0 引言

近年来，汽车用微电机在生产过程中，转子的绝缘处理方式由插纸绝缘工艺逐步被环氧树脂粉末静电涂敷工艺所取代，环氧树脂固化后，体系具有优良的力学性能和电性能[1]，能在转子表面形成强度和韧度极高的涂层，但是在生产过程中，由于采用了静电上粉工艺，就带来了粉末爆炸隐患，因此，为消除安全隐患，在涂敷设备设计、制造中必须采取防爆措施。

1 环氧树脂材料特性

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称[2]。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂[3]。由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点，已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛应用，发展很快，主要用于电器、电机绝缘封装件的浇注，如电磁铁、接触器线圈、互感器、干式变压器等高低压电器的整体全密封绝缘封装件的制造，在电器工业中得到了快速发展，从常压浇注、真空浇注已发展到自动压力凝胶成型。环氧树脂粉末经过热固化后具有很强粘附力，环氧树脂分子链中由于固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩率低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。环氧树脂固化后，体系具有优良的力学性能和电性能，是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其他性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂[4]。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能，上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性，固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。

2 目前采用的静电涂敷工艺

在汽车微电机转子绝缘生产中使用的环环氧树脂是一种粉末，颗粒度分布为18.7～163μm的材料，如图1所示。

图1 颗粒度分布图

静电涂敷工艺流程包括：高频除油、静电上粉、刮粉、高频固化。

高频除油是将转子通过高频电源加热到230℃左右，把残存在硅钢片内部的油脂蒸发掉，防止在固化时产生气泡，这一区域的防爆等级为21区。

涂敷区[5]（见图2）是工件涂敷上粉工艺区，由静电发生器、流化床、电极等组成，电极由铜板和钨电针构成，电极接静电发生器的阴极。当静电发生器工作时，阴极有55～90 kV的静电高压，此时放电针周围的空气产生电晕现象，经过干燥处理的压缩空气由流化床底部被徐徐送入涂敷区，不断流经放电针而带有电荷。这些带有电荷的空气通过流化床中的多孔透气流化板，流进流化槽，带有电荷的气体与在流化槽内的环氧树脂粉末接触，并将电荷转移给环氧树脂粉末，同时将其吹起并形成沸腾的云雾，粉末悬浮在流化槽内。而工件转子则接到静电发生器的阳极，同时接地，在静电场的作用下，带电荷的环氧树脂粉末向上部的电机转子运动，并被吸附在转子表面，而其所带的电荷则通过阳极回到静电发生器，即完成了环氧树脂粉末流化床上粉工作[6]。这一区域是高压静电和绝缘粉末的接触区，爆炸等级为20区。

图2 涂敷区

清洁区[6](图3)装有刮粉机构和吹粉机构，当丝杆转动带动工件转子进入此区域时，工件被带转机构托起并转动，工件外径面等不需要涂敷的粉末被刮粉机构的倾斜刮片刮除，残留在护轴套上的粉末，会被上面吹粉机构的气刷通过压缩空气吹落，从而完成工件转子的清洁工作。

固化区是通过高频感应加热使工件转子上的粉末固化。高频加热是利用集肤热效应，在工件表面产生涡流，从而迅速地将工件表面加热。吸附在表面的粉末也不断被溶化、流平、胶化，最后被固化，形成一均匀的硬化绝缘涂层。

图3 清洁区

3 静电涂敷过程中的爆炸防护

3.1 爆炸因素

物理化学性质：物质的燃烧值越大，粉尘的爆炸危险性也越大，如煤、碳、硫的粉尘等；易氧化的物质其粉尘越易爆炸，如镁、氧化亚铁、染料等；易带电的粉尘易爆炸。粉尘的颗粒越细，吸附的氧就越多，因而越易发生爆炸，而且发火点越低，爆炸下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小，不仅化学活性增加，而且还容易带上静电，环氧树脂粉末在涂敷生产过程中，由于特殊的工艺要求，需要利用其易带静电的特性，使其吸附在转子的表面，这样就加大了爆炸的风险。

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