一种耐高温绝缘漆及其制备和应用的制作方法

本申请涉及涂料和绝缘漆，特别是涉及一种耐高温绝缘漆及其制备和应用。

背景技术：

1、目前，市场上的耐高温绕组线主要以聚酰亚胺、聚四氟乙绝缘为主，其耐热温度最高不超过260℃。随着航空航天和原子能等技术的发展，亟需耐温等级更高的绕组线。有机材料的长期使用温度一般不超过300℃，即使改性的聚合物材料其耐温等级也不超过350℃，无法满足绕组线在耐高温、耐老化、耐辐射方面的性能要求。

2、无机材料具有良好的耐热性能和绝缘性能，但无机材料成型温度高、加工难度大，无法满足绕组线的工艺要求。同时，无机绝缘涂层脆性大，在弯曲的半径较小的情况下绝缘容易开裂、脱落，无法满足线圈绕制和使用要求。

3、中国专利文献上公开了“一种耐高温浸渍绝缘漆及其制备方法和应用”，其公告号为cn1 10551449a，该发明采用环氧改性有机硅树脂、低熔点玻璃粉、陶瓷粉、云母粉为填料，制备的绝缘漆具有良好的附着力和韧性，高温下可形成海岛结构，可耐400℃高温，并具有良好的电性能和机械性能。

4、中国专利文献上公开了“耐高温陶瓷电磁线”，其公告号为cn105006285a，该发明公开了的耐高温陶瓷线由铜线芯、云母带、玻璃纤维和耐高温陶瓷漆涂层构成，其耐温等级为300～400℃，具有良好的耐老化，耐辐射、耐电晕性能。

5、中国专利文献上公开了“陶瓷绝缘电磁线及其制备方法”，其公告号为cn103559946a，该发明公开的陶瓷绝缘绕组线是将陶瓷浆料涂覆在磷酸化处理镀镍铜导体表面，该电磁线具有良好的附着力、耐热温度大于500℃，但该绝缘在湿热工况下易风化。

6、中国专利文献上公开了“一种耐高温绝缘涂层及其制备方法和用途”，其公告号为cn110373108a，该发明公开的耐高温绝缘涂层由聚硅氮烷、聚硅氧烷、填料和助剂组成，漆具有良好的耐高温性和柔韧性，但其在陶瓷化过程中漆膜存在明显的收缩，无法获得致密的漆膜，漆包线的绝缘性能不足。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种耐高温绝缘漆及其制备和应用，用于解决现有技术中的有机绝缘漆耐温等级低，无机绝缘漆韧性差的问题。本发明制备的耐高温绝缘漆可在较低的温度下陶瓷化，漆包线漆膜具有纳米陶瓷结构，具有良好的柔韧性和绝缘性，满足线圈绕制要求。该绝缘漆可采用模具涂覆或毛毡涂覆的工艺制备漆包线，避免了采用等离子体火焰喷涂等复杂工艺。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案制得的。

3、本发明第一方面提供一种耐高温绝缘漆，包括以下重量份的原料组分：

4、

5、

6、在本申请的优选实施例中，包括以下重量份的原料组分：

7、

8、在本申请的具体实施例中，所述聚硅氮烷由全氢硅氮烷、甲基硅氮烷、苯基硅氮烷、乙烯基硅氮烷、乙炔基硅氮烷、氨丙基硅氮烷、哌嗪基氨丙基硅氮烷、异氰酸酯基丙基硅氮烷中的两种以上的组合而成，所述聚硅氮烷的聚合度为10～100。

9、在本申请的具体实施例中，所述固化剂选自三环氧丙基异氰尿酸酯、三羟乙基异氰尿酸酯、二氨基二苯砜四缩水甘油胺、四缩水甘油-1,3-双(氨甲基环己烷)环氧树脂、甲基有机硅树脂苯基有机硅树脂，乙烯基硅树脂、三聚氰胺、羟乙基六氢均三嗪、咪唑、苯并三氮唑、四(二乙胺基)钛、二(三甲基硅基)烯丙基胺中的两种以上的组合。

10、在本申请的具体实施例中，所述无机填料选自纳米陶瓷粉和其他填料的组合；所述其他填料选自磷酸铝、磷酸锌、氧化锶、高岭土、云母粉、玻璃粉、硅灰石、石英粉、二氧化钛、氧化锌、三氧化二铋、五氧化二钒、三氧化二硼、三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二锑、三氧化二铅中的两种以上的组合。

11、在本申请的具体实施例中，所述纳米陶瓷粉选自纳米铝溶胶、纳米硅溶胶、纳米二氧化钛、纳米氧化钇、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氧化锆、纳米氧化锡中的一种或多种的组合。

12、在本申请的具体实施例中，所述纳米陶瓷粉与所述其他填料的质量比为0.7～4.0。

13、在本申请的具体实施例中，所述玻璃粉的熔点为400～500℃。

14、在本申请的具体实施例中，所述溶剂选自醋酸丁酯、丁酮、甲苯、二甲苯、异丙醇、正丁醚、正己烷、3,5,5-三甲基-2-环已烯-1-酮、甲基异丁基酮、二丙酮醇、solvesso 150中的一种或多种的组合。

15、在本申请的具体实施例中，所述助剂为流平剂和/或防沉剂。所述流平剂选自具有消泡作用的聚醚改性硅氧烷和/或具有消泡作用的烷基改性硅氧烷；所述防沉剂选自有机硅改性膨润土和/或气相二氧化硅。

16、本发明第二方面提供所述的耐高温绝缘漆在制备耐高温漆包线或耐高温复合绝缘电线中的用途。

17、本发明第三方面提供一种耐高温漆包线，包括导体，所述导体上涂覆有所述的耐高温漆包线。

18、本发明第四方面提供所述耐高温漆包线的制备方法，包括将所述耐高温绝缘漆涂覆于导体表面，经固化后得到耐高温漆包线；优选的，所述导体为铜合金导体或镀镍铜导体，导体直径为0.05～1.0mm，涂漆8～20道；所述固化条件包括依次在100～150℃下反应1～2min，200～250℃下反应1～2min，300～350℃下反应1～5min，450～550℃下反应1～5min。

19、本发明第五方面提供一种耐高温复合绝缘电线，包括所述的耐高温漆包线，所述耐高温漆包线上依次包覆有纤维和所述的耐高温绝缘漆；优选的，所述纤维选自玄武岩纤维、石英纤维、陶瓷纤维、凯夫拉纤维中的一种或多种的组合。

20、本发明第六方面提供所述的耐高温复合绝缘电线的制备方法，包括在所述耐高温漆包线表面包覆所述纤维，在所述纤维上涂覆所述的耐高温绝缘漆烧结获得。

21、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

22、1、本发明采用硅氮烷为载体树脂，硅氮烷在高温下分解，可形成无机漆膜，同时复配陶瓷化填料，进一步形成柔韧性和附着性优良的无机漆膜，具有耐高温、耐潮湿、柔韧性好的特点。同时采用硅氮烷为载体树脂制备的绝缘漆符合现有漆包线涂覆工艺，可采用传统的模具涂覆或毛毡涂覆的方法制备漆包线，相比于等离子体火焰喷涂等工艺，成本较低。

23、2、本发明采用的硅氮烷和固化剂为一次成膜物质，有利于漆包线的涂覆，并在二次成膜过程中分解，形成无机薄膜结构。同时固化剂可提高硅氮烷在导体上的附着力，促进成膜。

24、3、本发明采用的纳米陶瓷粉和无机填料为二次成膜物质，其在高温下融化，形成无机纳米陶瓷结构，并填充一次成膜物质分解留下的空隙，提高薄膜的致密性和附着力。

25、4、本发明采用的溶剂和助剂可以更好的满足涂覆工艺，形成良好的漆膜。

26、5、本申请的绝缘漆可在500℃下长期使用，满足线缆在高温高湿等恶劣情况下的使用。

技术特征：

1.一种耐高温绝缘漆，包括以下重量份的原料组分：

2.根据权利要求1所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：

3.根据权利要求1或2所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，所述聚硅氮烷由全氢硅氮烷、甲基硅氮烷、苯基硅氮烷、乙烯基硅氮烷、乙炔基硅氮烷、氨丙基硅氮烷、哌嗪基氨丙基硅氮烷、异氰酸酯基丙基硅氮烷中的两种以上的组合聚合而成，所述聚硅氮烷的聚合度为10～100；和/或，所述固化剂选自三环氧丙基异氰尿酸酯、三羟乙基异氰尿酸酯、二氨基二苯砜四缩水甘油胺、四缩水甘油-1,3-双(氨甲基环己烷)环氧树脂、甲基有机硅树脂、苯基有机硅树脂，乙烯基硅树脂、三聚氰胺、羟乙基六氢均三嗪、咪唑、苯并三氮唑、四(二乙胺基)钛、二(三甲基硅基)烯丙基胺中的两种以上的组合；

4.根据权利要求3所述耐高温绝缘漆，其特征在于，所述纳米陶瓷粉选自纳米铝溶胶、纳米硅溶胶、纳米二氧化钛、纳米氧化钇、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氧化锆、纳米氧化锡中的一种或多种的组合；

5.如权利要求1～4任一所述的耐高温绝缘漆的制备方法，将所述聚硅氮烷、固化剂、无机填料、溶剂和助剂混合，研磨均匀，过滤，得到所述耐高温绝缘漆。

6.如权利要求1～4任一项权利要求所述的耐高温绝缘漆在制备耐高温漆包线或耐高温复合绝缘电线中的用途。

7.一种耐高温漆包线，包括导体，所述导体上涂覆有如1～4任一项权利要求所述的耐高温漆包线。

8.如权利要求7所述的耐高温漆包线的制备方法，包括将权利要求1～4任一项所述耐高温绝缘漆涂覆于导体表面，经固化后得到耐高温漆包线；优选的，所述导体为铜合金导体或镀镍铜导体，导体直径为0.05～1.0mm，涂漆8～20道；所述固化条件包括依次在100～150℃下1～2min，200～250℃下1～2min，300～350℃下1～5min，450～550℃下1～5min。

9.一种耐高温复合绝缘电线，包括如权利要求7所述的耐高温漆包线，所述耐高温漆包线上依次包覆有纤维和如权利要求1～4任一项权利要求所述的耐高温绝缘漆；优选的，所述纤维选自玄武岩纤维、石英纤维、陶瓷纤维、凯夫拉纤维中的一种或多种的组合。

10.如权利要求9所述的耐高温复合绝缘电线的制备方法，包括在如权利要求7所述耐高温漆包线表面包覆所述纤维，在所述纤维上涂覆如权利要求1～4任一项权利要求所述的耐高温绝缘漆烧结获得。

技术总结
本申请涉及涂料和绝缘漆技术领域，特别是涉及一种耐高温绝缘漆及其制备和应用。所述耐高温绝缘漆包括以下重量份的原料组分：聚硅氮烷30～60份；固化剂10～30份；无机填料10～50份；溶剂30～50份；助剂0.2～1.0份。将所述原料混合，研磨均匀，过滤，得到所述耐高温绝缘漆。所述耐高温绝缘漆可应用于制备耐高温漆包线和复合绝缘电线。本发明采用有机硅氮烷为载体树脂，添加无机填料制备出可陶瓷化的耐高温绝缘漆。该绝缘漆粘附性好，容易涂覆，高温固化后可形成致密柔韧的无机薄膜，具有耐高温、耐潮湿、柔韧性好的特点。本申请的绝缘漆可在500℃下长期使用，满足线缆在高温高湿等恶劣工况下的使用要求。

技术研发人员：韩永进,彭博,谢历
受保护的技术使用者：上海电缆研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13