1 引言

    隨著我國現代化工業建設步伐的加快和出口產品的高速增長，機電、電子、通訊、自動化控制等行業的電磁線的用量不斷增加，對產品質量的要求也不斷提高，同時對在產品生產中的環境保護和提高生產效率等方面也提出了更嚴格的要求。然而目前在機電行業常用的氧化膜絕緣鋁線電磁線的生產過程中，還是大量使用濃硫酸處理金屬鋁線得到氧化膜絕緣層的生產工藝。因為這種生產工藝在生產中大量使用濃硫酸，在敞開進行的生產工藝過程中大量揮發有刺激性的氣體。這種刺激性氣體，不僅對操作人員的鼻腔、呼吸道和皮膚造成一定的傷害；而且對生產車間和周圍環境帶來嚴重的污染。在生產中產生的廢水，還需要進行嚴格的處理，否則對地下水質造成嚴重的污染。在生產效率方面，每次只能處理10條（根）鋁線，處理速度也比較慢。用這種處理方法生產產品的最大缺點之一是塗膜的柔韌性差，在製作機電產品中進行彎曲或繞線時很容易損傷絕緣塗膜，從而影響機電產品的電絕緣性和產品質量；當然這種產品也有它的優點，最大的優點是處理膜的耐高溫性很好。

    為了克服鋁線濃硫酸處理得到氧化膜絕緣層生產工藝的缺點，近幾年來國內一些單位從事應用於電磁線用粉末塗料的研究和生產，如江蘇蘭陵化工集團有限公司、揚州三川實業有限公司、河南許昌華元氧化鋁線廠、河南許昌華創科技實業有限公司等單位開發了電磁線用靜電粉末塗料和塗裝工藝，已有「電磁線用絕緣粉末塗料」（專利公開號CN1563216A，專利證書號第279269號）、「電磁線和漆包線用靜電噴塗粉末塗料及其製備工藝」（專利公開號CN1908096A）、「電磁線的生產方法」（專利公開號CN1542870A）等專利和專利公開相繼發表；還申請了「電磁線和漆包線用摩擦靜電噴塗紅外線固化粉末塗料及其製備方法和應用」（專利申請號200810196202、2）和「電磁線和漆包線的摩擦噴槍的靜電粉末塗裝法」（專利申請號200810049916、0）等專利。目前絕緣型靜電噴塗電磁線用絕緣聚酯環氧粉末塗料已經獲得江蘇省高新技術新產品稱號，還通過了常州市科委和經貿委的科研成果和新產品的鑑定，而且在工業化生產中廣泛應用。另外，電磁線和漆包線用靜電噴塗聚酯耐熱絕緣粉末塗料也成功地應用到電磁線上，代替了部分鋁材質電磁線，比較滿意地應用到電焊機、乾式變壓器、電磁鐵等電器產品方面。還有摩擦靜電用粉末塗料與摩擦靜電噴塗工藝也在河南許昌華創科技實業有限公司的電磁線粉末塗裝線上得到滿意的應用。

    本文主要簡單介紹電磁線用靜電噴塗絕緣聚酯環氧粉末塗料的研製、製造工藝、塗膜性能、塗裝工藝和應用情況。

    2 粉末塗料的研製

    電磁線用靜電噴塗絕緣聚酯環氧粉末塗料是以聚酯樹脂和環氧樹脂為主要成膜物質，並添加電絕緣性__顏料和填料以及特殊助劑而組成。在成膜物質中，聚酯樹脂是從不同生產廠家不同規格的十幾種聚酯環氧粉末塗料用聚酯樹脂（包括不同結構和活性的多元羧酸和不同結構和活性的多元醇相組合合成的不同酸值、軟化點、熔融黏度和玻璃化溫度的端羧基聚酯樹脂）與環氧樹脂以不同的配比組合的配方，經塗膜的外觀、光澤、衝擊強度、彎曲性和電絕緣性等性能試驗篩選出的塗膜性能最滿意的聚酯樹脂品種。在粉末塗料配方中，聚酯樹脂/環氧樹脂可以用50/50、60/40、70/30不同的質量配比。

    環氧樹脂是經篩選出來的聚酯樹脂與不同的樹脂結構、環氧值、軟化點、含氯量的環氧樹脂配製成粉末塗料，再經過塗膜的外觀、光澤、衝擊強度、彎曲性和電絕緣性試驗篩選出來的最滿意的環氧樹脂品種。從粉末塗料的綜合性能考慮，選用環氧值在0.10～0.14，軟化點在85～105℃範圍，含氯量較低，對催化劑的活性沒有影響的雙酚A型環氧樹脂。

    電磁線用粉末塗料中的顏料與填料品種是通過單一品種和複合品種配製相應的粉末塗料，經過塗膜的各種機械性能，特別是電絕緣性能的試驗而確定的。另外，又通過顏料與填料在粉末塗料中的質量百分含量或塗膜中的百分含量對塗膜電絕緣性能的影響，選擇比較理想的顏料與填料的用量。在選擇顏料與填料品種時，除了具有一般粉末塗料用顏料與填料應具備的性能外，不應具有導電性和磁性，應具有很好的電絕緣性能。在選擇顏料和填料品種及用量時，最好通過不同顏料和填料品種及用量對粉末塗料塗膜的電擊穿電壓的影響試驗，選擇最合適的品種和用量。一般電磁線粉末塗料中顏料的用量占配方總量的1%～5%，使用的主要目的是著色；填料的用量占配方總量的1%～30%，不同的配方體系和不同的填料品種的差別很大。從粉末塗料的優點來說，一次塗裝的塗膜厚度比較厚，可以減少塗裝道數；然而粉末塗料熔融流平時的黏度較大，表面張力也大，在成膜過程中容易產生針孔，這是粉末塗料的缺點。在溶劑型塗料中塗料的黏度很小，表面張力也小，成膜過程中不容易產生針孔，而且多道塗裝以後產生針孔的幾率更小，這是溶劑型塗料的優點。在電磁線絕緣粉末塗料中，塗膜的針孔是致命的缺點，為了克服這個缺點，在設計粉末塗料配方時，一定要考慮這一問題。

    電磁線用粉末塗料對助劑的要求比一般粉末塗料的要求更高，特別要求塗膜的流平性好，不容易產生塗膜縮孔或針孔；同時還要求塗膜的邊角覆蓋力好，在塗裝扁形鋁線時保證邊角（稜角）的塗膜厚度，這樣才能保證塗膜有足夠的電絕緣性能。實際上，塗膜流平性和塗膜邊角覆蓋力是相互矛盾的2個參數，不可能同時滿足2種條件，只能找到2個參數的平衡點。在這種粉末塗料中使用的助劑，除了要具有一般粉末塗料中使用的助劑所具備的條件外，還要具有優異的電絕緣性能。在這種粉末塗料中，常用的助劑品種有流平劑、分散劑（潤濕劑）、脫氣劑、增韌劑、邊角覆蓋力改性劑、鬆散劑等，而且它們的用量要適當。一般助劑用量占總配方量的2%～5%。電磁線和漆包線用聚酯環氧粉末塗料參考配方.

    3 粉末塗料的製造

    電磁線用靜電粉末塗料的製造方法與一般靜電噴塗用粉末塗料的製造方法大致相同，主要工藝流程如下：

    原材料在高速混合機中預混合→在擠出機中熔融擠出混合→擠出物冷卻和破碎→漆片細粉碎和旋風分離→細粉在過篩機中過篩分離→分離磁性物→包裝

    因為這種粉末塗料是絕緣性粉末塗料，所以對粉末塗料的絕緣性能要求很高。從原材料的選擇開始防止金屬物和磁性物的帶入，同時在生產過程中也要防止金屬雜質的帶入。為了達到這種要求，最好使用在擠出機的加料口帶有磁性物質分離器的裝置；在成品的包裝前使用磁性物質消除裝置。另外，從塗膜外觀的流平性和最大限度地降低塗膜中的針孔和縮孔考慮，擠出機的熔融混合效果要好。為了防止塗膜表面的顆粒（或質點），在粉末塗料生產環境方面比一般粉末塗料生產的條件要高。在生產快速固化聚酯環氧絕緣粉末塗料時，為了防止粉末塗料產生膠化粒子，儘量使用擠出機的熔融擠出物料溫度比較低的設備。根據鋁線粗細規格的不同，對塗膜厚度的要求也不同，因此應根據塗膜厚度的要求生產滿足粉末塗料粒度分布的粉末塗料。

     4 粉末塗料和塗膜的性能

    電磁線用靜電粉末塗料的技術指標見表2；粉末塗料的塗膜性能。

    5 粉末塗料的塗裝工藝

    電磁線用靜電噴塗聚酯環氧絕緣粉末塗料的塗裝工藝如下：

    鋁錠→擠壓拉絲→熱處理→除油→水洗→鈍化→__烘乾→粉末噴塗→烘烤固化→冷卻→收線（產品）

    在電磁線用靜電噴塗聚酯環氧絕緣粉末塗料中，鋁線外觀的光潔度和表面處理的質量對塗膜的電擊穿性能有決定性的影響。如果鋁線的表面光潔度不好，有毛刺等弊病，容易引起塗膜厚度的不均勻，塗膜厚度比較薄的部位容易電擊穿，最終使塗膜的電絕緣性很不好，達不到預期的要求。甚至有些毛刺使塗膜產生針孔或漏出底材造成短路。另外，如果鋁線表面處理不好，塗膜與鋁線的附著力不好，同樣影響塗膜的電絕緣性和電磁線的機械強度等性能。

    粉末塗料的塗裝結果說明，金屬鋁線的雜質含量、熱處理情況等因素對塗膜的絕緣性能和使用性能有很大的影響。要想得到塗膜的絕緣性能和絕緣導線的使用性能均好的產品，不僅要求金屬鋁（或銅）線的材質好、材質表面的處理（前處理）效果好，而且粉末塗料的質量和塗膜的質量也要好。特別是塗膜的厚度要均勻、邊角覆蓋力好、沒有針孔、縮孔或顆粒（質點）等弊病。要達到這個目的，噴粉系統供粉室的粉末塗料流化效果好，供粉速度均勻；噴槍的移動速度穩定，噴粉量均勻；金屬線的排列間隔和排列幅度合理；特別是隨著金屬線直徑大小的變化，被塗物的熱容量變化很大，對烘烤固化過程中的烘烤時間或烘烤溫度進行必要的調整，才能達到塗膜完全固化的目的。

    6 塗裝產品的應用

    電磁線和漆包線用絕緣靜電粉末塗料，目前主要應用在代替金屬鋁線濃硫酸處理的絕緣氧化膜電磁線上，也可以應用在絕緣漆塗裝的漆包線上。因為一般的粉末塗料的塗膜厚度適用於金屬線的直徑在1.6mm以上的圓線或寬度×厚度為1.6mm×1.6mm以上的扁線，塗膜厚度在40μm以上的絕緣塗層，所以對於要求薄塗層的塗膜時還不能適用。如果使用超薄型粉末塗料還可以做到20～40μm的厚度，但是由於塗料加工成本和塗裝的難度大，還不能大量推廣應用。當塗膜厚度太厚時，塗膜的柔韌性等性能下降，不適用於金屬線彎曲角度過大的產品上。由於塗膜厚度的限制，太細的金屬線不適合使用粉末塗裝工藝。

    目前粉末塗裝的電磁線主要應用在電焊機、電磁鐵、乾式變壓器等電器產品上。