尺寸穩(wěn)定性能， 廣泛用于航空航天、 印制版、 機(jī)車電器等領(lǐng)域。 由于馬來酰亞胺與普通稀釋劑的相容性差， 共聚活性低， 黏度高， 漆膜易開裂， 因此常采用環(huán)氧樹脂、 不飽和聚酯等對(duì)其進(jìn)行共混改性。 王祖德等利用芳香亞胺結(jié)構(gòu)和交聯(lián)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 制得一種綜合性能較好的耐高溫?zé)o溶劑浸漬漆， 其機(jī)械性能、 貯存穩(wěn)定性能、 電氣絕緣性能均較好， 能滿足各種浸漬工藝要求 。

有機(jī)硅無溶劑絕緣浸漬漆

有機(jī)硅浸漬漆由樹脂中不飽和雙鍵和硅氧鍵加成固化而成。由于硅氧鍵鍵能高， 有機(jī)硅浸漬漆在高溫和低溫條件下均能使用， 同時(shí)具較好的漆膜韌性、 耐輻射性、 電氣絕緣性能、 抗老化性、 穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于 H 級(jí)電機(jī)電器領(lǐng)域。 但有機(jī)硅浸漬漆在高溫下機(jī)械性能較差， 固化溫度高， 且合成工藝復(fù)雜，成本較高， 這些限制了其應(yīng)用。 用醇酸、 環(huán)氧、 聚酯、 聚氨酯等對(duì)有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性， 可改善其機(jī)械性能， 但會(huì)降低漆膜的耐熱性能。 南車集團(tuán)從 Isola 公司引進(jìn)一種全新的 C 級(jí)有機(jī)硅絕緣浸漬漆， 耐熱等級(jí)達(dá) C 級(jí)。 該浸漬漆由乙烯基聚甲基 - 苯基硅氧烷和端基帶硅氫鍵的聚甲基 - 苯基硅氧烷在鉑類催化劑作用下加聚而成， 其固化時(shí)基本無小分子析出， 常態(tài)下接近零揮發(fā)， 同時(shí)具有黏度小、 貯存穩(wěn)定性能較好等優(yōu)點(diǎn)， 適合真空壓力浸漆工藝， 能實(shí)現(xiàn)無氣隙絕緣結(jié)構(gòu)， 能達(dá)到變頻牽引電機(jī)的絕緣要求 。

絕緣浸漬漆常用于浸漬電機(jī)、 電器的線圈和零部件， 以填充其間隙和微孔。 浸漬漆固化后能在浸漬物表面形成連續(xù)平整的漆膜， 并使線圈黏結(jié)成一個(gè)結(jié)實(shí)的整體， 可提高絕緣結(jié)構(gòu)的耐潮、 導(dǎo)熱、 介電強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度等性能。浸漬漆可分為有溶劑和無溶劑 2 種。 相對(duì)有溶劑浸漬漆， 無溶劑浸漬漆具有環(huán)境污染小、 填充率高、絕緣層無氣隙、 便于自動(dòng)化浸漬等優(yōu)點(diǎn)， 經(jīng)濟(jì)環(huán)保。因此， 無溶劑浸漬漆已成為浸漬漆領(lǐng)域的主流發(fā)展方向 。

絕緣浸漬漆系通過滲透作用對(duì)電機(jī)電器線圈進(jìn)行浸漬處理 ,填充到線圈、線槽或其它被絕緣物的空隙和氣孔之中 ,經(jīng)固化將線圈導(dǎo)線粘結(jié)為絕緣整體 ,并在其表面形成連續(xù)的絕緣涂層 ,以提供介電的、力學(xué)的和環(huán)境保護(hù)等性能的一種液體樹脂體系。 無溶劑指漆液組成中不含有揮發(fā)性的惰性溶劑 ,可整體固化 ,優(yōu)點(diǎn)是成本低、 污染少、 上 漆量大、 涂層的整 體性能良好?？萍嫉倪M(jìn)步對(duì)合成特種無溶劑絕緣浸漬漆提出了越來越多的要求 ,如合成耐高溫型漆、耐化學(xué)介質(zhì)型漆等。 耐高溫絕緣浸漬漆按基體的不同一般分為有機(jī)硅類、二苯醚類、聚酯亞胺類、馬來酰亞胺類、環(huán)氧類、耐熱型聚酯類等 ,但有機(jī)硅類起始粘度大、高溫粘接性差 ;二苯醚類易揮發(fā)、脆性大 ;聚酯亞胺類價(jià)格太高 ;馬來酰亞胺類室溫粘度過大、浸漬溫度太高 ;環(huán)氧類貯存期短、耐熱性不高。以 DAIP為代表的耐熱性聚酯 ,其優(yōu)點(diǎn)在于綜合性能好、材料來源方便 ,是近年來耐高溫?zé)o溶劑漆發(fā)展的主方向 。

無溶劑浸漬漆的常規(guī)性能主要有黏度、 凝膠時(shí)間、 固體揮發(fā)份、 黏結(jié)強(qiáng)度、 耐熱性能、 電氣絕緣性能和貯存穩(wěn)定性能等 。

1) 黏度。 黏度是衡量無溶劑浸漬漆流動(dòng)性能的指標(biāo)。 黏度適當(dāng)， 無溶劑浸漬漆可充分地滲透到工件各部位， 形成一個(gè)無氣隙、 連續(xù)平整的絕緣層。 在無溶劑浸漬漆中， 基體樹脂的黏度一般較高， 需要加入活性稀釋劑以降低其黏度， 同時(shí)與其發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng) 。

2) 凝膠時(shí)間。 凝膠時(shí)間是對(duì)無溶劑浸漬漆反應(yīng)活性的表征。 一定溫度條件下， 凝膠時(shí)間越短， 說明無溶劑浸漬漆反應(yīng)活性越大。 凝膠時(shí)間短， 固化周期就短， 能耗就相對(duì)較小 。

3) 固化揮發(fā)份。 固化揮發(fā)份是指在固化過程中無溶劑浸漬漆揮發(fā)份的百分含量。 按照揮發(fā)份的含量， 無溶劑浸漬漆可分為: 高揮發(fā)份漆(固化揮發(fā)份為 2 0 % ~ 3 0 % )、 低揮發(fā)份漆(固化揮發(fā)份為10%~20%)、 極低揮發(fā)份漆(固化揮發(fā)份小于 10%)。揮發(fā)份高則工件的掛漆量低， 掛漆量低則無法保證浸漬工藝要求， 同時(shí)還污染環(huán)境。 因此， 無溶劑浸漬漆的揮發(fā)份應(yīng)控制在一個(gè)較低的范圍 。

4) 黏結(jié)強(qiáng)度。 黏結(jié)強(qiáng)度是衡量無溶劑浸漬漆與工件之間的黏合強(qiáng)弱。 黏結(jié)強(qiáng)度較高的無溶劑浸漬漆可以防止線圈位移， 降低絕緣電阻， 特別在高溫條件下， 需要其具有較高的黏結(jié)強(qiáng)度， 以防剝離 。

5) 耐熱性能。 無溶劑浸漬漆的溫度指數(shù)是衡量材料耐熱性能的主要參數(shù)。 目前， 無溶劑浸漬漆的耐熱等級(jí)分為Y ( 90 ℃), A ( 105 ℃), E ( 120 ℃), B ( 130℃), F( 155 ℃), H( 180 ℃), N( 200 ℃), R( 220 ℃),S( 240 ℃) 和 C( >240 ℃) 10 個(gè)等級(jí)。 隨著電器設(shè)備的更新， 對(duì)無溶劑浸漬漆的耐熱性能要求也越高 。

6) 電氣絕緣性能。 電器表面漆膜的主要作用是形成一個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)層， 故具有良好的電氣絕緣性能是無溶劑浸漬漆最基本的性能要求， 一般采用體積電阻率、 電氣強(qiáng)度和介質(zhì)損耗因數(shù)等參數(shù)來評(píng)定其電氣絕緣性能 。

7) 貯存穩(wěn)定性能。 貯存穩(wěn)定性能是評(píng)價(jià)無溶劑浸漬漆適用性的重要指標(biāo)， 以浸漬漆在 60 ℃條件下貯存 96 h 后的黏度增長(zhǎng)倍數(shù)來評(píng)定。 增長(zhǎng)倍數(shù)越小，浸漬漆的貯存穩(wěn)定性能越好， 可使用的時(shí)間越長(zhǎng) 。