CN103540238A - 一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂及其制备方法，所述的高挂漆量无溶剂浸渍树脂按各组分的重量份计包括：聚酯亚胺树脂20-40％，低粘度环氧丙烯酸酯20-40％，活***联单体40-60％，纳米粉体：1-2％，流变助剂0.2-2％，环氧固化剂：0.5-2％，引发剂：0.8-2％，阻聚剂：0.04-0.6％。该浸渍树脂具有挂漆量高、无VOC，无毒、安全、环保、耐热性达H级以上，电气强度高，韧性好、粘结强度高等特性，适用于常规的沉浸、滴浸、滚浸、VI和VPI绝缘处理工艺。

Description

一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂及其制备方法，尤其是一种无VOC，无毒环保的高挂漆量无溶剂浸渍树脂，主要应用于电机和电器绕组线圈的绝缘浸渍处理。

背景技术

浸渍树脂是绝缘材料的一种，主要应用于电机、变压器以及散嵌绕组线圈的绝缘浸渍处理，起电气绝缘、粘结成型和防潮的作用。高的挂漆量有利于提高电机绕组的电气绝缘性能，增强绕组的的机械性能，有利于提高电机的防潮性、防霉性、防盐雾性和防腐蚀性能，增强绕组对环境的适应性。另外高的挂漆量可以降低电机、电器使用过程中温度的升高，延长电机、电器的使用寿命，所以挂漆量是电机绝缘处理的一项重要的技术指标，尤其对于散嵌绕组线圈。

目前高挂漆量的浸渍树脂尚未见报道。为了提高电机的挂漆量，主要是从烘焙过程中减少漆的流失着手，采取一些特殊工艺，如旋转烘焙，紫外光辐照热固化等新工艺。但是，旋转烘焙存在设备投入费用高，工艺复杂等问题，只是在大型工厂设有专用生产线才有实际意义。紫外光辐照热固化工艺在微小电机和电子产品中已得到实际应用，但在大批量生产的散嵌绕组电机绝缘处理中未见应用报道。发明专利(申请号201110240404.4)“提高低压散嵌绕组挂漆量的工艺”，介绍的紫外光辐照热固化工艺过于复杂，全面推广应用有难度。

另外，现有的无溶剂浸渍树脂主要是用苯乙烯、乙烯基甲苯等有毒溶剂作为活***联单体，虽部分单体参与了固化反应，但还是存在固化挥发份大，气味大，也造成了一定的环境污染和资源浪费。出于对环境、资源及人类生命健康的考虑，研制出一种无VOC、无毒、安全、环保、应用工艺简单、挂漆量高的无溶剂浸渍树脂迫在眉睫，具有非常重要的现实意义。

发明内容

为了克服苯乙烯、乙烯基甲苯类无溶剂浸渍树脂的资源浪费和环境污染问题，本发明将聚酯亚胺与低粘度环氧丙烯酸酯作为基体树脂，使用高沸点的多官能丙烯酸酯作为活***联单体，通过添加纳米粉体和流变助剂，改善树脂使用过程中的流动性，使树脂具有低挥发、流失量低，做到真正意义上的无VOC、无毒、环保，通过普通的浸渍工艺就具备高挂漆量的无溶剂浸渍树脂。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征在于所述浸渍树脂按各组分的重量份计包括：

聚酯亚胺树脂：20-40％；

低粘度环氧丙烯酸酯：20-40％；

活***联单体：40-60％；

纳米粉体：1-2％

流变助剂：0.2-2％；

环氧固化剂：0.5-2％；

引发剂：0.8-2％；

阻聚剂：0.04-0.6％。

优选的，所述的聚酯亚胺树脂选自JF-9956树脂，或市售的聚酯亚胺树脂。

优选的，所述的低粘度环氧丙烯酸酯是环氧树脂与丙烯酸酯化反应所得。所述的环氧树脂为分子蒸馏环氧树脂JF-158，环氧当量为170-174，23℃下粘度为3500～5500mPa.s。

优选的，所述的活***联单体选自1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸脂、乙氧基化4双酚A二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯等的一种或两种以上的任意组合。

优选的，所述的纳米粉体选自气相二氧化硅、气相三氧化二铝的一种或两种组合。流变助剂选自BYK-410、BYK-431、BYK-425、DeuRHeo 2810的一种或两种以上的任意组合。优选纳米粉体与流变助剂搭配使用。

优选的，所述的环氧固化剂为环烷酸锌、异辛酸锌、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮铝的一种或两种以上的任意组合。

所述的一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征是解决了现有无溶剂浸渍树脂挂漆量低，固化挥发份大，毒性高等缺陷。独创性地运用高沸点多官能丙烯酸作为活***联单体，搭配纳米粉体和流变助剂，做到真正意义上的无VOC，无毒环保，具备高挂漆量的无溶剂浸渍树脂，适用于常规的沉浸、滴浸、滚浸、VI和VPI工艺，能够满足中低压电机的环保型绝缘浸渍处理要求。其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)将分子蒸馏环氧树脂JF-158加热到80～110℃，滴加丙烯酸溶液，其中丙烯酸与JF-158的摩尔比为0.5～1∶1，溶液中含有对苯二酚和苄胺，对苯二酚质量为丙烯酸溶液质量的0.05～1％，苄胺的质量为JF-158质量的0.1～0.8％，滴加完毕后升温到115～130℃，反应3-6小时，至酸值降到5mg-KOH/g以下，结束反应，冷却至室温，制得低粘度环氧丙烯酸酯；

(2)按权利要求1的配方比例将聚酯亚胺、低粘度环氧丙烯酸酯、活***联单体、环氧固化剂、引发剂、阻聚剂混合均匀，得环保型无溶剂浸渍树脂基体A。

(3)将配方量的纳米粉体和流变助剂添加到基体A中，然后在均质乳化机线速度5m/s～20m/s的高剪切作用下，均匀分散5～10min，过滤、包装，得一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂。

在上述方案基础上，所述步骤(2)优选的，聚酯亚胺选自JF-9956、JF-9956-1树脂。活***联单体选自多官能丙烯酸酯。

在上述方案基础上，所述步骤(3)优选的，纳米粉体与流变助剂搭配使用。

与现有技术相比，用本发明制成的一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂具有下述优点：

(1)无VOC，所用活***联单体都为高沸点的丙烯酸酯。

(2)树脂具有低挥发性，无毒、安全、环保。

(3)使用过程中，树脂流失量低，具有挂漆量高。

(4)粘结强度高。

(5)低温快固化。

(6)工艺性好。

(7)储存稳定性好，适用于常规的沉浸、滴浸、滚浸、VI和VPI工艺。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明型而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

称取340g JF-158于500ml三口烧瓶中，升温到105℃，缓慢滴加48.2g丙烯酸溶液，其中丙烯酸溶液由45g丙烯酸，0.2g对苯二酚及0.4g苄胺组成的混合溶液。在约0.5h滴加完毕后升温到120℃左右，反应至酸值降到5mg-KOH/g以下，冷却到室温，制得低粘度环氧丙烯酸酯(A)。

称取200g JF-9956，200g低粘度环氧丙烯酸酯(A)，180g 1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯，160g 1，4-丁二醇二甲基丙烯酸脂于1000ml三口烧瓶中，加热到90～120℃，搅拌均匀，降温到50～60℃，加入8g异辛酸锌，7.5g过氧化二异丙苯，0.5g叔丁基邻苯二酚，搅拌均匀，既得无溶剂浸渍树脂。

将7.5g气相二氧化硅，3.7gBYK410添加到无溶剂浸渍树脂基体中，在均质乳化机12m/s的线速度剪切作用下，均匀分散8min。过滤，包装得高挂漆量无溶剂浸渍树脂。

实施例2

称取800g JF-158于2000ml三口烧瓶中，升温到90℃，缓慢滴加152.5g丙烯酸溶液，其中丙烯酸溶液由144g丙烯酸，0.5g对苯二酚及2.4g苄胺组成的混合溶液。在约1h滴加完毕后升温到125℃左右，反应至酸值降到5mg-KOH/g以下，冷却到室温，制得低粘度环氧丙烯酸酯(B)。

称取400g JF-9956，300g低粘度环氧丙烯酸酯(B)，350g丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、200g二缩三丙二醇二丙烯酸酯及130g 1，4-丁二醇二甲基丙烯酸脂于2000ml三口烧瓶中，加热到90～100℃，搅拌均匀，降温到50～60℃，加入7g异辛酸锌，13g过氧化二异丙苯，0.6g对苯醌，溶解均匀，过滤，包装得无溶剂浸渍树脂。

将18g气相三氧化二铝，3.6g BYK-425添加到无溶剂浸渍树脂基体中，在均质乳化机15m/s的线速度剪切作用下，均匀分散6min。过滤，包装得高挂漆量无溶剂浸渍树脂。

实施例3

称取300g JF-9956-1，400g实施例2合成的低粘度环氧丙烯酸酯(B)，400g 1，4-丁二醇二甲基丙烯酸脂及200g二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯，60g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯于2000ml三口烧瓶中，加热到90～100℃，搅拌均匀，降温到50～60℃，加入16g乙酰丙酮锌，14g过氧化(2-乙基)己酸叔丁酯，0.7g对苯二酚，溶解均匀，过滤，包装得无溶剂浸渍树脂基体。将15g气相二氧化硅，8g DeuRHeo 2810添加到无溶剂浸渍树脂基体中，在均质乳化机13m/s的线速度剪切作用下，均匀分散6min。过滤，包装得高挂漆量无溶剂浸渍树脂。

实施例4

称取600g JF-158于2000ml三口烧瓶中，升温到100℃，缓慢滴加95.47g丙烯酸溶液，其中丙烯酸溶液由90g丙烯酸，0.47g对苯二酚及1.2g苄胺组成的混合溶液。在约1h滴加完毕后升温到125℃左右，反应至酸值降到5mg-KOH/g以下，冷却到室温，制得低粘度环氧丙烯酸酯(C)。

[0014]称取200g JF-956-1，210g低粘度环氧丙烯酸酯(C)，200g 1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯，100g 1，4-丁二醇二甲基丙烯酸脂及100g乙氧基化4双酚A二丙烯酸酯于1000ml三口烧瓶中，加热到90～100℃，搅拌均匀，降温到50～60℃，加入8g乙酰丙酮铬，7.95g过氧化苯甲酸叔丁酯，0.42g叔丁基邻苯二酚，溶解均匀，过滤，包装得无溶剂浸渍树脂基体。

将15g气相二氧化硅，3g BYK-431添加到无溶剂浸渍树脂基体中，在均质乳化机18m/s的线速度剪切作用下，均匀分散5min。过滤，包装得高挂漆量无溶剂浸渍树脂。

对比例1

称取200g JF-9956，200g实施例1合成的低粘度环氧丙烯酸酯(A)及170g苯乙烯于装有回流装置的1000ml三口烧瓶中，加热到90～100℃，搅拌均匀，降温到50～60℃，加入6g异辛酸锌，6g过氧化二异丙苯，1.05g叔丁基邻苯二酚，溶解均匀，过滤，包装得无溶剂浸渍树脂。

对比例2

称取200g JF-9956，200g实施例1合成的低粘度环氧丙烯酸酯(A)，180g 1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯，160g 1，4-丁二醇二甲基丙烯酸脂于1000ml三口烧瓶中，加热到90～120℃，搅拌均匀，降温到50～60℃，加入6g异辛酸锌，7.5g过氧化二异丙苯，0.5g叔丁基邻苯二酚，搅拌均匀，既得无溶剂浸渍树脂。

另外，对实施例1-4及对比例1-2浸渍树脂的各项性能进行测试，结果参见表1。

表1实施例1-4和对比例1-2浸渍树脂的性能对比

Claims (7)

1.一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征在于，各组分配比其重量份为：

聚酯亚胺树脂：20-40％；

低粘度环氧丙烯酸酯：20-40％；

活***联单体：40-60％；

纳米粉体：1-2％

流变助剂：0.2-2％；

环氧固化剂：0.5-2％；

引发剂：0.8-2％；

阻聚剂：0.04-0.6％。

2.根据权利要求1中所述的一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征是所述的低粘度环氧丙烯酸酯是环氧树脂与丙烯酸酯化反应所得，所述的环氧树脂为分子蒸馏环氧树脂JF-158，环氧当量为170～174，23℃下粘度为3500～5500mPa.s。

3.根据权利要求1中所述的一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征是所述的活***联单体为1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸脂、乙氧基化4双酚A  丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯等的一种或两种以上的任意组合。

4.根据权利要求1中所述的一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征是所述的纳米粉体为粒径在1-50nm的气相二氧化硅、气相三氧化二铝的一种或两种组合。

5.根据权利要求1中所述的一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征是所述的流变助剂为BYK-410、BYK-431、BYK-425、DeuRHeo 2810等的一种或两种以上的任意组合。

6.根据权利要求1中所述的一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂，其特征是所述的环氧固化剂为环烷酸锌、异辛酸锌、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮铝的一种或两种以上的任意组合。

7.一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)将分子蒸馏环氧树脂JF-158加热到80～110℃，滴加丙烯酸溶液，其中丙烯酸与JF-158的摩尔比为0.5～1∶1，丙烯酸溶液为丙烯酸、对苯二酚和苄胺组成，对苯二酚质量为丙烯酸溶液质量的0.05～1％，苄胺的质量为JF-158质量的0.1～0.8％，滴加完毕后升温到115～130，反应3-6小时，至酸值降到5mg-KOH/g以下，结束反应，冷却至室温，制得低粘度环氧丙烯酸酯；

(2)按权利要求1的配方比例将聚酯亚胺、环氧丙烯酸酯、活***联单体、环氧固化剂、引发剂、阻聚剂混合均匀，得环保型无溶剂浸渍树脂基体A。

(3)将配方量的纳米粉体和流变助剂添加到基体A中，然后在均质乳化机线速度5m/s～20m/s的剪切作用下，均匀分散5～10min，过滤、包装，得一种高挂漆量无溶剂浸渍树脂。