電磁線用絕緣粉末涂料環(huán)氧樹脂的選擇

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    進入21世紀(jì)以來，粉末涂料以其環(huán)保、清潔、零VOC釋放、便于流水線操作、高效、高性能等優(yōu)點，和水性涂料一起成為了當(dāng)今綠色涂料的主流。粉末涂料在電子、電機用絕緣材料中占據(jù)了越來越重要的地位，產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用于電機、電子、高壓電器、汽車工業(yè)、航空機械等各個領(lǐng)域。但絕緣粉末涂料在電磁線涂裝領(lǐng)域仍然處于起步階段，表現(xiàn)為產(chǎn)品牌號不多、整體性能上同以聚酰亞胺為代表的溶劑型涂料差距很大，這在很大程度上制約著絕緣粉末涂料在該領(lǐng)域的市場推廣與應(yīng)用。

    本文主要針對目前應(yīng)用于電機領(lǐng)域的電磁線（鋁線）涂裝用絕緣粉末涂料展開研究，制得了純環(huán)氧型絕緣粉末涂料產(chǎn)品，軟化擊穿溫度能夠達到150℃以上，可實現(xiàn)對溶劑型絕緣涂料的部分替代。

    眾所周知，純環(huán)氧粉末涂料具有優(yōu)異的絕緣與防腐性能，這和環(huán)氧樹脂的分子鏈結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的。環(huán)氧樹脂中的羥基具有高度極性，可以與金屬表面形成化學(xué)鍵，使樹脂的附著力特佳；分子結(jié)構(gòu)中醚鍵提供了優(yōu)良的抗化學(xué)性能及防腐性，其彎曲性也很好；丙烷基和苯核賦予環(huán)氧樹脂以耐熱性和機械剛性；其中環(huán)氧基和羥基具有的反應(yīng)性，與特定化合物反應(yīng)可交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

圖1鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)圖

圖2雙酚A型環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)圖

        目前市場上通用的粉末涂料用環(huán)氧樹脂主要有雙酚A型和鄰甲酚醛型兩大類，雙酚A型環(huán)氧樹脂尤其是E-12型的雙酚A型環(huán)氧樹脂在粉末涂料領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛，綜合性能優(yōu)異，但雙酚A型環(huán)氧樹脂分子鏈中的環(huán)氧官能團一般為兩個，與固化劑交聯(lián)反應(yīng)后形成的交聯(lián)密度有限，而鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂可以具有多個環(huán)氧官能團，參與反應(yīng)后可以形成較大的交聯(lián)密度，從而提高涂膜的耐熱性能，但同時也在一定程度上損害了涂層的韌性。電磁線用絕緣粉末涂料不同于電機定子、轉(zhuǎn)子用粉末涂料，它要求涂膜在具有絕緣性能（電性能和熱性能）的同時還必須具備優(yōu)異的柔韌性能。

    試驗過程中采用環(huán)氧當(dāng)量700～900的雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧當(dāng)量在200～300的鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂A以及環(huán)氧當(dāng)量在800～900的鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂B，以微粉化雙氰胺為固化劑，2-甲基-咪唑（2MI）為固化促進劑，選用通用型流平劑、安息香和除氣劑和顏料，不添加填料，對比了不同環(huán)氧樹脂類型對涂膜性能的影響，結(jié)果如下表。

環(huán)氧樹脂類型對粉末涂料性能的影響

    數(shù)據(jù)表明，鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂A的剛性太強，且與雙酚A型環(huán)氧樹脂的兼容性差，它雖然能夠較大幅度的提升涂層的耐熱性能（軟化擊穿溫度），但同時也嚴(yán)重?fù)p害了涂層的柔韌性，因此不宜用作電磁線這類對韌性有高要求的絕緣粉末涂料配方中。

    環(huán)氧樹脂B為三官能度的鄰家酚醛型環(huán)氧樹脂，它的剛性相對環(huán)氧樹脂A相對要小，但韌性有所增加，隨著其添加量的降低，涂層韌性增加、軟化擊穿溫度有所降低，和雙酚A型環(huán)氧樹脂150（雙酚A型）/50的配比下，能夠滿足涂膜的韌性要求，此時軟化擊穿溫度上升到了142℃。因此本研究中決定采用雙酚A型環(huán)氧樹脂E-12與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂B搭配（E-12/環(huán)氧樹脂B=150/50）作為配方的樹脂體系。（更多資訊請登錄：全球涂料網(wǎng) http://srglobaltrade.com/）