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高频涡流线圈用高温绝缘抗开裂涂料研制

2010/1/22/7:36来源:涂料与涂装资讯网作者:王国志 范宗良 孟军峰 扬康 李洁 何敏婷

    王国志1,2,范宗良1,孟军峰2,扬康2,李洁2,何敏婷2

    (1.兰州理工大学,兰州730050;2.北方涂料工业研究设计院,兰州730020)

    摘要:研制了一种可用于高频涡流线圈电阻丝(铂金丝)的有机硅高温绝缘抗开裂表面涂料,涂膜的抗开裂性能优异。试验证明,在经过-60℃条件下通电(电源频率:400Hz,115V)4min,断电2min,10个循环后表面完好。通电过程中线圈最高温度可达到400℃,涂料最高可耐600℃,电击穿强度大于50kV/mm,体积电阻率大于1012(Ω·cm)。

    关键词:高频涡流线圈;耐热;绝缘;抗开裂

    0引言

    用于耐高温绝缘涂料的耐热树脂有聚、聚四氟乙烯、聚芳砜(醚)、聚酰亚胺、有机硅等,而有机硅树脂是这类耐热涂料中应用最为广泛的一类。因为有机硅树脂在长期受热后,有机物质发生氧化和挥发,但其中硅氧骨架会留下来并将颜料粘附于底材上。涂料的耐热性能和绝缘性能不仅与树脂(基料)有关,同时与颜料、填充料等也有着紧密的关系,纯有机硅树脂可在200~250℃长期使用,在300℃短期使用,加入耐热性颜填料后耐温可高达700~800℃,但是耐温性越好的有机硅涂料由于高温下电子迁移的原因[1],涂料的绝缘性能大幅度下降,所以既耐高温(600℃以上)绝缘性能又好的涂料还未见报道。本研究通过合成试验中引入含—OC2H5、—OCH3等官能团的有机硅中间体,合成了耐热性能更好的改性有机硅树脂,改性后的有机硅树脂还具有良好的附着力、高低温冲击性能、耐候性、耐油性及机械强度。以此为基料,配以耐高温颜填料和低熔点玻璃粉,制得了高频涡流线圈用高温绝缘抗开裂涂料,满足了耐高温和高绝缘性能的要求。

    1实验部分

    1.1主要原材料

    (1)有机硅树脂A:自制;有机硅树脂B:道康宁;滑石粉;云母粉;SiO2;瓷土(1000目);氧化铬绿;玻璃粉;分散剂;交联剂:均为工业品。

    (2)碳钢板,铂金丝(Φ0.02mm),铝合金骨架(Φ25mm,Φ30mm)。

    (3)涂膜性能测试仪器

    高频率电源:中达电通股份有限公司VFD004M21A。

    1.2有机硅聚合物的合成

    当在有机硅树脂中加入金属氧化物和硅酸盐型的填料,在受热氧化时,硅基树脂能够形成—Si—O—Si—键,该键对硅原子上连接的烃基在受热氧化时起保护作用,减轻了对高聚物内部的影响,而且烃基大小及性质有所不同,如苯基、乙烯基比甲基的耐热性好[2]。基料分解物与填料间的玻璃化反应形成网络结构,生成新的陶瓷状涂层。这些物理化学反应的结果使硅基树脂和硅酸盐无机组分联结起来,保证了耐热涂料的性能[3]。

    (1)合成有机硅树脂的单体有甲基三氯硅烷、二甲基二氯_硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷及甲基苯基二氯硅烷等,根据试验确定单体的配比进行水解缩合。

    (2)有机硅树脂合成工艺流程如图1所示。

图1 有机硅树脂合成示意图

图1 有机硅树脂合成示意图

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