一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料及其制備方法、在耐高溫電機(jī)中的應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料，包括甲劑系、乙劑系及丙劑系，經(jīng)涂覆固化后形成熱導(dǎo)率依次減小的導(dǎo)熱底層、隔熱輻射層、耐熱反射層；其中，甲劑系原料有環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂、聚硅氧烷、氨基硅烷、片狀納米氮化硼、鋁硅合金粉末等，乙劑系原料有甲基苯基有機(jī)硅樹(shù)脂、聚硅氮烷、鐵基金屬有機(jī)框架衍生物、碳化硅晶須等，丙劑系原料有聚酰亞胺改性有機(jī)硅樹(shù)脂、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰、玻璃粉等；本發(fā)明專利技術(shù)還公開(kāi)了該高溫反射隔熱復(fù)合涂料的制備方法、在耐高溫電機(jī)中的應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)保證了涂層與基體之間、涂層與涂層之間的結(jié)合力，提高了涂層的耐高溫性和熱穩(wěn)定性，將高溫反射隔熱復(fù)合涂料應(yīng)用于耐高溫電機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的反射隔熱效果。效果。效果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料及其制備方法、在耐高溫電機(jī)中的應(yīng)用


[0001]本專利技術(shù)屬于設(shè)備涂料
，具體涉及一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料及其制備方法、在耐高溫電機(jī)中的應(yīng)用。

技術(shù)介紹

[0002]對(duì)于高溫工況設(shè)備上所用的電機(jī)，通常要求其具有良好的耐高溫特性。通常耐高溫電機(jī)是采用耐高溫絕緣材料設(shè)計(jì)制造而成，它能夠保證電機(jī)在高溫環(huán)境下安全運(yùn)行，不老化、不燒毀。目前，市售的耐高溫電機(jī)僅能滿足在250～280℃環(huán)境下正常運(yùn)行1～2小時(shí)，不能滿足更高的溫度要求。
[0003]關(guān)于耐高溫電機(jī)的研究分為兩個(gè)方向，一個(gè)是結(jié)構(gòu)方向，另一個(gè)是涂料方向。如：公開(kāi)號(hào)為CN102136781B的專利公開(kāi)了一種耐高溫電機(jī)，在外套上并且在對(duì)應(yīng)于第一水冷卻腔的左、右端分別設(shè)置了第一、第二隔圈，在外套的外壁上延伸了電源接線座并且在第一水冷卻腔內(nèi)設(shè)置了與第一水冷卻腔隔絕的引出線過(guò)渡管，并將第一進(jìn)水接口與第一出水接口在外套上呈對(duì)角設(shè)置，保障密封性、避免水短路而體現(xiàn)良好的冷卻效果；公開(kāi)號(hào)為CN201601555U的專利公開(kāi)了一種耐高溫消防排煙用電機(jī)，包括油封、軸承、軸、密封墊、密封塞、電纜線、出線孔板、定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承內(nèi)蓋和軸承外蓋，電機(jī)繞組采用的絕緣材料的級(jí)別高于H級(jí)，繞組的電磁線采用C級(jí)電磁線，軸承選用C3大游隙軸承，電纜線為耐火阻燃材料，電機(jī)殼表面涂有防火隔熱層，提高了電機(jī)在高溫環(huán)境下的耐受能力；公開(kāi)號(hào)為CN107201168A的專利公開(kāi)了一種附著力高的耐磨耐高溫涂料，包括如下組分：有機(jī)硅樹(shù)脂、耐高溫填料、鋁銀漿、無(wú)機(jī)顏料、成膜劑、納米氧化鋯陶瓷微粉、固化劑和溶劑，其中耐高溫填料為石英粉、云母粉或滑石粉，所選溶劑為醋酸丁酯、二甲苯和正丁醇中的一種。公開(kāi)號(hào)為CN108129889A的專利公開(kāi)了一種耐高溫電機(jī)，其金屬殼體表面凃覆有防護(hù)漆，防護(hù)漆原料是磷酸鋁、三聚磷酸鋁、磷酸三丁酯、焦磷酸鈉、聚酰亞胺。
[0004]為了改善電機(jī)內(nèi)部的冷卻和外部的隔熱，上述幾個(gè)技術(shù)方案涵蓋了電機(jī)結(jié)構(gòu)、表面涂層及兩者的結(jié)合。對(duì)于電機(jī)結(jié)構(gòu)的改良僅限于內(nèi)部冷卻和外殼封閉，要保障電機(jī)于400℃以上高溫下工作，必須要結(jié)合具有一定致密性的表面涂層。然而，表面涂層由于含有大量無(wú)機(jī)非金屬，致使粘附力低、耐久性差而導(dǎo)致涂層容易脫落，雖然通過(guò)添加高分子和/或金屬組分可以改善涂層與基體的粘附性、耐磨性，但是常見(jiàn)高分子材料往往不耐高溫，且受熱不均引起局部溶脹，加之涂料中各相熱膨脹系數(shù)相差較大，導(dǎo)致環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂，最終致使部分涂層在高低溫沖擊下脫落，從而失去防護(hù)效果。因此，為了拓寬電機(jī)的溫度使用范圍，亟需研發(fā)一種適用于耐高溫電機(jī)的高溫反射隔熱復(fù)合涂料，以滿足電機(jī)在礦產(chǎn)、消防、宇航等多行業(yè)的服役要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]針對(duì)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料，通過(guò)甲劑系、
乙劑系及丙劑系組合使用，經(jīng)依次涂覆形成復(fù)合涂層，保證了涂層與基體之間、涂層與涂層之間的結(jié)合力，提高了涂層的耐高溫性和熱穩(wěn)定性；本專利技術(shù)還公開(kāi)了該高溫反射隔熱復(fù)合涂料的制備方法以及該高溫反射隔熱復(fù)合涂料在耐高溫電機(jī)中的應(yīng)用，通過(guò)應(yīng)用該高溫反射隔熱復(fù)合涂料，提高了耐高溫電機(jī)的絕緣性和高溫環(huán)境下的使用壽命。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述的專利技術(shù)目的，給出如下所述的一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007]一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料，包括甲劑系、乙劑系及丙劑系，所述甲劑系、乙劑系及丙劑系經(jīng)涂覆固化后形成分別導(dǎo)熱底層、隔熱輻射層、耐熱反射層，所述導(dǎo)熱底層、隔熱輻射層及耐熱反射層的熱導(dǎo)率依次減小；
[0008]其中，甲劑系由以下重量份數(shù)的組分制成：環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂40～50份、聚硅氧烷10～15份、氨基硅烷1～3份、片狀納米氮化硼15～20份、鋁硅合金粉末10～15份、稀釋劑10～20份；
[0009]乙劑系由以下重量份數(shù)的組分制成：甲基苯基有機(jī)硅樹(shù)脂40～50份、聚硅氮烷6～8份、鐵基金屬有機(jī)框架衍生物20～30份、碳化硅晶須10～15份、助劑0～2.0份、稀釋劑10～20份；
[0010]丙劑系由以下重量份數(shù)的組分制成：聚酰亞胺改性有機(jī)硅樹(shù)脂25～35份、二氧化鈦粉末10～20份、氧化鋯粉末4～8份、氧化鈰粉末2～6份、玻璃粉6～12份、助劑0.8～2.5份、分散溶劑30～40份。
[0011]本專利技術(shù)所述甲劑系以環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂作為成膜基料，具有較優(yōu)異的耐高低溫性能及憎水防潮性能，保證了導(dǎo)熱底層的附著力和內(nèi)聚強(qiáng)度；以片狀納米氮化硼作為無(wú)機(jī)填料，氮化硼具有良好的導(dǎo)熱性和優(yōu)異的耐熱沖擊性，且氮化硼采用鱗片狀，在導(dǎo)熱底層中形成落葉狀的層疊結(jié)構(gòu)，可以極大地提高導(dǎo)熱底層的耐腐蝕性、耐沖擊性和耐彎曲性；以鋁硅合金粉末為金屬填料，鋁硅合金粉末具有較高的熱導(dǎo)性能、比強(qiáng)度、剛度以及較低的熱膨脹系數(shù)，硅鋁合金粉末可以改善了氮化硼與金屬基底之間的粘附性；通過(guò)引入聚硅氧烷，提高了金屬填料及無(wú)機(jī)填料的分散，并增加了金屬填料、無(wú)機(jī)填料及基料之間的相容性；以氨基硅烷作為固化劑，使涂料具有良好的適用期，可在室溫下自然固化，同時(shí)，氨基硅烷還可以通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，改善復(fù)雜體系中金屬、有機(jī)和無(wú)機(jī)之間的粘附和親和力；通分子間縮合、齊聚等作用，甲劑系形成相對(duì)致密的導(dǎo)熱底層附著在基體上。
[0012]本專利技術(shù)所述乙劑系以甲基苯基有機(jī)硅樹(shù)脂為成膜基料，具有較好的流動(dòng)性、絕緣性和耐高溫性；以聚硅氮烷為固化劑，使得交聯(lián)密度大幅提升，降低有機(jī)硅樹(shù)脂的固化條件，進(jìn)一步提高樹(shù)脂的耐高溫性能；通過(guò)引入碳化硅晶須，利用其抗高溫、高強(qiáng)度和纖維穿插，能夠達(dá)到增韌作用，提高抗熱震性能，并且碳化硅具有很高的折射率，對(duì)熱輻射有很好的反射和吸收能力；通過(guò)引入鐵基金屬有機(jī)框架衍生物，在隔熱輻射層引入孔隙來(lái)降低熱傳導(dǎo)，由于鐵基金屬有機(jī)框架衍生物的前驅(qū)體是由有機(jī)配體和金屬離子通過(guò)配位鍵自組裝形成的具有分子內(nèi)孔隙的金屬有機(jī)框架材料(MOFs)，MOFs分子中所含原子的供電子基團(tuán)能連接金屬離子形成完整的獨(dú)特拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有利于分子與有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的相容性，MOFs經(jīng)煅燒后形成的鐵氧化物，在隔熱輻射層中可以起到很好的隔離性，也有助于降低乙劑系的固化條件；通過(guò)雜化材料與樹(shù)脂結(jié)合，乙劑系形成具有網(wǎng)絡(luò)孔隙的隔熱輻射層緊密附著在導(dǎo)熱底層。
[0013]本專利技術(shù)所述丙劑系以高熱穩(wěn)定性的聚酰亞胺改性有機(jī)硅樹(shù)脂為成膜基料，以高反射率的二氧化鈦及氧化鈰為反射填料，引入氧化鋯作為增韌填料，可以增加耐熱反射層的耐高溫、耐侵蝕性能，引入玻璃粉作為增硬填料，可以提高耐熱反射層的耐磨、抗劃性能，并能在高溫下溶化與樹(shù)脂及無(wú)機(jī)填料形成搪瓷狀涂層，耐受更高的溫度；二氧化鈦粉末、氧化鋯粉末、氧化鈰粉末及玻璃粉粒徑小、分散性好，協(xié)同發(fā)揮功能性粉體的納米效應(yīng)，保證了耐熱反射層具備良好的耐久性。
[0014]本專利技術(shù)利用甲劑系形成的導(dǎo)熱底層，表面基團(tuán)架起“分子橋”，有助于乙劑系的附著，形成隔熱輻射層；對(duì)于內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，導(dǎo)熱底層通過(guò)熱傳導(dǎo)將熱量傳遞給隔熱輻射層，一部分通過(guò)熱傳導(dǎo)向外傳遞，另一部分被鐵基金屬有機(jī)框架衍生物吸收，并以熱輻射的形式向本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高溫反射隔熱復(fù)合涂料，其特征在于：包括甲劑系、乙劑系及丙劑系，所述甲劑系、乙劑系及丙劑系經(jīng)涂覆固化后分別形成導(dǎo)熱底層、隔熱輻射層、耐熱反射層，所述導(dǎo)熱底層、隔熱輻射層及耐熱反射層的熱導(dǎo)率依次減小；其中，甲劑系由以下重量份數(shù)的組分制成：環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂40～50份、聚硅氧烷10～15份、氨基硅烷1～3份、片狀納米氮化硼15～20份、鋁硅合金粉末10～15份、稀釋劑10～20份；乙劑系由以下重量份數(shù)的組分制成：甲基苯基有機(jī)硅樹(shù)脂40～50份、聚硅氮烷6～8份、鐵基金屬有機(jī)框架衍生物20～30份、碳化硅晶須10～15份、助劑0～2.0份、稀釋劑10～20份；丙劑系由以下重量份數(shù)的組分制成：聚酰亞胺改性有機(jī)硅樹(shù)脂25～35份、二氧化鈦粉末10～20份、氧化鋯粉末4～8份、氧化鈰粉末2～6份、玻璃粉6～12份、助劑0.8～2.5份、分散溶劑30～40份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫反射隔熱復(fù)合涂料，其特征在于：甲劑系中所述環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂由有機(jī)硅樹(shù)脂中間體與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)聚合、并用有機(jī)溶劑調(diào)配而成，環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂的固含量為50
±
5％、環(huán)氧值為0.02～0.08eq/100g；甲劑系中所述聚硅氧烷選用聚甲基苯基硅氧烷；甲劑系中所述氨基硅烷選用γ
?
氨基丙基三乙氧基硅烷；甲劑系中所述稀釋劑為二甲苯、正丁醇及環(huán)己酮的混合液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高溫反射隔熱復(fù)合涂料，其特征在于：甲劑系中所述鋁硅合金粉末中硅的含量為10～13％，鋁硅合金粉末的粒徑為25～50μm；所述片狀納米氮化硼的片徑為1～3μm、片厚＜100nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫反射隔熱復(fù)合涂料，其特征在于：乙劑系中所述甲基苯基有機(jī)硅樹(shù)脂由含甲基和苯基的硅烷單體反應(yīng)聚合、并用有機(jī)溶劑調(diào)配而成，甲基苯基有機(jī)硅樹(shù)脂的固含量為50
±
5％；乙劑系中所述聚硅氮烷的分子量為800～1500；乙劑系中所述稀釋劑為甲苯和/或二甲苯。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫反射隔熱復(fù)合涂料，其特征在于，乙劑系中所述鐵基金屬有機(jī)框架衍生物采用以下方法制備：將對(duì)苯二甲酸溶于N,N
?
二甲基甲酰胺中，得到配體溶液；將硝酸鐵溶于N,N
?
二甲基甲酰胺中，得到鐵鹽溶液；向配體溶液中加入鐵鹽溶液及水，攪拌分散均勻后，得到前驅(qū)溶液；將前驅(qū)溶液于130～150℃溶劑熱反應(yīng)12～24小時(shí)，冷卻至室溫，固液分離，取固體洗滌、干燥、研磨，得到鐵基金屬有機(jī)框架材料；將鐵基金屬有機(jī)框架材料以3～6℃/min升溫至700～800℃后，恒溫煅燒2～4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，即得鐵基金屬有機(jī)框架衍生物；其中，配體溶液中對(duì)苯二甲酸的濃度為5.5～7.0g/L，鐵鹽溶液...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉葉，鄒孟康，葉煒煒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江金龍電機(jī)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：