低接觸角水溶性硅鋼片漆超聲制備與性能研究.pdf

1、硅鋼片漆是在硅鋼片表面起到絕緣保護(hù)作用的覆蓋漆，其性能優(yōu)劣對(duì)硅鋼片的應(yīng)用有著十分重要的影響，也直接影響著電機(jī)等設(shè)備的質(zhì)量和壽命。水溶性硅鋼片漆以水為溶劑，解決原有硅鋼片漆污染大、毒性高等問題；但降低了漆液對(duì)硅鋼片基材及無機(jī)填料的潤(rùn)濕性。本研究首先制備了水溶性聚酯樹脂，并以其為基體制備了水溶性硅鋼片漆；使用超聲波對(duì)水溶性硅鋼片漆及 TiO2半無機(jī)漆進(jìn)行處理，降低漆液的接觸角、提高漆液對(duì)基材的潤(rùn)濕性；使用甘氨酸改性SiO2以提高水溶性漆對(duì)無

2、機(jī)填料的潤(rùn)濕性。
　　在硅鋼片漆用水溶性聚酯樹脂的制備研究中，系統(tǒng)分析了原料種類、配比對(duì)聚酯樹脂及硅鋼片漆性能的影響，確定了聚酯樹脂的配方；通過探討偏苯三酸酐反應(yīng)時(shí)間和二羥甲基丙酸用量對(duì)聚酯水溶性和硅鋼片漆性能的影響，確定了聚酯樹脂合成工藝，并得到最佳配方。使用核磁碳譜(13C-NMR)和紅外光譜(FT-IR)對(duì)制得的聚酯樹脂進(jìn)行表征，表明聚酯樹脂具有較高支化度，具有以酯基和苯環(huán)形成的主鏈及羥基為主的側(cè)基結(jié)構(gòu)。
　　以最佳配

3、方、工藝制備的水溶性聚酯樹脂為基體，氨基樹脂為固化劑，制備水溶性硅鋼片漆。通過分析氨基樹脂用量對(duì)硅鋼片漆的機(jī)械、絕緣等性能的影響，確定了氨基樹脂的最佳用量為聚酯樹脂質(zhì)量的20 wt％。凝膠色譜(GPC)結(jié)果揭示了超聲波空化作用產(chǎn)生的高溫高壓使聚酯樹脂分子鏈段發(fā)生分解、重組并分級(jí)，硅鋼片漆性能沒有受到影響，同時(shí)硅鋼片漆接觸角從26.5o降低至13.6o，降低了48.7%。原子力顯微鏡測(cè)試(AFM)測(cè)試表明超聲波產(chǎn)生的低分子可以改善漆膜表面

4、的粗糙度，其漆膜粗糙度從6.51 nm降低至3.77 nm。
　　以TiO2作為無機(jī)填料制備了半無機(jī)硅鋼片漆，通過對(duì)漆液、漆膜性能及 SEM分析，確定 TiO2粉體的最佳用量為聚酯樹脂質(zhì)量的40 wt.%。使用超聲波在聚酯漆液中分散TiO2粉體5 h，半無機(jī)漆液的接觸角為7.9o，相比未經(jīng)超聲波處理漆液降低了79.03%，同時(shí)硅鋼片漆絕緣性能相比未使用超聲波的漆液提高明顯。樹脂固化監(jiān)測(cè)(DEA)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，TiO2粉體所固有的光催化

5、作用提高了硅鋼片漆的固化速度。透射電子顯微鏡(TEM)觀察發(fā)現(xiàn)，聚酯樹脂在超聲波作用下，不僅可以發(fā)生分子鏈段的分解和重組，同時(shí)也可以對(duì)TiO2粒子進(jìn)行物理包覆，在TiO2粒子外層形成一個(gè)聚酯的吸附層。
　　本研究還用甘氨酸改性納米 SiO2粉體作為填料制備聚酯樹脂基半無機(jī)硅鋼片漆。探討了甘氨酸改性 SiO2粉體的方法，并使用FT-IR、X-射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)及TEM對(duì)改性后粉體進(jìn)行表征，闡明了甘氨酸對(duì)