可膨胀绝缘材料组合物及其制备方法、膨胀绝缘材料及其应用、电机转子与流程

本申请涉及膨胀材料，具体涉及一种可膨胀绝缘材料组合物，及其在电机转子中的应用，膨胀绝缘材料及其应用，以及电机转子。

背景技术：

1、随着新能源汽车的不断发展，电机技术不断更新换代，其机械结构越来越紧密，定子与转子的配合也越来越流畅。磁钢是电机转子中不可或缺的器件，磁钢在转子腔体中固定的稳定性会影响整个电机的运行效率。

2、目前，磁钢嵌入转子铁芯内的固定方式通常有几种，如使用机械挤压使铁芯变形的方式来固定磁钢，但磁钢具有硬度大，脆度高的特性，强行挤压容易让磁钢破裂，影响其成品的良品率；还有普遍使用外扩填充胶的方案固定磁钢，但在转子运动过程中会产生很大的剪切应力，影响自转效率；另外，可通过在磁钢表面涂覆一种高温膨胀涂层，实现固定磁钢的目的。然而，现有的膨胀材料无法满足电机转子运行中对稳定性和运行效率的要求。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供了一种可膨胀绝缘材料组合物，该可膨胀绝缘材料组合物具有优异的膨胀倍率以及机械强度，可满足对膨胀倍率和机械性能有较高要求的领域，如电机转子的需求。

2、本申请第一方面提供了一种可膨胀绝缘材料组合物，按重量百分比计，该绝缘材料组合物包括10％～75％球形助膨胀剂、10％～50％树脂、1％～20％固化剂、0.1％～20％膨胀微球、0％～8.0％其他助剂。该绝缘材料组合物发生膨胀时，膨胀微球与球形助膨胀剂相互配合，有助于提高绝缘材料组合物的膨胀倍率。该绝缘材料组合物同时能够保证所需的机械强度。

3、优选的，所述球形助膨胀剂为球形无机填料；所述球形无机填料的平均粒径为10um～100um。

4、优选的，所述球形无机填料为球形氧化铝、球形硅微粉或球形玻璃微珠中的一种或多种。

5、优选的，所述球形助膨胀剂为二氢杨梅素改性的改性球形助膨胀剂。

6、优选的，所述改性球形助膨胀剂的制备方法为：将二氢杨梅素溶于溶剂中，将其与球形助膨胀剂混合得到悬浊液，然后取悬浊液进行球磨改性，干燥后得到改性球形助膨胀剂。

7、优选的，按重量百分比计，所述其他助剂包括0.1％～2.0％流平剂、0.1％～2.0％增硬耐磨剂、0.1％～2.0％脱气剂、0.1％～2.0％偶联剂、0.1％～2.0％催化剂和0.1％-2.0％抗结块剂中的至少一种。

8、优选的，所述流平剂为丙烯酸类、有机硅类、氟碳化合物类、聚硅氧烷类、丙烯酸酯类中的一种或多种。优选的，流平剂具体为聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸丁酯中的一种或多种。

9、优选的，所述增硬耐磨剂为微细聚四氟乙烯或高熔点聚乙烯的一种或多种。

10、优选的，所述脱气剂为苯偶姻。

11、优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硼酸酯偶联剂中的一种或多种。

12、优选的，所述树脂为固体或液体树脂中的一种或多种，优选的，固体树脂可以是环氧树脂、酚醛树脂、聚氯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂或聚醚醚酮树脂的一种或多种；液体树脂可以是丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

13、优选的，所述固化剂为胺类固化剂、酚类固化剂和酐类固化剂的一种或多种。

14、优选的，所述催化剂是胺类催化剂和咪唑类固化剂的一种或多种。

15、优选的，所述可膨胀绝缘材料组合物还含有0.1％-2％的抗结块剂。

16、优选的，所述抗结块剂为气相二氧化硅、氧化铝、亚铁氰化钾或硅铝酸钠中的一种或多种。

17、本申请第二方面提供了一种可膨胀绝缘材料组合物的制备方法，包括如下步骤：

18、(1)将球形助膨胀剂、其他助剂混合，记为粉料a；

19、(2)向粉料a中加入树脂、固化剂、催化剂、膨胀微球混合得到混合后的物料；

20、(3)将所述混合后的物料进行混炼得到混炼物；

21、(4)将所述混炼物进行冷却、破碎、筛分，得到可膨胀绝缘材料组合物。

22、优选的，所述步骤(2)中的树脂为固体树脂，且先将固体树脂置于破碎机中粉碎再加入粉料a中。

23、优选的，温度为80℃～120℃，转速120r～180r/min，混合时间5～10min。

24、本申请第三方面提供了一种由可膨胀绝缘材料组合物制得的膨胀绝缘材料。

25、本申请第四方面提供了一种膨胀绝缘材料在电机转子中的应用。

26、膨胀绝缘材料应用于电机，优选的，将可膨胀绝缘材料组合物设置于磁钢表面，得到可膨胀磁钢，膨胀后可将磁钢固定在电机转子的铁芯中，在固定稳定的同时不影响磁钢性能，提高了转子的自转效率。

27、优选的，在磁钢表面吸附上述得到的可膨胀绝缘材料组合物的涂层，得到可以在膨胀后固定于电机转子中的可膨胀磁钢。

28、优选的，所述吸附的方式为喷涂静电吸附或者丝网印刷。

29、本申请第五方面提供了一种电机转子，包括转子本体、磁钢，以及位于所述转子本体与所述磁钢之间的膨胀绝缘材料。

30、本发明的可膨胀绝缘材料组合物，通过膨胀微球与球形助膨胀剂的配合作用，在可膨胀绝缘材料组合物膨胀过程中，球形助膨胀剂在挤压力的作用下易产生相对位移，有助于提高绝缘材料组合物的膨胀倍率，膨胀效果优异，可膨胀绝缘材料组合物制备成涂层，经膨胀及固化后可将磁钢稳定固定在转子铁芯中，电机运行中磁钢不易脱落，电机运行效率优异。同时，材料体系具有良好的绝缘性能，可满足电机对绝缘性的要求。

技术特征：

1.一种可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，按重量百分比计，该绝缘材料组合物包括10％～75％球形助膨胀剂、10％～50％树脂、1％～20％固化剂、0.1％～20％膨胀微球、0％～8.0％其他助剂。

2.根据权利要求1所述的可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，所述球形助膨胀剂为球形无机填料；优选的，所述球形无机填料的平均粒径为10um～100um。

3.根据权利要求2所述的可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，所述球形无机填料为球形氧化铝、球形硅微粉或球形玻璃微珠中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，所述球形助膨胀剂为二氢杨梅素改性的改性球形助膨胀剂。

5.根据权利要求4所述的可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，所述改性球形助膨胀剂的制备方法为：将二氢杨梅素溶于溶剂中，将其与球形助膨胀剂混合得到悬浊液，然后进行球磨改性，干燥后得到改性球形助膨胀剂。

6.根据权利要求1-3任一项所述的可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，基于可膨胀绝缘材料组合物的总重量，按重量百分比计，所述其他助剂包括0.1％～2.0％流平剂、0.1％～2.0％增硬耐磨剂、0.1％～2.0％脱气剂、0.1％～2.0％偶联剂、0.1％～2.0％催化剂和0.1％-2.0％抗结块剂中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸类、有机硅类、氟碳化合物类、聚硅氧烷类、丙烯酸酯类中的一种或多种；

8.根据权利要求1所述的可膨胀绝缘材料组合物，其特征在于，满足以下条件中的任一种：

9.一种如权利要求1-8任一项所述的可膨胀绝缘材料组合物的制备方法，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的可膨胀绝缘材料组合物的制备方法，其特征在于，所述混炼的条件为：温度为80℃～120℃，转速120r～180r/min，混合时间5～10min。

11.一种膨胀绝缘材料，其特征在于，所述膨胀绝缘材料由权利要求1-8任一项所述的可膨胀绝缘材料组合物制得。

12.一种如权利要求11所述的膨胀绝缘材料在电机转子中的应用。

13.一种电机转子，包括转子本体、磁钢，以及位于所述转子本体与所述磁钢之间的如权利要求11所述的膨胀绝缘材料。

技术总结本申请提供了一种可膨胀绝缘材料组合物，该绝缘材料组合物包括10％～75％球形助膨胀剂、10％～50％树脂、1％～20％固化剂、0.1％～20％膨胀微球、0％～8.0％其他助剂。该可膨胀绝缘材料组合物的膨胀性能和机械性能优异，可膨胀绝缘材料组合物制备成涂层可将磁钢稳定固定在转子铁芯中，磁钢在铁芯中的挤出力高，电机运行中磁钢不易脱落，电机运行效率优异。技术研发人员：李帅臻,林宏业,冷世伟,黄少华受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26