丙烯酸绝缘粉末涂料的制备及其性能研究

摘要

绝缘粉末涂料是用于电机、电工器件和电子元件的一种专用粉末涂料。目前市场上常见的绝缘粉末涂料存在着耐候性差、价格较高等缺点。丙烯酸树脂粉末涂料耐候性好，具有优异的装饰性，已经成为粉末涂料研究的一个热点。但是，由于丙烯酸树脂粉末涂料的机械性能较差，限制了它在绝缘领域的广泛应用。随着涂料工业的发展，开发综合性能较好的丙烯酸绝缘粉末涂料具有十分重要的应用价值。本论文的研究工作主要包括以下几个方面：
　　1．选择苯乙烯（St）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体，丙烯酸丁酯(BA)为软单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为功能性单体合成了环氧丙烯酸树脂。探究了树脂合成工艺，确定了单体配比为：MMA:St:BA:GMA=47:10:13:30，引发剂为过氧化苯甲酰（BPO），引发剂用量为单体总质量的3％。对树脂的分子量及分布、玻璃化温度、结构等进行了表征，确定了树脂的分子量为6.9×103，分子量分布宽度为1.76，玻璃化转变温度为53.8℃。实验中使用了硬脂酸、苯甲酸、邻苯二甲酰亚胺三种单体对树脂进行了改性，制备了改性丙烯酸树脂，并通过红外、核磁等手段对树脂进行了表征。
　　2．利用自制的丙烯酸树脂制备了粉末涂料。探究了固化条件、固化剂含量、树脂环氧基团含量等因素对粉末涂料性能的影响。确定了最佳固化时间为160℃/30min；固化剂与树脂官能团比例为1:1时，涂层性能最佳；环氧基团含量增加能增强漆膜的性能。重点考究了漆膜的绝缘性及耐热性随固化剂含量、环氧基团含量的变化趋势。实验证明，自制的丙烯酸树脂粉末涂料具有良好的绝缘性。研究了不同的改性单体对漆膜性能的影响，通过对比不同单体对漆膜性能的影响，确定了以硬脂酸作为改性单体能增强漆膜的耐冲击性，以苯甲酸作为改性单体则对漆膜耐冲击性不利，邻苯二甲酰亚胺作为改性单体时漆膜的耐冲击性增强。
　　3．以六钛酸钾晶须作为填料制备了丙烯酸粉末涂料，研究了晶须含量对粉末涂料性能的影响。结果表明，六钛酸钾晶须在漆膜中分散均匀，少量六钛酸钾晶须就能显著增强漆膜的机械性能，随着六钛酸钾晶须含量的增加漆膜的电气性能有一定程度的降低。六钛酸钾晶须含量为2%时漆膜的综合性能最好。