高性能永磁双稳态电磁离合器

文档序号:844075 发布日期:2021-04-02 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 高性能永磁双稳态电磁离合器 (High-performance permanent magnet bistable electromagnetic clutch ) 是由 唐慧 黄迎辉 王万年 王天甜 唐洪珍 于 2020-12-21 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种高性能永磁双稳态电磁离合器,涉及电磁离合器技术领域,包括防尘罩和设在防尘罩内部的电磁离合器,所述防尘罩的表面设有散热涂层,散热涂层由散热涂料经静电喷涂形成。本发明制备的散热涂料属于粉末涂料,不含有机溶剂,易储存且喷涂方便;并且该散热涂料的成分简单,在降低加工成本的同时减少配料工作量;以氮化铝作为散热涂层的导热成分,利用氮化铝热导率高的特点来保证防尘罩的散热效果,使防尘罩在对电磁离合器实现防尘效果的同时不会影响电磁离合器的散热,保证电磁离合器的正常工作。(The invention discloses a high-performance permanent magnet bistable electromagnetic clutch, which relates to the technical field of electromagnetic clutches and comprises a dust cover and an electromagnetic clutch arranged in the dust cover, wherein a heat dissipation coating is arranged on the surface of the dust cover, and the heat dissipation coating is formed by performing electrostatic spraying on heat dissipation coating. The heat dissipation coating prepared by the invention belongs to powder coating, does not contain organic solvent, is easy to store and is convenient to spray; the heat dissipation coating is simple in components, and the processing cost is reduced while the batching workload is reduced; the aluminum nitride is used as a heat conduction component of the heat dissipation coating, the heat dissipation effect of the dust cover is guaranteed by utilizing the characteristic of high heat conductivity of the aluminum nitride, the dust cover can not influence the heat dissipation of the electromagnetic clutch when realizing the dustproof effect on the electromagnetic clutch, and the normal work of the electromagnetic clutch is guaranteed.)

高性能永磁双稳态电磁离合器

技术领域:

本发明涉及电磁离合器技术领域,具体涉及一种高性能永磁双稳态电磁离合器。

背景技术:

电磁离合器又称电磁联轴节,它是应用电磁感应原理和内外摩擦片之间的摩擦力,使机械传动系统中两个旋转运动的部件,在主动部件不停止旋转的情况下,从动部件可以与其结合或分离的电磁机械连接器,是一种自动执行的电器。电磁离合器可以用来控制机械的起动、反向、调速和制动等。它具有结构简单、动作较快、控制能量小、便于远距离控制;体积虽小,能传递较大的转矩;用作制动控制时,具有制动迅速且平稳的优点,所以电磁离合器广泛地应用于各种加工机床和机械传动系统中。

电磁离合器在尘埃较多的环境中应用时,尘埃会进入离合器零部件的内部,经长时间积累后存在安全隐患。如果对电磁离合器设置防尘罩,又存在影响离合器散热的问题。针对这一问题,现有专利CN201710244344.0公开了一种散热防尘电磁离合器,通过设置散热防尘罩来在防尘的同时保证散热效果,所述散热防尘罩包含散热部和防尘部。该专利是通过机械结构的设置来使所述散热防尘罩发挥散热防尘的作用,但过于复杂的结构会增加电磁离合器的加工成本,并且也会影响电磁离合器的拆卸维修效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能永磁双稳态电磁离合器,通过防尘罩上散热涂层的设置来保证防尘罩的散热效果,并且可以简化防尘罩的结构,简化加工工序,降低加工成本,同时还可以对防尘罩起到保护作用,延长防尘罩的应用周期。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:

高性能永磁双稳态电磁离合器,包括防尘罩和设在防尘罩内部的电磁离合器,所述防尘罩的表面设有散热涂层,散热涂层由散热涂料经静电喷涂形成,所述散热涂料由以下质量份数的原料组成:

酚醛树脂20-50份、氮化铝20-50份、改性硅烷偶联剂5-20份、纳米碳酸钙1-10份、热稳定剂0.5-5份。

散热涂层一方面可以对防尘罩起到保护作用,防止防尘罩因老化、腐蚀、摩擦等问题而严重影响其使用寿命,另一方面可以尽量减少涂层的形成对防尘罩散热效果的不利影响。

散热涂料不含稀释剂,因此无需通过挥发有机溶剂或者水分来实现涂层的固化,也避免了采用有机溶剂作为稀释剂所存在的挥发时污染环境的问题。静电喷涂方式具有涂层均匀、涂层外观装饰效果好、涂料利用率高的特点,可以节省涂料。

所述改性硅烷偶联剂的制备方法为:向甲苯中加入1,6-己二异氰酸酯和催化剂,再滴加γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷,加热至80-100℃进行反应,蒸馏除去甲苯,得到改性硅烷偶联剂。

所述1,6-己二异氰酸酯、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷的摩尔用量比为1:2-2.05。

所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、新癸酸铋、环烷酸铋、月桂酸铋中的至少一种。以有机锡化合物、有机铋化合物作为催化剂,加快氨基与异氰酸酯基的反应速率,进而提高原料的转化率和产物的收率。

γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷,简称硅烷偶联剂KH-792。硅烷偶联剂的分子结构式一般为Y-R-Si(OR)3(式中Y-有机官能基,SiOR-硅烷氧基)。硅烷氧基对无机物具有反应性,有机官能基对有机物具有反应性或相容性。当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间,可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。因此,硅烷偶联剂常用于对无机填料进行表面处理,以改善无机填料与树脂之间的相容性,进而改善无机填料在树脂中的分散性及粘合力。

本发明并未直接以硅烷偶联剂KH-792作为分散剂,而是对其进行了改性处理,目的是增强硅烷偶联剂KH-792的作用性能。

上述改性硅烷偶联剂制备所遵循的反应方程式:

制备的改性硅烷偶联剂作为分散剂可以减小氮化铝在酚醛树脂中的界面张力,对酚醛树脂显示出很好的相容性,促进氮化铝与酚醛树脂的均匀共混。并且,制备的改性硅烷偶联剂相对于原本的γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷来说,可以降低涂料的电阻率,使涂料更适宜于静电喷涂的作业方式。同时,制备的改性硅烷偶联剂具有较强的胶黏性,可以促进涂料成分在防尘罩上的高效附着以及提高涂层的附着力,进而增强涂层的散热效果。

氮化铝的热导率高,约320W/m.K,无毒,使用安全性高于氧化铍。以氮化铝作为涂层的导热成分,可以保证涂层的散热效果。并且氮化铝的强度高,耐热性好,可以增强涂层的物理性能和耐热冲击性能。

所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-50nm。纳米碳酸钙的比表面积大,表面活性高,作为填充剂不仅可以减少酚醛树脂的用量,还可以保证涂层的物理性能。

所述热稳定剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸钡。硬脂酸锌、硬脂酸钡属于绿色环保热稳定剂,可以提高涂层的热稳定性。

由于氮化铝属于本领域已知的热导率高且价格适中的导热物质,因此如果更换其他导热物质不一定可以取得实质性高于氮化铝的导热效果,反而会增加成本。但基于进一步优化涂层散热效果的目的,本发明还从成膜物质的角度出来,以改性酚醛树脂替代上述采用的本领域常规酚醛树脂,改性酚醛树脂的制备技术方案如下:

所述改性酚醛树脂的制备方法为:将酚醛树脂溶解于二甲基甲酰胺中得到溶液I,将异丙基环己基甲酸溶解于二甲基甲酰胺中得到溶液II,向溶液I中同时滴加溶液II和浓硫酸,升温反应,滴加完毕后继续反应,冷却至室温,加水搅拌,静置,抽滤,烘干,粉碎,得到改性酚醛树脂。

所述酚醛树脂、异丙基环己基甲酸的质量比为50-100:10-50。

以浓硫酸作为催化剂,酚醛树脂与异丙基环己基甲酸发生酯化反应,将酚醛树脂的部分羟基转变为异丙基环己基甲酸酯基,目的是在保证酚醛树脂成膜性的同时增强其胶黏性,提高导热成分在防尘罩上的附着量,进而优化涂层的散热效果。

本发明的有益效果是:

(1)本发明制备的散热涂料属于粉末涂料,不含有机溶剂,易储存且喷涂方便;并且该散热涂料的成分简单,在降低加工成本的同时减少配料工作量。

(2)本发明以氮化铝作为散热涂层的导热成分,利用氮化铝热导率高的特点来保证防尘罩的散热效果,使防尘罩在对电磁离合器实现防尘效果的同时不会影响电磁离合器的散热,保证电磁离合器的正常工作。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。

以下实施例和对比例中的酚醛树脂购自无锡市明洋粘结材料有限公司的2123酚醛树脂。

以下实施例和对比例中的氮化铝购自郑州承锐化工产品有限公司。

以下实施例和对比例中的纳米碳酸钙购自浙江天石纳米科技股份有限公司,平均粒径为20nm。

以下实施例和对比例中的改性硅烷偶联剂采用以下步骤制得:向500mL甲苯中加入16.8g 1,6-己二异氰酸酯和0.005mol月桂酸铋,再滴加53gγ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷,加热至100℃进行反应5h,蒸馏除去甲苯,得到改性硅烷偶联剂。1H NMR(DMSO-d6,400MHz),δ:6.02(s,4H),3.83(q,12H),3.48(m,4H),3.04(t,4H),2.66-2.52(m,8H),1.51(s,2H),1.42-1.37(m,12H),1.21(t,18H),0.56(m,4H).ESI-MS:m/z=697.46[M+1]+.

以下实施例和对比例中的改性酚醛树脂采用以下步骤制得:将62g酚醛树脂溶解于二甲基甲酰胺中得到溶液I,将34g异丙基环己基甲酸溶解于二甲基甲酰胺中得到溶液II,向溶液I中同时滴加溶液II和浓硫酸,升温至80℃后保温进行反应,滴加完毕后继续反应3h,冷却至室温,加200g水搅拌,静置30min,抽滤,烘干,粉碎,得到改性酚醛树脂。傅里叶变换红外吸收光谱数据:在3500cm-1为-OH的伸缩振动峰,在1720cm-1为C=O的伸缩振动峰,在1110cm-1、1180cm-1为C-O-C的伸缩振动峰,说明酚醛树脂与异丙基环己基甲酸发生了酯化反应。

实施例1

散热涂料由22kg酚醛树脂、35kg氮化铝、8kg改性硅烷偶联剂、5kg纳米碳酸钙、0.5kg硬脂酸锌混合得到。采用静电喷涂方式将制备的散热涂料喷涂在防尘罩上,形成厚度30μm的散热涂层,将制得的具有散热效果的防尘罩作为电磁离合器的保护罩。

实施例2

散热涂料由25kg酚醛树脂、38kg氮化铝、8kg改性硅烷偶联剂、5kg纳米碳酸钙、0.5kg硬脂酸钡混合得到。采用静电喷涂方式将制备的散热涂料喷涂在防尘罩上,形成厚度30μm的散热涂层,将制得的具有散热效果的防尘罩作为电磁离合器的保护罩。

实施例3

散热涂料由28kg酚醛树脂、40kg氮化铝、10kg改性硅烷偶联剂、5kg纳米碳酸钙、0.8kg硬脂酸锌混合得到。采用静电喷涂方式将制备的散热涂料喷涂在防尘罩上,形成厚度30μm的散热涂层,将制得的具有散热效果的防尘罩作为电磁离合器的保护罩。

实施例4

将实施例3中的酚醛树脂替换为改性酚醛树脂得到实施例4,其余制备步骤同实施例3。

散热涂料由28kg改性酚醛树脂、40kg氮化铝、10kg改性硅烷偶联剂、5kg纳米碳酸钙、0.8kg硬脂酸锌混合得到。采用静电喷涂方式将制备的散热涂料喷涂在防尘罩上,形成厚度30μm的散热涂层,将制得的具有散热效果的防尘罩作为电磁离合器的保护罩。

对比例

将实施例3中的改性硅烷偶联剂替换为硅烷偶联剂KH-792得到对比例,其余制备步骤同实施例3。

散热涂料由28kg酚醛树脂、40kg氮化铝、10kg硅烷偶联剂KH-792、5kg纳米碳酸钙、0.8kg硬脂酸锌混合得到。采用静电喷涂方式将制备的散热涂料喷涂在防尘罩上,形成厚度30μm的散热涂层,将制得的具有散热效果的防尘罩作为电磁离合器的保护罩。

采用激光导热仪LFA 427测试实施例和对比例制备的同规格加热器保护管的导热系数,测试结果见下表。

表1

测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例
导热系数W/(m.K) 230 238 242 257 213

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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