绝缘漆（Aliquam erat insulating）

知识达人 · 发表于 2021-2-3 11:17:05

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简介

绝缘漆 [1] , 又叫绝缘涂料(insulating coatings ) , 是一种具有优良电绝缘性的涂料。它有良好的电化性能、热性能、机械性能和化学性能, 多为清漆, 也有色漆。绝缘漆是漆类中的一种特种漆。绝缘漆是以高分子聚合物为基础，能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的重要绝缘材料。绝缘漆由基料、阻燃剂、固化剂、颜填料、和溶剂等组成。详细介绍了其组成、使用分类、等级分类、要求、发展趋势等。
电绝缘漆材料是一种电介质，其基本特征是以感应而不是以传导的方式来传递电的作用和影响。IEC（国际电工协会）把电介质定义为可极化的物质，把电绝缘材料定义为电导率很小的用于隔离不同电位的导电部分的材料，它包括绝缘漆、浸渍纤维、层压板、云母制品和压塑料等五大类。
绝缘漆, 又叫绝缘涂料(insulating coatings ) , 是一种具有优良电绝缘性的涂料。它有良好的电化性能、热性能、机械性能和化学性能, 多为清漆, 也有色漆 [2] 。
随着科学技术的发展, 人们逐渐认识到, 绝缘材料是电工设备不可缺少的材料, 其质量好坏, 对加人胺加成物、酸醉衍生物和合成树脂等固化剂;电工设备的经济技术指标和运行寿命起着关键的在烯类树脂为基料的阻燃涂料中, 应加人适量的作用, 并把它比喻为“ 电机的心脏” 。过氧化物作引发剂。
1907 年, 贝克莱德试制出酚醛树脂, 标志着电绝缘材料的开始诞生。从30 年代起, 又陆续合成了缩醛树指、氯丁橡胶、聚氯乙烯、聚丁烯、丁苯橡胶等合成树脂。40 年代有机硅树酷的合成工业化生产, 发展了以硅树脂为基础的H 级绝缘材料。随之又发展了不饱和树脂、环氧树脂等绝缘材料在60 年代和80 年代得到了快速的发展。
绝缘漆一般有三种分类方法。

即用途分类
漆包线绝缘漆、浸渍绝缘漆、覆盖绝缘漆、硅钢片绝缘漆、粘合绝缘漆、电子元件绝缘漆。

图层固化机理
自干型绝缘漆、烘干型绝缘漆、紫外线固化绝缘漆。

耐热等级分类
Y级、A级、E级、B级、F级、H级、C级七类。
绝缘漆的组成绝缘漆由基料、阻燃剂、固化剂、颜填料、和溶剂等组成 [2] 。

基料
基料由聚酷树脂、聚醋酞亚胺树脂、聚氨酷、环氧树脂、双马来酞亚胺树脂、有机硅树脂等树脂组成。

阻燃剂
阻燃剂分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂; 按组成又可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。

颜填料
涂料中加入颜填料的目的是改进涂料的性能并配制成要求的颜色。常用的颜填料有钦白、氧铁红、碳黑、铬黄、云母粉、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙和二氧化硅等。

固化剂
固化剂(或引发剂)是多数绝缘涂料不可缺少的组分。在环氧树脂为基料的阻燃涂料中, 必须加人胺加成物、酸醉衍生物和合成树脂等固化剂;在烯类树脂为基料的阻燃涂料中, 应加人适量的过氧化物作引发剂。

助剂
助剂是绝缘涂料制造、贮存、施工及改进性能不可缺少的组分之一, 是原料的辅助成分。它在涂料中发挥特效功能, 对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用。按其作用机理主要分为固化促进剂、表面活性剂、流变调节剂、稳定剂和防老化剂等。固化促进剂, 可以降低固化温度、加快固化速度、降低固化反应放热峰。常用的固化促进剂有路易斯酸、路易斯碱和梭酸盐类 [2] 。

溶剂
溶剂作为制造涂料的媒介物, 可以调节涂料的施工粘度, 满足施工性能。涂料中溶剂不应与涂料组分进行反应, 即采用的溶剂应是相对惰性的。常用的溶剂有芳烃类、醇类、溶纤剂、同类和醋类。
自干型绝缘漆是指涂复后能自己干燥成膜的绝缘漆。自干的机理一般分为三类：一类是挥发干燥，即高分子量的固体树脂溶解在适当的溶剂里，涂覆后溶剂挥发掉，留下固体成膜树脂。这类绝缘漆应用方便，干燥快。但耐溶剂性能差，受热易软化。第二类是氧化干燥。这类绝缘漆含有干性植物油，干性植物油分子结构中的不饱和双键在空气中氧的作用下，会自行氧化交联，从而达到干燥的目的。一般的油性、酚醛树脂和干性油醇酸树脂绝缘漆都属于氧化干燥类绝缘漆。这类绝缘漆由于植物油含量较多，耐热性能较低，为A级、E级绝缘材料，干燥时间较长，一般要一天。第三类是常温固化干燥，这类绝缘漆是在常温下、经化学反应而交联固化。这类漆都是双组分或是多组分的，现用现配。这类漆常用的如聚酰胺树脂固化环氧树脂漆和双组分的聚氨酯漆等。这类漆因是化学交联，耐热、耐溶剂和耐化学性能均比较好。绝缘漆，俗称：凡立水（有自干型、烘烤型、无溶剂型）　绝缘漆是以高分子聚合物为基础，ZS-1091耐高温陶瓷绝缘涂料，该涂料分为耐温600℃以下溶剂型和600-1700℃水性两种。涂料可在被涂物体表面形成一层具有较高体积电阻率，能承受较强电场而不被击穿的陶瓷涂层，该涂层具有较高的机械强度和良好的化学稳定性，能耐老化，耐水，耐化学腐蚀，同时还具有耐机械冲击和热冲击性能，该涂层可在相应的工作温度内下连续工作。最根本的还是依靠强大的技术创新能力，充分利用化学化工的最新科技成果，这主要包括以下几点：①：在生产过程中严格控制原材料配比，避免杂散离子，尤其碱金属或碱土金属离子的引入。②：尽量减少玻璃相的含量，并尽量降低为改善工艺性能而加入的玻璃相的导电率。:③：严格控制引入铁，钴等可变价金属离子，以免产生自由离子和空穴。④：同时严格控制生产过程中的温度和气氛，以免产生氧化还原反应而出现电子和空穴，防止产生晶格转换而造成晶体缺陷。该产品已广泛应用于发高温电炉、感应炉、高温电机、耐火装置，电动机、电讯器材、高温设备上等上绝缘。能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的重要绝缘材料,一般由漆基、溶剂或稀释剂以及辅助材料三部分组成。

要求1.绝缘性能优良 [3] ;
2.附着力好，机械强度高;
3.收缩应力小;
4.耐热性应满足变压器的不同要求;
5.对户外或特殊环境应满足其特殊要求,如防辐射,防腐蚀,防紫外线等;
6.工艺性良好，如操作性好，无毒或低毒，干燥时间短等。

使用分类按照使用范围绝缘漆可以分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆、防电晕漆等五类 [2] 。

浸渍漆
浸渍漆分有溶剂漆和无溶剂漆两大类，主要用于浸渍电机、电器的线圈，以填充其间隙和微孔，且固化后能在被浸渍物的表面形成连续平整的漆膜，并使之粘结成一个坚硬的整体。对浸渍漆的基本要求为：
1、粘度低，流动性好，固体含量高，便于渗透和填充被浸渍物。
2、固化快，干燥性能好，粘结力强，有热弹性，固化后能经受电机转动时的离心力。
3、具有优异的电气性能和化学稳定性，耐潮、耐热、耐油。
4、对导体和其他材料具有良好的相容性。

漆包线漆
漆包线漆主要用于漆包线芯的涂覆绝缘。由于导线在绕制线圈、嵌线等过程中，将经受热、化学和多种机械力的作用，因此要求漆包线漆具有良好的涂覆性（即能均匀涂覆），漆膜附着力强，表面光滑柔软有韧性，有一定的耐磨性和弹性，电气性能好，耐热，耐溶性，对导体无腐蚀等特性。具体分为以下九种类型。
1、缩醛漆主要成分为聚乙烯醇缩甲醛，用于含油变压器用漆包线的生产。
2、聚氨酯漆主要成分是聚氨基甲脂，广泛用于电子变压器、电子线圈、继电器、微电机、高频电器仪表以及其他电子要求绕组用漆包线的生产。
3、可焊性聚酯亚胺漆具有聚酯亚胺漆的一般性能，475°可以直接焊接。
4、聚酯亚胺漆应用最广的一类漆包线用漆，热性能优异，通常高于180级，可以单涂，也可以做底漆与聚酰胺酰亚胺或尼龙漆复合生产复合线。大量用于冰箱和空调压缩机、防爆电机、电动工具、镇流器、干式变压器等绝缘等级较高的场合。
5、聚酯漆主要成分为聚酯，综合性能好，用于洗衣机电机、微电机、仪表和电信设备、电动工具和普通电机用漆包线生产。耐热聚酯用塞克改性，也大量做底漆与聚酰胺酰亚胺复合用于耐冷媒漆包线生产。
6、聚酰胺酰亚胺应用最广的高耐热等级（220级）漆包线漆，大多用于做面漆生产复合线，用于提高漆包线的综合性能。大量用于密封电机、耐冷媒漆包线生产。部分产品也可以单涂。为改善漆包线性能，还可以做成自润滑型和填充剂。在重型电机和汽车工业有很大应用。
7、聚酯亚胺漆热级240，性能优越，其漆包线耐辐射。
8、尼龙漆利用其润滑性，一般用于漆包线表层。对其他性能也有改善。
9、自粘漆很据使用成分的不同，主要有聚酰胺、环氧（酚氧）和芳香聚酰胺等不同类型的自粘漆。一般做漆包线面漆。用于偏转线圈、换位导线、音圈及异性线圈的粘合成型。

覆盖漆
覆盖漆用于涂覆经浸渍处理的线圈和绝缘零部件，在其表面形成厚度均匀的绝缘保护层，以防止设备绝缘受机械损伤以及大气、化学药品的侵蚀，提高表面绝缘强度。因此，要求覆盖漆具有干燥快、附着力强、漆膜坚硬、机械强度高、耐潮、耐油、耐腐蚀等特性。覆盖漆按树脂类型分为醇酸漆、环氧漆和有机硅漆。环氧漆比醇酸漆具有更好的耐潮性、耐霉性、、内干性和附着力，漆膜硬度高，广泛用于潮热地区电机电器设备部件的表面涂覆。有机硅漆耐热性高，可作为H级电机电器的覆盖漆。
覆盖漆按填料又可以分为两种：不含填料和颜料的清漆和含填料和颜料的磁漆。同一树脂制成的磁漆比清漆漆膜硬度大，导热、耐热和耐电弧性能好，但其他电气性能稍差，多用于线圈和金属表面涂覆，而清漆则多用于绝缘零部件表面的电器内表面涂覆。
覆盖漆按干燥方式有晾干和烘干两种，同一树脂的晾干漆较烘干漆性能差，贮存不稳定，仅适用于大型设备和不宜烘培的部件涂覆。
使用覆盖漆时应严格控制漆的粘度和均匀性、通风、烘培温度以及环境的清洁度，以保证漆膜的干燥和质量。磁漆在调和使用前必须充分搅拌，以消除沉淀块、粘度不均或变色等现象。

硅钢片漆
硅钢片漆用于涂覆硅钢片，以降低铁心的涡流损耗，增强耐腐蚀能力。硅钢片漆涂覆后需经高温短时烘干。其特点是图层薄、附着力强、坚硬、光滑、厚度均匀、耐油、耐潮、电气性能良好。

防电晕漆
电晕放电是在极不均匀电场中，场强突处（如电极尖锐处）局部空间空气电离而产生蓝色晕光的一种放电现象。
防电晕漆一般由绝缘清漆和非金属导体（炭黑、石墨等）粉末混合而成，主要用于高压线圈作防电晕漆，如用于大型高压电机中电压较高的线圈端部。工业上要求防电晕漆表面电阻率稳定、附着力强、耐磨性好、干燥速度快、耐贮存、防电晕漆可以单独涂在线圈表面，也可涂在石棉带、玻璃带上，在包扎在线圈外层，或涂在玻璃布上与主绝缘一次成型。

缩醛漆
缩醛漆主要成分为聚乙烯醇缩甲醛，用于含油性变压器用漆包线的生产。

可焊性
可焊性聚酯亚胺漆主要成分是聚氨基甲脂，制成的漆包线无需脱去漆膜可直接焊接，焊锡温度一般在375°或以下，可根据需要选择不同热级，广泛用于电子变压器、电子线圈、继电器、微电机、高频电器仪表以及其他电子要求绕组用漆包线。

等级分类绝缘漆根据绝缘等级可以分为Y级、A级、E级、B级、F级、H级、C级七类 [2] 。
具体介绍如下：
耐热等级：最高允许工作温度（℃）
Y级：90 ℃用未浸渍过的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构
A级：105℃ 用浸渍过的或浸在液体电介质（如变压器油中的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构）
E级：120℃ 用合成有机薄膜、合成有机瓷漆等材料其组合物所组成的绝缘结构
B级：130℃
F级：155℃
H级：180℃ 用合适的树脂（如有机硅树脂）粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等材料或其组合物所组成的绝缘结构
C级：180℃以上用合适的树脂粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、以及未经浸渍处理的云母、陶瓷、石英等材料或其组合物所组成的绝缘结构

其他产品1、增强电子变压器的机械强度 [3]
电子变压器浸渍绝缘漆可增加变压器机械强度，满足运输和使用过程中产生的振动和冲击作用的要求。同时，还能降低使用中由电磁力的作用所产生的噪声。
2、提高电子变压器的电气绝缘性能
电子变压器浸渍绝缘漆可提高变压器绝缘系统的抗电强度和绝缘电阻,以提高其电气绝缘性能,满足变压器的电气绝缘性能要求。
3、改善电子变压器的导热性
电子变压器浸渍绝缘漆，铁芯和绕组的空隙被漆膜填充，可改善变压器整体的导热性，降低变压器的温升。
4、改善电子变压器的外观
5、增强电子变压器的环境适应性能
电子变压器浸渍绝缘漆可增强变压器绝缘系统的防潮性、防霉性、防腐蚀性、防盐雾性、防紫外线和其他有害物质侵袭的性能，以增强电子变压器对环境的适应性。

绝缘漆的发展趋势国内
为解决H 级无溶剂浸渍绝缘漆的耐热温度、固化速度等问题, 华东理工大学的王雪秋等人阁以改性二苯醚树脂为主要原料制成的H 级无溶剂浸渍漆, 这种漆不但粘度低、固化温度低、固化周期短、储存周期长, 而且价格便宜, 是一种较为理想的新材料 [2] 。俞翔霄等人由环氧树脂改性聚酷树脂和适量的交联剂制得的F 级快干绝缘漆,具有快干、烘烤时间短、烘烤温度低及机电性能良好的特点, 在水轮发电机组及中小型电动机制造、修理上得到成功应用。舒新华等人闭对绝缘漆的生产工艺方法进行研究, 在对苯二甲酸醋交换工艺原设备及原料配比基础上, 采用对苯二甲酸常压醋化新工艺生产17 3 0 聚醋绝缘漆, 产品质量符合标准。南京大学的杨昌正教授等人发明了一种固含量高、耐热性好具有低温直焊性能的H 级低温直焊聚氨醋漆包线漆 [4] 。
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国外
JP 特开平5 一2 5 0 9 1 8 介绍了一种耐热和耐磨性能较好的聚酞胺亚胺绝缘漆, 从而解决了磁性导线在进行高速卷线加工时容易受到电线皮膜导轨以及模具的损伤。此发明在原来工艺的基础添加适量的封闭异氰酸醋组分, 这种封闭氰酸酷组分将与树脂中存在的氨基及残存的竣基、酸的无水物质等发生反应, 生产树枝状长链烷基构造这种构造不仅润滑性能好, 耐溶剂性能也较好, 并且在进行卷线加工时不容易对导轨产生污染 [2] 。
JP 特开平3 一7 7 7 5 介绍了一种聚酷亚胺树脂漆, 其耐热冲性、耐湿热性能优良, 且涂膜性能好, 可在工业领域广泛应用。
JP 特开平i1 一3 5 8 8 4 公布了他们用掩蔽异氰酸醋化合物制取的无需剥离绝缘涂膜即可直接进行焊接的聚亚氨醋系电器绝缘涂料技术。美国一专利阐述了一种低温直焊而又不影响其它性能绝缘漆的组成, 它的直焊温度热塑性流动温度为23 0 ℃ 叫。
国外绝缘漆的发展明显超高于国内, 国外绝缘漆不仅耐热级别高, 而且有许多适合特殊用途的漆外。我国近几年虽然也作了不少的研究, 但在漆的质量和技术含量方面还有待进一步的提高。

[煤化工] 绝缘漆（Aliquam erat insulating）

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