絕緣粉末涂料是用于電機(jī)、電工器材和電子元件的專用粉末涂料，它除應(yīng)具有一般粉末涂料的保護(hù)和裝飾等性能外，同時(shí)應(yīng)具有良好的電器絕緣性能。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電氣性能、粘接階能、耐熱性、耐溶劑性以及易成型加工、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)；但由于其具有三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子鏈間缺少滑動(dòng)，碳一碳鍵、碳一氧鍵鍵能較小、表面能較高，帶有的一些羥基等使其內(nèi)應(yīng)力較大，發(fā)脆、高溫下易降解、易受水影響，耐水煮性較差。有機(jī)硅具有熱穩(wěn)定性好、耐氧化、耐候、低溫性能好、表面能低、介電強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)；但是其力學(xué)性能、附著力、耐磨性、耐溶劑性較差，成本較高。中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家表示，有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂是近年來發(fā)展起來的既能降低環(huán)氧樹脂內(nèi)應(yīng)力，又能增加環(huán)氧樹脂韌性、耐高溫性和耐水煮性等性能的有效途徑。
有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂根據(jù)不同用途有不同的改性方法，目前大部分有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂均為液態(tài)，難于滿足粉末涂料要求。因此實(shí)驗(yàn)中用羥基硅油改性環(huán)氧樹脂，期望通過Si-O鍵(Si-O鍵能高于C-O鍵)連人環(huán)氧分子鏈中，在保證環(huán)氧樹脂力學(xué)性能、電氣性能、粘接性不降低的情況下，提高其耐濕熱性及電性能，滿足絕緣粉末涂料的要求。中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹說，目前有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂的方法有共混與共聚2類。通過機(jī)械共混法得到改性樣品，兩相問相互作用力較差，容易發(fā)生明顯的微相分離，形成較大的“海島”結(jié)構(gòu)。共聚是利用有機(jī)硅上的活性端基-羥基等與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基進(jìn)行反應(yīng)，生成嵌段高聚物，以解決相容性的問題，并在固化結(jié)構(gòu)中引入穩(wěn)定的柔性鏈(Si-O鏈)，提高環(huán)氧樹脂的斷裂韌性，共聚改性的樹脂，在高倍(約23000倍)SEM下，才觀察到很微細(xì)的兩相分離結(jié)構(gòu)。
西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院的科研人員應(yīng)用化學(xué)共聚的方法對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，原理是：有機(jī)硅的羥基與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的Si-O-烷鍵；此外添加硅烷偶聯(lián)劑KH-550為過渡相來改善2者的相容性，偶聯(lián)劑上的氨基和烷氧基分別與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基和端羥基、聚硅氧烷的羥基進(jìn)行反應(yīng)生成嵌段結(jié)構(gòu)，提高相容性并降低體系的內(nèi)應(yīng)力。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)環(huán)氧基團(tuán)存在的同時(shí)硅油并未過量，可見所制定的合成配方是合理的。環(huán)氧樹脂是由多種聚合度的預(yù)聚體組成的混合物，分子質(zhì)量具有多分散性，而分子質(zhì)量分布的寬窄對(duì)樹脂的反應(yīng)活性、固化期間的行為、固化產(chǎn)物的性能有很大的影響。有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂屬較高分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂；而高分子質(zhì)量的樹脂韌性較大、交聯(lián)密度低、流平性差，因此在使用過程中應(yīng)注意和其他環(huán)氧樹脂配合使用。
在該研究課題中，粉末涂料是用硅改性環(huán)氧樹脂、酚類固化劑與2-甲基咪唑配制的，質(zhì)量比為100：23：1。采用差熱分析測(cè)試有機(jī)硅樹脂的反應(yīng)性及玻璃化溫度表明：該體系在110.66℃開始反應(yīng)，在152.50℃反應(yīng)最快，在189.67℃時(shí)反應(yīng)基本完畢，體系玻璃化溫度為105.72℃。中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹說，科研人員還對(duì)耐濕熱性能進(jìn)行了研究：稱取一定量有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂與其它環(huán)氧樹脂配合，并加入固化劑、促進(jìn)劑及一定量的增韌劑、流平劑和顏填料，通過熔融混合、粉碎制成粉末涂料，分別用配成的粉末涂料包封電容器在一定的條件下固化。
然后在壓力為0.15MPa的高壓鍋中蒸煮2h，測(cè)試蒸煮前后的電壓值及漏流值，與純環(huán)氧樹脂所配制的粉末涂料作對(duì)比。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹，經(jīng)過10d的耐濕性測(cè)試，試樣的V0.01的平均變化率僅為-0.0966%，Vl的變化率為-0.2326%，IL也只變化了8.652%，可見有機(jī)硅改性樹脂體系的耐濕熱性十分優(yōu)異。利用有機(jī)硅改性的環(huán)氧樹脂配制絕緣粉末涂料確能提高涂料的低溫韌性和耐濕熱性，改性樹脂和普通環(huán)氧粉末涂料在經(jīng)過高壓蒸煮前后的V1平均變化率分別為0.05876%和4.37375%，該有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂可應(yīng)用于絕緣粉末涂料的配制。
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