摘要：傳統的耐高溫絕緣漆存在高溫烘烤、附著力差等缺點，采用自制的環氧改性有機硅樹脂為主要成膜物質，以丙烯酸樹脂為輔助樹脂，添加耐高溫顏填料、助劑等，制備耐高溫自干絕緣漆�？疾炝烁男詷渲泄璐嫉乃醿r、硅醇與環氧樹脂的配比、改性樹脂與丙烯酸樹脂配比及顏填料、助劑等對耐高溫自干絕緣漆性能的影響。試驗結果表明：其漆膜能常溫干燥，機械性能、耐介質性和絕緣性能均優于常規烘干絕緣漆。
關鍵詞：耐高溫自干絕緣漆；環氧改性有機硅樹脂；丙烯酸樹脂
引言
目前國內的絕緣漆材料根據在使用過程中的熱穩定性，由低到高分為7級，分別為Y級(90％)，A級(105℃)，E級(120℃)，B級(130℃)，F級(155oC)，H級(180℃)和C級(180℃以上)。一般而言，H級和C級的絕緣漆通常采用有機硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚二苯醚樹脂等作為成膜基料。隨著科學技術的進步，電器產品向著小型輕量、高效率、大容量、模擬化和智能化的方向發展，同時，隨著人類活動空間從海洋到宇宙空間的開拓，導致電器所用環境的多樣化，從而引起絕緣材料使用條件和使用環境的多樣化。人們對電絕緣涂料的等級要求越來越高。傳統的有機硅絕緣漆存在黏結力小、附著力差、烘干干燥等缺點。
本文采用自制的環氧改性有機硅樹脂為主要成膜物，輔助樹脂為丙烯酸樹脂，再加入耐高溫顏料、功能性填料、助劑等，制得能常溫干燥，機械性能、耐介質性和絕緣性能均優于常規烘干絕緣漆的耐高溫白干絕緣漆。
1 實驗部分
1．1 主要原料
環氧改性有機硅樹脂，自制；丙烯酸樹脂，自制；顏料，填料，工業品；助劑，進口；甲苯，工業品；二甲苯，工業品；醋酸丁酯，工業品；丙酮，工業品；環己酮，工業品。
1．2 環氧改性有機硅樹脂的合成
1．2．1 硅醇中間體的制備
將苯基氯硅烷、甲基氯硅烷、甲苯、丁醇、水按照配方量投料，水解，水洗，濃縮，加溶劑稀釋成固含量為(65±2)％的硅醇中間體。
1．2．2 環氧改性有機硅樹脂的制備
將環氧樹脂和溶劑加入四口瓶中，升溫，待環氧樹脂溶解后開啟攪拌，攪拌均勻后，在一定的溫度下分批加入硅醇中間體，然后在160～190。C縮合至一定的黏度和含量。
1．3 丙烯酸樹脂的合成
先用丁醇將丙烯酰胺完全溶解，并靜置1h左右除去沉淀物，加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸一2一乙基己酯、丙烯酸乙酯和部分引發劑配制成混合溶液，然后在帶有冷凝器、可調轉速的攪拌裝置，以及溫控系統單體滴加裝置的反應器中加入混合溶液的20％，開動攪拌，升溫至回流，待溫度恒定在120℃后，勻速滴加剩余80％混合液，在2．5—3h內滴加完畢，再保溫2h，補加剩余的引發劑，繼續反應至樹脂含量、黏度達到指標要求，降溫，出料。
1．4 涂料的制備
將環氧改性有機硅樹脂和丙烯酸樹脂加入干凈的容器中，在500～600r／min轉速下攪拌均勻后，緩慢加入分散劑，低速攪拌后高速攪拌均勻，然后在低速攪拌下分批加入顏料和填料，低速攪拌后，在900～1200r／rain轉速下高速攪拌成黏稠能流動的液體。用砂磨機研磨至規定的細度。用溶劑調整黏度，即制得涂料。
1．5 性能測試
擊穿強度：用HJC一20kV電壓擊穿試驗儀按HG／T3330--1980(85)《絕緣漆漆膜擊穿強度測定法》測定；體積電阻系數：按HG／T3331--1978{絕緣漆漆膜體積電阻系數和表面電阻系數測定法》測定；附著力：按GB／T1720測定；柔韌性：按GB／T1731—1993測定；耐水性：按GB／T1733--1993測定；耐汽油性：按GBfr1734—1993測定；耐熱性：按GB／T1735—1989測定；耐濕熱性和耐鹽霧性：按GB／T1765—1989測定。
2 結果與討論
2．1 硅醇中間體的影響
硅醇中間體的有機基團中，甲基含量越高樹脂的柔韌性越好，憎水性較好，同時有著優良的保光性，高溫時熱失重較小，耐化學藥品性好；苯基含量越高，樹脂的熱穩定性越好，熱塑性大，在熱老化時能長期保持柔韌性，試驗證明：苯基含量在20％。60％，漆膜的耐熱性最好，我們選擇苯基含量為39．26％。
硅醇的酸價與漆膜的絕緣性有直接的聯系，漆膜的絕緣性隨硅醇酸價的升高而降低，當硅醇的酸價大于7mgKOH／g時，漆膜的絕緣性明顯下降。硅醇中間體酸價對漆膜性能的影響見表1。
表1 硅醇中間體酸價對漆膜性能的影響
2．2 環氧樹脂與有機硅中間體配比對漆膜性能的影響
環氧樹脂中含有較多的羥基和醚鍵，能與底材吸引，故有優良的附著力，同時抗化學品性優良，有良好的電絕緣性能。有機硅樹脂的耐熱性和絕緣性能較好，但是不能常溫干燥，需要烘干。
環氧樹脂與硅中間體配比對漆膜性能的影響見表2。
表2 環氧樹脂與硅中間體配比對漆膜性能的影響
2．3 環氧有機硅樹脂縮合時攪拌速度的影響
硅醇中間體與環氧樹脂縮合時，若在溶液中濃度低，則分子內部羥基白縮聚的機率大；若加快攪拌，就能增加分子間的碰撞機率，分子間羥基共縮聚的機率增大，因此適當的攪拌速度可減少硅羥基的自聚。
2．4 環氧改性有機硅樹脂與丙烯酸樹脂配比對漆膜性能的影響
環氧改性有機硅樹脂，是以硅氧烷為主鏈，在其端基和側基上鑲嵌、接枝環氧基團的高聚物，具有優良的耐熱、防潮、電絕緣性能。而自制的丙烯酸樹脂具有良好的耐熱性、耐水性。當改性有機硅樹脂用量≥70％時，有機硅成分高，主要顯示有機硅樹脂的性能，成本較高，且烘烤溫度較高，如果丙烯酸樹脂加入量過多，涂層的耐候性一般，因此改性有機硅樹脂與丙烯酸樹脂的配比直接影響涂層的各項性能。該涂料主要以環氧改性有機硅樹脂為主，以丙烯酸樹脂為輔助樹脂。
2．5 顏料的影響
選用的顏料必須具有耐熱性，在高溫受熱時不破壞、不變色，如白色顏料可選用銳鈦型TiOz，綠色顏料可選用氧化鉻綠，紅色顏料可選用鎘紅。黑色顏料炭黑的耐熱溫度雖可達250℃，但是其有一定的導電性，故選擇色素黑與陶瓷黑(耐熱溫度為300oC，但遮蓋力小)混拼使用。
2．6 填料的影響
填料在涂料中能提高漆膜的彈性模量，增大內應力，同時它能改善涂料的施工性能，提高顏料的懸浮性和防流掛性。不同的填料對涂層性能的影響見表3。表3結果表明：云母粉、滑石粉和高嶺土耐熱前后的色差相比，云母粉的色差最大，但云母粉的絕緣性優于滑石粉和高嶺土，由于云母粉為鱗片狀，添加于涂料中能以片狀層疊排列，能有效增強涂層的耐候性，同時它具有極高的電阻，是一種優異的絕緣材料，與有機硅樹脂形成復配物，遇高溫時轉化成機械強度和絕緣性能良好的陶瓷物質，能有效起到絕緣作用。為此我們采用云母粉作為填料。
表3 填料各類的影響
2．7 填料用量對涂層絕緣性能的影響
將樹脂和顏料用量固定，選用云母粉作為填料，加入量分別為4％，6％，8％，10％，12％，分別作擊穿強度的常態和熱態實驗。實驗結果見圖1。
圖1 填料用量對擊穿強度的影響
由圖1可見：當云母粉用量達到8％后，擊穿強度(常態)無明顯變化，填料加入過多，會使得漆膜光澤和耐熱前后的色差增大，同時涂料在貯存過程中易發生沉淀，綜合考慮涂料的各項性能，填料用量以8％左右為宜。
2．8 助劑的選擇
環氧改性有機硅樹脂和丙烯酸樹脂的黏度均不高，對顏料的潤濕性較差，涂料在貯存時易分層，我們采用BYK—P一104S作為分散劑，其用量為涂料量的1％～1．5％。
2．9 溶劑的選擇
溶劑作為制備涂料的媒介物，它可以調節涂料的施工黏度，滿足施工性能，當施工結束后，要求溶劑以適宜的揮發速度跑掉，而有機溶劑的揮發速度隨其沸點和表面張力的升高而下降。溶劑揮發速度過快，漆膜流平性差，易出現針孑L和黏結力下降等弊��；溶劑揮發速度過慢，會增加漆膜中溶劑殘留量，影響其耐溶劑性和電性能，只有恰當地控制溶劑的揮發速度，才能有效地保證漆膜的優異性能，我們采用苯類、酯類、酮類溶劑混合使用。
3 性能測試
所有的測試均按相關國家標準進行，結果見表4。
表4 漆膜性能
4 結語
通過對成膜物質、填料、助劑和溶劑的選擇，制備出能常溫白干、耐熱、耐油、電絕緣、耐冷熱溫差驟變及“i防”性能佳的絕緣漆，該漆能用于200。300。C受熱電器零件及金屬表面的保護。
參考文獻
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