电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆及其制备制造技术

本发明专利技术提供了一种电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆及其制备方法。所述的电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于：其原料包括：含羟基有机胺改性蒙脱土、含羟基水性树脂和羟基化石墨烯。其制备方法包括：步骤1：将蒙脱土、助溶剂、加入到去离子水中，混合分散，得到蒙脱土分散液；再将石墨烯加入到蒙脱土分散液中，混合分散，得到石墨烯/蒙脱土分散液；步骤2：将步骤1中的石墨烯/蒙脱土分散液加入到水性树脂中，搅拌均匀，得到电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆。本发明专利技术提供的电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆具有高导热、渗透性好、耐水性好的优点，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆及其制备
本专利技术涉及一种水性浸渍绝缘漆的制备,特别是涉及到一种电机定子用水性浸渍绝缘漆的制备。
技术介绍
电动机在运转过程中，是将电能转化为动能，由定子的线圈产生磁场驱动转子转动。在转动过程中，一方面由于同向导线之间产生的斥力，另一方面转动过程形成很大的振动和一定的温升，都可能使导线不断振动摩擦而漆皮破损，出现漏电甚至烧机现象。因此，电机的定子都必须进行绝缘处理，将整个定子浸没于绝缘漆中，让漆液渗透到线圈中和硅钢片片层之间，然后烘干固化，将线圈和铁芯固定成为一个整体，以起到固定线圈、减少振动、绝缘、修复受损线等目的。虽然电机的线圈与其它部件在制成定子时，已具有一定的绝缘能力，如漆包线是由漆膜作导线绝缘；铁芯槽内有槽绝缘等。但漆包线上薄薄的一层漆膜作为导线绝缘，非常薄弱，易受损伤，且漆包线、槽绝缘、槽楔相互移动，电机在启动运行和停止时，绝缘材料要承受电磁振动和机械振动的冲击，还要受到空气中潮气、灰尘、盐雾、和工作环境中腐蚀气体或液滴的浸蚀，并经受运行时发热条件的老化，电机在这种条件下要正常工作，必须将线圈与其相邻部位用绝缘漆浸渍，使导线、槽绝缘等绝缘部件用绝缘树脂包封成为密实坚固的整体。从电动工具用户调查中得出：电机在使用中出现故障最多的是绕组击穿、绕组短路、绕组断路、绕组烧坏等，这些都属于电机绝缘问题。电机寿命的长短主要取决于绝缘质量，而电机绝缘质量的好坏，除了和电机绝缘结构有关外，还和电机绝缘处理有关。绝缘结构属于设计问题，绝缘处理属于制造工艺问题，因此为了保证电机长期可靠运行，绝缘结构一旦设计定型，绝缘处理就是电机制造中一个关键环节。电机在工作时，受到多种因素(如温度、电和机械的应力、振动、有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等)的影响，随着温度上升高分子材料会裂解、水解、氧化，因而使材料变硬发脆，以及出现裂纹等现象，导致绝缘电阻、电击穿强度、机械强度降低，应力变形增大等，因此提高绝缘材料耐热性能，对保证电机安全运行、提高电机输出功率具有重要意义。电机绝缘层有大量的空气隙，而空气隙的导热性较低，空气的导热系数(约为0.026W/(m·K)；空气隙中充满了浸渍漆料后，由于浸渍漆和灌注体比空气隙的导热性好，因此电机、电器绕组相应提高了热的传导，这样电机的温升就会有所降低，实验数据表明温升可降低10-20％。然而，一般绝缘树脂的热传导系数约为0.2W/(m·K)，在耐久性和散热性要求高的应用领域已经不能满足要求。国内外针对于提高绝缘材料的导热性做过一些研究，专利《CN108359307A高分散石墨烯导热水性涂料及其制备方法》中提到使用纤维素纳米晶体/片状石墨烯悬浮液提高水性涂料的导热性，获得的涂层热传导系数可达到0.96W/(m·K)，但该方法制备的涂料存在粘度大、渗透性差的缺点；专利CN108531045A《一种石墨烯改性的水性环氧树脂涂料及其制备方法和应用》中提到使用石墨烯改性水性环氧树脂涂料，获得的涂层具有耐蚀性，但未提及导热性的改善并且其导电性提高并不适用于绝缘材料。因此，现在研制一种热传导率高、渗透性好、耐水性好的电机定子用水性浸渍绝缘漆，具有极重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆及其制备方法，以克服现有技术中的不足，制备出一种高导热、渗透性好、耐水性好的电机定子用水性浸渍绝缘漆，解决现有水性浸渍绝缘漆热传导率低的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于：其原料包括：含羟基有机胺改性蒙脱土、含羟基水性树脂和羟基化石墨烯。优选地，按质量份数计，所述的电机定子用水性浸渍绝缘漆的原料包括：含羟基有机胺改性蒙脱土8～12份、羟基化石墨烯4～6份、水85～89份、助溶剂1～5份、含羟基水性树脂1050～2100份。优选地，所述的含羟基有机胺改性蒙脱土的细度>200目。优选地，所述的羟基化石墨烯的纯度高于99.00％，细度>200目。优选地，所述含羟基水性树脂为水性丙烯酸树脂、丙烯酸乳液、环氧乳液、水性聚酯树脂中的一种或两种以上的混合物。优选地，所述含羟基水性树脂的固体含量为20～30％。优选地，所述助溶剂为乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或两种以上的组合。本专利技术还提供了上述的电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将含羟基有机胺改性蒙脱土、助溶剂和去离子水混合分散，得到蒙脱土分散液；再将羟基化石墨烯加入到蒙脱土分散液中，分散，得到石墨烯/蒙脱土分散液；步骤2：将步骤1中的石墨烯/蒙脱土分散液加入到含羟基水性树脂中，搅拌，得到电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆。优选地，所述步骤1中羟基化石墨烯的纯度高于99.00％，细度>200目。优选地，所述步骤1中含羟基有机胺改性蒙脱土的细度>200目。优选地，所述步骤1中助溶剂为乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或两种以上的组合。优选地，所述步骤1中羟基化石墨烯、含羟基有机胺改性蒙脱土、助溶剂与去离子水的质量比为4～6:8～12:1～5:85～89。优选地，所述步骤1中混合分散是在30～50℃、500～1000rpm转速条件下混合分散1～2h。优选地，所述步骤2中含羟基水性树脂为水性丙烯酸树脂、丙烯酸乳液、环氧乳液、水性聚酯树脂中的一种或两种以上的混合物。优选地，所述步骤2中含羟基水性树脂的固体含量为20～30％。优选地，所述步骤2中石墨烯/蒙脱土分散液与含羟基水性树脂的质量比为5～10:100。本专利技术还提供了上述的电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：电机定子装配，预热电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，浸渍，固化。优选地，所述预热为100～110℃条件下预热0.2～0.5h，固化为120～130℃条件下固化1～2h。本专利技术的技术原理：(1)石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/(m·K)，是目前为止导热系数最高的碳材料。羟基化石墨烯中羟基存在位置以石墨烯片层边缘为主，能够大程度上保证石墨烯的sp2结构，可称之为石墨烯定向区域选择性官能团修饰。石墨烯中的羟基基团可以和水性树脂如水性丙烯酸树脂、丙烯酸乳液、环氧乳液中的羟基形成氢键，大大提高石墨烯在水性树脂中分散能力。(2)蒙脱石片层间距约1nm，片层结构层间是水合Ca2+，Na+等可交换的无机阳离子，使用含羟基的有机胺改变其极性，降低硅酸盐片层的表面能，以增加两相间的亲和性，得到含羟基有机胺改性有机蒙脱土。含羟基有机胺改性有机蒙脱土结构中的羟基容易和石墨烯中的羟基、水性树脂中的羟基以氢键的形式结合，形成水性树脂和石墨烯插层含羟基有机胺改性有机蒙脱土结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于：其原料包括：含羟基有机胺改性蒙脱土、含羟基水性树脂和羟基化石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于：其原料包括：含羟基有机胺改性蒙脱土、含羟基水性树脂和羟基化石墨烯。2.如权利要求1所述电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于，按质量份数计，其原料包括含羟基有机胺改性蒙脱土8～12份、羟基化石墨烯4～6份、水85～89份、助溶剂1～5份、含羟基水性树脂1050～2100份。3.如权利要求1所述电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于，所述的含羟基有机胺改性蒙脱土的细度>200目；所述的羟基化石墨烯的纯度高于99.00％，细度>200目。4.如权利要求1所述电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于，所述的含羟基水性树脂为水性丙烯酸树脂、丙烯酸乳液、环氧乳液、水性聚酯树脂中的一种或两种以上的混合物；所述的含羟基水性树脂的固体含量为20～30％。5.如权利要求1所述电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或两种以上的组合。6.权利要求1～5任一项所述电机定子用石墨烯/蒙脱土杂化水性浸渍绝缘漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将含羟基有机胺改性蒙脱土、助溶剂和去离子水混合分散，得到蒙脱土分散液；再将羟基化石墨烯加入到蒙脱土分散液中，分散，得到石墨烯/蒙脱土分散液；步骤2：将步骤1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘农强，郭康康，雅重庆，陆顺平，王华，
申请(专利权)人：上海宝庆通用电工有限公司，上海电动工具研究所集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31