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摘要：針對磁性材料特殊性能的要求，選取環氧樹脂及其固化劑為主體配方，功能性填料及特殊助劑為添加物質，通過配方優化，研制出能滿足磁性材料特殊性能要求的絕緣粉末涂料。同時通過工藝調整，實現該絕緣粉末涂料流化床浸涂的涂裝方式。

0 引言

磁性材料是重要的基礎功能材料，具有轉換、傳遞、處理、存儲信息和能量等功能，應用范圍廣泛，如電聲、選礦、能源、家用電器、醫療衛生、汽車、自動控制、信息技術等領域對磁性材料有著不可替代的需求涂料在線coatingol.com。磁性材料作為一種清潔能源，在節能環保、新能源、電動汽車、智慧城市、智慧地球等新興領域中得到越來越廣泛的應用，并逐漸應用于機器人、無人機、航空航天、衛星遙感等軍事國防領域，符合當前國家提倡節能環保、綠色發展方向。

中國作為世界最主要的磁性材料生產大國，在政策指引方面有著細致的布局，從2021年起，政策的指向性明確地標出了綠色、智能和高質量發展的道路，在產品質量和生產數量上做出了鮮明的導向型，即高質量綠色發展為主要發展思想，這也對磁性材料行業未來的發展起到了風向標的作用。

粉末涂料以其低污染，近乎零VOCs排放等特點，逐漸成為磁性材料企業的選擇方向，漆改粉成為涂料相關行業的發展趨勢。

本文通過選取不同環氧樹脂、固化劑、填料及特殊助劑，進行實驗對比，研制出能滿足磁性材料耐電壓擊穿、高導傳輸、雙85老化(85℃，85%RH)、耐丙酮、冷熱沖擊等性能要求的絕緣粉末涂料。同時通過工藝調整，實現該絕緣粉末涂料流化床浸涂的涂裝方式。

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1.1 實驗主要原材料

雙酚A型環氧樹脂A、樹脂B、樹脂C、樹脂D：工業級，二步法；改性環氧樹脂：工業級；環氧固化劑A、環氧固化劑B、環氧固化劑C、環氧固化劑D：工業級；金紅石型二氧化鈦：工業級；功能性填料A、功能性填料B、功能性填料C、功能性填料D：工業級；粉末涂料通用顏料：工業級；粉末涂料通用助劑(安息香、流平劑、脫氣劑等)：工業級；二甲基咪唑：工業級。

1.2 粉末涂料的制備

按表1的基礎配方制備粉末涂料，通過不同原材料制備的粉末涂料性能表征也不同。將制備好的粉末涂料用流化床浸涂的方式涂覆于經過處理的磁性材料上，并在160℃下烘烤5min固化得到涂層樣品。

1.3 性能表征

以磁性材料標準測試該粉末涂料各項性能，主要包括耐電壓擊穿、高導傳輸、耐雙85、耐丙酮、耐冷熱沖擊等性能(見表2)。通過對不同配方樣品進行測試，比較不同配方涂層的基本性能，選取最優配方。

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2.1 環氧樹脂的選擇

環氧樹脂常用于制備絕緣粉末涂料，其具有優異的絕緣性、耐腐蝕性能與優異的堅韌性，環氧樹脂中的羥基具有高度極性，可以與金屬表面形成化學鍵，可以提高涂層與基材的附著力，使得產品耐刮花、涂層不易脫落。且與改性環氧樹脂搭配使用時，增加了樹脂的官能度，不僅加快了樹脂的反應速度，也增加了它的交聯密度，使得其制得的涂層耐熱性、耐溶劑性能等也隨之增強，完全貼合磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料的需求。

試驗選取4種不同環氧當量的雙酚A型環氧樹脂作為試驗樹脂(樹脂A環氧當量為720~740 mol/100 g，樹脂B環氧當量為810~890 mol/100 g，樹脂C環氧當量為900~950 mol/100 g，樹脂D環氧當量為1200~1450 mol/100 g)，搭配改性環氧樹脂，環氧固化劑A，功能性填料，二甲基咪唑促進劑以及通用助劑，按照上述基礎配方制備磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料，并測試其涂層基本性能，結果如表3。

結果表明，在固化體系與填料、助劑相同的情況下，4種環氧樹脂中環氧樹脂C的綜合性能最佳，因此選擇環氧樹脂C作為磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料的主體樹脂。

2.2 固化體系的選擇

環氧粉末涂料用固化劑除了應具備一般粉末涂料用固化劑的條件外，還應具備與環氧樹脂中的環氧基、羥基等活性反應基團進行交聯反應的基團。當然，固化劑種類不同，反應基團也不同，制得的環氧粉末涂料的性能也各不相同。一般市場上的固化劑很多種類，這里我們選擇環氧固化劑A、B、C、D這4種固化劑進行實驗。

選取環氧樹脂C，搭配改性環氧樹脂，以環氧固化劑A、B、C、D為固化劑，添加功能性填料A，二甲基咪唑以及通用助劑，按照基礎配方制備磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料，并測試其涂層基本性能。

結果表明，4種固化劑與環氧樹脂C反應后得到的產物除高導傳輸性能外均很優異，但由于反應的交聯密度過高，使得涂層的高導傳輸性能受到限制，磁性材料信號傳輸受到阻礙。這也是粉末涂料界的一個難題，在保證涂層絕緣性能的前提下，提高涂層的傳導性能，維持絕緣與高導性能的平衡，使得二者兼具。在這里我們可以看到，環氧固化劑A與環氧固化劑C的各項性能均很優異，高導傳輸性能也符合客戶需求，電感降幅在5%以內。特別是環氧固化劑C，固化條件可達到5 min@140 ℃，但由于成本需求，這里我們選擇同樣各項性能均達標的環氧固化劑A作為磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料的固化劑。

2.3 顏填料的選擇

在環氧粉末涂料中，顏料跟填料都是不可缺少的組成部分。對于絕緣粉末涂料，應選擇電絕緣性能優秀的顏料和填料，且磁性材料的涂層有鹵素要求，因此在顏填料的選擇方面極其重要。這里我們選擇含有Si－O鍵的功能性填料A、B以及兩種市場上常見的填料C、D進行實驗。功能性填料A、B結構由二氧化硅組成的，二氧化硅結構中的Si－O鍵會形成一種化學作用力，在固化物中形成類似硅酸鹽的結構，使得涂層的耐溶劑性和絕緣性更加良好，且含有硅氧烷官能團的硅酸鹽類填料穩定性高，其磷酸根能與金屬進行反應，形成致密結構，保證涂層與基材之間的附著力，從而保證涂層性能的穩定性。這里選取功能性填料A、B以及常見填料C、D進行實驗。

選取環氧樹脂C，搭配改性環氧樹脂，以環氧固化劑A為固化劑，添加填料A、B、C、D，二甲基咪唑為促進劑以及通用助劑，按照基礎配方制備磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料，并測試其涂層基本性能。

結果表明，在樹脂、固化劑與助劑相同的情況下，功能性填料A與功能性填料B的綜合性能最佳，各項性能都能符合客戶需求。考慮成本及其他因素，因此選擇功能性填料A作為磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料的填料。

3 產品的應用

通過以上實驗數據對比，選擇最優配方，即以環氧樹脂C為主體樹脂，搭配改性環氧樹脂，添加環氧固化劑A，功能性填料A，按照一定的配比，通過雙螺桿擠出機熔融擠出，制得磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料。

將制得的產品投入流化床涂裝機器中，磁性材料通過高溫預熱處理后進行涂裝，結果如圖5。

4 結語

以環氧樹脂C為主體樹脂，搭配改性環氧樹脂，添加環氧固化劑A，功能性填料A，按照一定的配比制得的磁性材料用流化床浸涂絕緣粉末涂料各項性能優異，均能滿足客戶生產需求，擁有廣闊的市場前景。

來源：2023粉末涂料與涂裝第二期