在电机产品中，绝缘材料的质量是决定电机产品质量的关键因素。为了保障设备的正常运行，必须有高性能的绝缘材料来提高设备的工作环境适应性、使用寿命。在一个电机零部件中，主要需要绝缘涂装的部分是转子、定子和缠绕在转子上的磁线。磁线以往一般采用漆包线，即用涂料涂装线的表面达到绝缘的目的，而溶剂型涂料对环境的影响很大，造成严重的资源浪费与环境污染。随着环保的要求越来越高，人们不断地在寻求可以替代的涂装方式。粉末涂料在电子、电机用绝缘材料中占据了越来越重要的地位，产品广泛应用于电机、电子、高压电器、汽车工业、航空机械等各个领域。但绝缘粉末涂料在电磁线涂装领域仍然处于起步阶段，表现为产品品种不多、整体性能上与以聚酰亚胺为代表的溶剂型涂料差距很大，这在很大程度上制约着绝缘粉末涂料在该领域的推广与应用。为此，目前多家单位在该领域展开研究，如广州擎天实业有限公司、江苏兰陵化工集团、扬州三川实业有限公司、河南许昌华元电工器材有限公司等，并申请了相关专利，其中环氧/聚酯型电磁线用绝缘粉末涂料产品已经开始应用在电磁线涂装领域，并取得了良好的效果。本研究主要针对目前应用于电机领域的电磁线( 铝线) 涂装用绝缘粉末涂料展开研究，制得了纯环氧型绝缘粉末涂料产品，软化击穿温度能够达到150 ℃以上，可实现对溶剂型绝缘涂料的部分替代。
 

1 试验部分

1. 1 原材料

双酚A 型环氧树脂( E － 12) 、邻甲酚醛型环氧树脂A( A) : 工业级，二步法，南亚树脂有限公司; 邻甲酚醛型环氧树脂B( B) : 工业级，一步法，大庆庆鲁精细化工有限公司; 微粉化双氰胺: 工业级，德固赛公司; 酚类固化剂: 工业级，陶氏化学公司; 改性酚醛类固化剂: 工业级，大庆庆鲁精细化工有限公司; 癸二酸酐: 工业级，西安长城树脂胶黏剂有限公司; 二甲基咪唑( 2MI) : 工业级，陕西金辰化工有限公司; 金红石型二氧化钛: 工业级，杜邦公司; 硫酸钡: 工业级，欣美化工有限公司;硅微粉: 工业级，重庆锦艺硅材料开发有限公司; 云母粉: 工业级，滁州格锐矿业有限责任公司; 粉末涂料通用颜料: 工业级，汽巴( Ciba) 公司; 粉末涂料通用助剂( 流平剂、脱气剂、安息香等) : 工业级，宁波南海化学有限公司。

1. 2 主要设备

Φ30 型双螺杆挤出机、高温烘箱、万能中药粉碎机、ACM磨粉系统、小型静电喷涂设备、电磁线电压检测仪、激光粒度分布仪等涂料及涂层性能检测设备。

1. 3 粉末涂料及涂层制备

按设计配方称取各组分，用万能中药粉碎机充分预混合完毕后通过双螺杆挤出机在设定温度下进行熔融挤出，挤出片料经冷却、粉碎、过筛、静电喷涂、热固化成膜，后对涂膜进行性能测试。
 

2 结果与讨论

2. 1 环氧树脂的选择

纯环氧粉末涂料具有优异的绝缘与防腐性能，这与环氧树脂的分子链结构是密切相关的。环氧树脂中的羟基具有高度极性，可以与金属表面形成化学键，提高附着力; 分子结构中醚键提供了优良的耐化学性能及耐腐蚀性，其弯曲性也很好; 丙烷基和苯环赋予环氧树脂耐热性和机械刚性; 其中环氧基和羟基具有的反应性，与特定化合物反应可交联成网状结构。

目前市场上通用的粉末涂料用环氧树脂主要有双酚A 型和邻甲酚醛型2 大类，双酚A 型环氧树脂尤其是E － 12 型的双酚A 型环氧树脂在粉末涂料领域应用更为广泛，综合性能优异，但双酚A 型环氧树脂分子链中的环氧官能团一般为2个，与固化剂交联反应后形成的交联密度有限，而邻甲酚醛型环氧树脂具有多个环氧官能团，参与反应后可以形成较大的交联密度，从而提高涂膜的耐热性能，同时也在一定程度上损害了涂层的韧性。电磁线用绝缘粉末涂料不同于电机定子、转子用粉末涂料，它要求涂膜在具有绝缘性能( 电性能和热性能) 的同时还必须具备优异的柔韧性。试验过程中采用环氧当量700 ～ 900 的双酚A 型环氧树脂、环氧当量在200 ～ 300 的邻甲酚醛型环氧树脂A 以及环氧当量在800 ～ 900 的邻甲酚醛型环氧树脂B，以微粉化双氰胺为固化剂，2－ 甲基－ 咪唑( 2MI) 为固化促进剂，选用通用型流平剂、安息香、除气剂和颜料，不添加填料，对比了不同类型环氧树脂对涂膜性能的影响，结果如表1 所示。

表2 数据表明，酸酐类固化剂( 癸二酸酐) 整体性能上较其余4 种固化剂要差，表现为黄变严重，同时在制粉与固化过程中存在较大的酸味，且高温烘烤测试时不能满足要求。

癸二酸二酰肼的反应活性更高，涂层的耐黄变性能也优于酚类和酚醛改性树脂，并能获得整体效果较佳的涂层，但由于二酰肼存在较大的毒性( 小鼠口经LD50 为400 mg /kg) ，考虑到对人体和环境的影响，在有其他选择的情况下本研究不考虑其作为电磁线绝缘粉末涂料的固化体系。微粉化双氰胺体系、酚羟基树脂体系和改性酚醛树脂体系综合性能均能满足要求，且软化击穿的温度区间相差不大，其中双氰胺体系的耐黄变效果好，酚羟基树脂和改性酚醛树脂由于其中需要添加容易泛黄的二甲基咪唑作为促进剂，涂膜容易偏黄，考虑到电磁线粉末涂料一般为深色涂料，因此均可以选择作为电磁线绝缘粉末涂料的固化体系。需要提及的是，酚羟基树脂实质上可以视为改性酚醛树脂的一种，其反应的实质是酚醛树脂的酚羟基与环氧树脂的环氧基进行加成反应。改性酚醛树脂和酚羟基树脂这2 类固化剂一般需要在有固化促进剂( 如二甲基咪唑等) 参与的情况下才具有较高的反应活性，通过调节固化促进剂的用量可以实现对其反应活性的灵活调节，然而这也带来了2 个不利影响，首先在工业生产过程中，促进剂由于添加量少不易分散均匀，导致产品的反应活性波动范围较大，然后目前应用较为成熟的促进剂品种为二甲基咪唑( 2MI) ，它的加入容易导致涂膜泛黄。目前已经有不少固化剂生产厂家在制备固化剂时直接将固化促进剂添加到固化剂中，从而保证了产品质量的稳定性，本试验中所采用的酚羟基树脂即为含有固化促进剂的类型。

2. 3 颜填料的选择

粉末涂料中常用的颜填料主要包括二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、硅微粉、云母粉等几大类。其中云母粉颗粒呈片状结构，加入到粉末涂料配方中能够增强涂层的耐热、耐腐蚀和电绝缘效果，但是会损伤涂层的柔韧性，因此不适合应用于电磁线等有很高柔韧性要求的绝缘粉末涂料配方中; 与硫酸钡相比，硅微粉在提升涂层的电绝缘性能和硬度方面效果更好，价格便宜，吸油量适中，本研究通过对比试验验证后决定采用硅微粉作为配方的填料。

试验以E － 12 和环氧树脂B 搭配作为树脂体系，以微粉化双氰胺和酚羟基树脂( 含促进剂) 作为固化剂，选用通用型流平剂、安息香、除气剂和颜料，对比了微粉化双氰胺和酚羟基树脂这2 类固化体系下硅微粉用量对涂层性能的影响，结果见表3，配方中E － 12 用量为150 份、环氧树脂B 用量为50 份、双氰胺10 份或酚羟基树脂40 份、通用型流平剂2. 4 份、安息香2 份、颜料适量、涂膜厚度100 ～ 130 μm，固化条件为200 ℃ /10 min。