一种水溶性半无机硅钢片漆的制作方法

本发明属于电工绝缘用树脂漆，具体涉及一种水溶性半无机硅钢片漆，特别适用于大、中型电机的定子铁芯绝缘。

背景技术：

1、在电机中，定子的铁芯硅钢片绝缘在整个绝缘系统中占有非常重要的地位，它很大程度上决定着电机使用寿命及运行稳定性，尤其是大功率电机，对定子铁芯绝缘材料的性能要求非常高，特别是对保证硅钢片表面的绝缘涂层稳定性，漆膜硬度和韧性，确保硅钢片在冲制剪裁、叠压过程中绝缘涂层不受到损伤，以及定子在绝缘处理烘干过程、转子铸铝过程(高温)材料热稳定性的耐热等级的要求越来越高。

2、目前半无机硅钢片漆未能从根本上解决100％水性溶剂的技术问题以及耐热性、硬度较低等问题，如杜邦公司的e1151a半无机硅钢片漆，虽然是水性溶剂，但主体树脂是醇酸类，其绝缘耐热等级为f至h级，无法达到200℃级，且一般都含有助溶剂、酸中和剂等多种有机化合物，对环境不友好，无法满足大功率电机的定子铁芯绝缘越来越高的要求。

技术实现思路

1、本发明提供的半无机硅钢片漆，漆膜硬度为9～10h，耐热等级200℃，附着性一级，柔软性φ10下无裂纹、不与基底剥离，在绝缘固化、转子铸铝等高温环境下无vocs排放，是一种高硬度、高耐热、水溶性半无机硅钢片漆，适用于大功率电机的定子铁芯绝缘。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种水溶性半无机硅钢片漆，包括以下重量份原料：

4、高耐热水溶性树脂30～40份、氨基树脂类固化剂4～8份、水性聚异氰酸酯固化剂9～12份、分散剂1～2份、氧化铝40～50份、二丙二醇二丁醚2～5份、去离子水5～10份；

5、该水溶性半无机硅钢片漆通过以下步骤制成：

6、将氧化铝、分散剂、二丙二醇二丁醚和去离子水加入搅拌机中，室温下混合10～15min，然后加入高耐热水溶性树脂搅拌5～10min，最后加入氨基树脂类固化剂和水性聚异氰酸酯固化剂，搅拌混合均匀，得到水溶性半无机硅钢片漆。

7、作为本发明的进一步方案，所述高耐热水溶性树脂通过以下步骤制成：

8、将三羟甲基丙烷加入至温度为210～230℃三聚氰胺树脂中溶解5～10min，之后首次加入偏苯三甲酸酐和季戊四醇三丙烯酸酯，保温反应2～6h后，温度220℃下抽真空0.5～2h，真空度控制在-0.085～-0.086mpa，之后控制温度290℃，保温30-60s，之后降温至170℃，再次加入偏苯三甲酸酐，升温至175℃，保温处理0.5-2h，控制酸值在100～120mgkoh/1g，降温至100℃以下，加入去离子调节固含量，搅拌均匀，得到高耐热水溶性树脂。

9、作为本发明的进一步方案，所述高耐热水溶性树脂的固体含量质量百分比为50％。

10、作为本发明的进一步方案，所述高耐热水溶性树脂固体含量控制方法为：

11、取1g已经制备的样品在130℃烘箱中，经过2h烘焙后非挥发物的质量占总质量的百分数，根据非挥发物的质量计算出加入水的质量来调配固体量。

12、作为本发明的进一步方案，三羟甲基丙烷、三聚氰胺树脂、季戊四醇三丙烯酸酯和偏苯三甲酸酐的质量比为20-30：5-10：5-10：10-20，首次偏苯三甲酸酐和再次偏苯三甲酸酐加入质量比为1-2:1-2。

13、作为本发明的进一步方案，所述三羟甲基丙烷的化学式为：c6h14o3。

14、作为本发明的进一步方案，所述三聚氰胺树脂的化学式为：c15h30n6o6(甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂)。

15、作为本发明的进一步方案，所述季戊四醇三丙烯酸酯(peta)的化学式为：c14h18o7。

16、作为本发明的进一步方案，所述偏苯三酸酐的化学式为：c9h4o5。

17、作为本发明的进一步方案，所述氨基树脂类固化剂为部分甲醚化三聚氰胺树脂(可以是长春化工有限公司生产的mr-625)、完全甲醚化三聚氰胺树脂(可以是长春化工有限公司生产的mr-603)以及丁醚化三聚氰胺树脂(可以是长春化工有限公司生产的br-20se)中的一种或两种以上的混合物；

18、作为本发明的进一步方案，水性异氰酸酯固化剂为拜耳3100、东曹mr200和金华圣j3100中的至少一种。本申请采用的水性异氰酸酯固化剂为hdi聚醚改性三聚体，是亲水性固化剂，能够与高耐热水溶性树脂和水性助剂具有良好的相容性，反应得到的漆膜具有耐老化、耐盐雾、耐化学试剂、力学性能佳的优点。

19、作为本发明的进一步方案，所述分散剂为德国毕克化学有限公司的水性分散剂byk-184；

20、作为本发明的进一步方案，所述氧化铝为日本轻金属株式会社的mm-22氧化铝微粉，平均粒径0.7微米。

21、作为本发明的进一步方案，所述水溶性半无机硅钢片漆具有：a、漆膜硬度为铅笔硬度9～10h；b、漆膜耐热等级为200℃绝缘等级；c、漆膜附着性为一级；d、漆膜柔软性(φ10)、无裂纹、不与基底剥离；e、环保性好，以水为溶剂，不含任何有机溶剂、助溶剂、酸中和剂。

22、本发明的有益效果：

23、(1)本发明以甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、三羟甲基丙烷、季戊四醇三丙烯酸酯和偏苯三酸酐为原料，通过交联反应提高漆膜的致密度，并引入刚性苯环等耐热结构提高漆膜的高耐热性；本发明漆料可实现水性化而无需添加任何有机溶剂、助溶剂及酸中和剂，解决了长期以来无法实现的100％水作溶剂的技术难题；本发明将少量水性异氰酸酯固化剂作为硅钢片漆的固化剂，与醇羟基固化后生成聚氨酯结构，提供漆膜高的附着力及柔软性；既可以做到高硬度的漆膜，又能使漆膜的附着力及柔软性满足硅钢片涂层的要求，同时具备较好的耐腐蚀性，便于后续电机冲片制造所需地冲剪性，以及后续处理的耐退火性(如定子冲片退火工艺，转子铸铝工艺处理等)。

24、(2)本发明提供的高硬度水溶性半无机硅钢片漆性能优良，其漆膜铅笔硬度9～10h，漆膜耐绝缘热老化等级高，达到200℃级，漆膜附着性：一级；e、漆膜柔软性(φ10)：无裂纹、不与基底剥离；环保性能优良：100％以水为溶剂，不含任何有机溶剂、助溶剂及酸中和剂。

25、(3)本发明产品制备工艺简单，工序简便，容易操作，适用于大功率电机和变频电机，特别适用于大功率电机和变频电机的定子铁芯绝缘涂层，性能优良，实用性强。

技术特征：

1.一种水溶性半无机硅钢片漆，其特征在于，包括以下重量份原料：

2.根据权利要求1所述的一种水溶性半无机硅钢片漆，其特征在于，所述高耐热水溶性树脂通过以下步骤制成：

3.根据权利要求1所述的一种水溶性半无机硅钢片漆，其特征在于，所述高耐热水溶性树脂的固体含量质量百分比为50％。

4.根据权利要求2所述的一种水溶性半无机硅钢片漆，其特征在于，三羟甲基丙烷、三聚氰胺树脂、季戊四醇三丙烯酸酯和偏苯三甲酸酐的质量比为20-30：5-10：5-10：10-20，首次偏苯三甲酸酐和再次偏苯三甲酸酐加入质量比为1-2:1-2。

5.根据权利要求1所述的一种水溶性半无机硅钢片漆，其特征在于，所述氧化铝平均粒径为0.7微米。

技术总结
本发明公开了一种水溶性半无机硅钢片漆，属于电工绝缘用树脂漆技术领域，包括以下重量份原料：高耐热水溶性树脂30～40份、氨基树脂类固化剂4～8份、水性聚异氰酸酯固化剂9～12份、分散剂1～2份、氧化铝40～50份、二丙二醇二丁醚2～5份、去离子水5～10份；将氧化铝、分散剂、二丙二醇二丁醚和去离子水混合，加入高耐热水溶性树脂搅拌，最后加入氨基树脂类固化剂和水性聚异氰酸酯固化剂，搅拌混合均匀即可，本发明制备钢片漆的漆膜硬度为9～10H，耐热等级200℃，附着性一级，柔软性Φ10下无裂纹、不与基底剥离，在绝缘固化、转子铸铝等高温环境下无VOCs排放等特点，适用于大功率电机的定子铁芯绝缘。

技术研发人员：刘自清,江玉才,梁利,才庆龙,江茜
受保护的技术使用者：六安江淮电机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13