CN105037687B - 一种水溶性异氰酸酯改性环氧树脂及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环氧树脂技术领域，公开了一种水溶性异氰酸酯改性环氧树脂及其生产工艺。该水溶性异氰酸酯改性环氧树脂按照质量份包括以下组分，环氧树脂80份，促进剂0.3份，异氰酸酯20份，溶剂20份，酸酐25份，乙醇胺50份。本发明以水为分散剂，不用三苯，实现了环保；固化后有韧性，满足电机绝缘漆的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及环氧树脂技术领域，更具体地说，特别涉及一种水溶性异氰酸酯改性环氧树脂及其生产工艺。
背景技术
在电动机制造过程中，须将电动机机芯在绝缘漆中含浸后以100-130℃固化1-3小时。目前是以E-44环氧树脂以甲苯(或苯、二甲苯)稀释后，以桐油酸酐固化，制成相应的电机绝缘漆，该产品固化后有韧性，但使用有害的三苯(苯、甲苯、二甲苯)作溶剂，对人体有害，污染环境和大气。而采用另两种方案，即高固含低粘度环氧树脂，粉末喷涂环氧树脂均不适合用于电机绝缘漆。
现有的水性环氧树脂含水乳性环氧树脂和水溶性环氧树脂，以乳化剂通过相反转法乳化环氧树脂加水乳化；以二乙醇胺化学乳化环氧树脂；加冰乙酸制成乳化环氧或水溶性环氧树脂，但是以乳化剂乳化环氧固化后损失强度，以二乙醇胺乳化环氧树脂，该环氧树脂固化后量刚性(脆性)较大，达不到桐油酸酐固化环氧的性能，不能满足电机绝缘漆的韧性要求，会破坏电机转子的线圈。因此，必须开发一种以水作分散体(且不用三苯溶剂)固化后具有韧性的环氧树脂组合物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水溶性异氰酸酯改性环氧树脂及其生产工艺，其具有制作成本低、环保且能满足电机绝缘漆的使用要求的优点。
为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：
一种水溶性异氰酸酯改性环氧树脂，该水溶性异氰酸酯改性环氧树脂按照质量份包括以下组分，环氧树脂80份，促进剂0.3份，异氰酸酯20份，溶剂20份，酸酐25份，乙醇胺50份。
根据本发明的一优选实施例：所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、氰化双酚A环氧树脂或酚醛环氧树脂。
根据本发明的一优选实施例：所述促进剂为DBU、卡胺、DMP-30或咪唑。
根据本发明的一优选实施例：所述异氰酸酯为TDI、MDI、IPDI或HDI。
根据本发明的一优选实施例：所述溶剂为异丙醇、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚酯。
根据本发明的一优选实施例：所述酸酐为偏苯三酸酐、苯酐、顺酐、四氢苯酐或六氢苯酐。
根据本发明的一优选实施例：所述乙醇胺替换为二乙醇胺或三乙醇胺。
本发明还提供一种生产上述的水溶性异氰酸酯改性环氧树脂的工艺，包括以下步骤：
第一步、以环氧树脂和异氰酸酯在150-230℃的促进剂条件下反应6个小时，制成异氰酸酯改性环氧树脂；
第二步、将制成的异氰酸酯改性环氧树脂以溶剂溶解；
第三步、以酸酐和异氰酸酯改性环氧树脂反应；
第四步、加入乙醇胺水溶液反应中和；
第五步、加水配成异氰酸酯改性环氧树脂水溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用高分子互穿网络原理，在环氧树脂结构中带有恶唑酮环的环氧树脂、固化后其耐热性、柔韧性俱佳，主要是以水为分散剂，不用三苯，实现了环保；固化后有韧性，满足电机绝缘漆的使用要求。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一：
本实施的改性环氧树脂加工过程如下：
第一步、选取128环氧树脂80g，MDI型异氰酸酯20g,加入卡胺促进剂0.3g,加热至150-230℃反应6小时。
第二步、加入20g丙二醇甲醚醋酸酯溶解30分钟。
第三步、加入25g偏苯三酸酐于120-130℃反应3小时。
第四步、加入50g乙醇胺水溶液(按照50％配置)于80℃反应1小时。
第五步、加入150g水反应2小时(在60℃条件下)配成水溶液。
改性后的环氧树脂指标见表1。
表1
| EEW(g/eq) | NV(％) |
| 270 | 82 |
EEW代表环氧化物当量重量，NV代表固体百分含量。
实施例二：
本实施的改性环氧树脂加工过程如下：
第一步、选取双酚A环氧树脂160g，IPDI型异氰酸酯40g,加入DMP-30促进剂0.6g,加热至200℃反应6小时。
第二步、加入40g丙二醇甲醚溶解30分钟。
第三步、加入50g六氢苯酐于125℃反应3小时。
第四步、加入100g二乙醇胺水溶液(按照50％配置)于80℃反应1小时。
第五步、加入300g水反应2小时(在60℃条件下)配成水溶液。
改性后的环氧树脂指标见表2。
表2
| EEW(g/eq) | NV(％) |
| 280 | 85 |
实施例三：
本实施的改性环氧树脂加工过程如下：
第一步、选取双酚F环氧树脂80g，TDI型异氰酸酯20g,加入咪唑促进剂0.3g,加热至200℃反应6小时。
第二步、加入20g丙二醇甲醚酯溶解30分钟。
第三步、加入25g四氢苯酐于125℃反应3小时。
第四步、加入50g三乙醇胺水溶液(按照50％配置)于80℃反应1小时。
第五步、加入150g水反应2小时(在60℃条件下)配成水溶液。
改性后的环氧树脂指标见表3。
表3
| EEW(g/eq) | NV(％) |
| 281 | 83 |
通过上述实施例的实施，由于其以叔胺，季胺盐为催化剂(促进剂)促进环氧树脂和异氰酸酯反应。同时采用环保型溶剂(丙二醇甲醚及其乙酸酯)，而不是三苯溶剂，具有较好的节能效果。并且以偏苯三酸酐为水化剂、乙醇胺为中和剂。本发明的改性环氧树脂不采用三苯，实现了环保；且固化后有韧性，满足电机绝缘漆的使用要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种水溶性异氰酸酯改性环氧树脂，由以下步骤制备得到：
第一步、选取双酚A环氧树脂160g，IPDI型异氰酸酯40g，加入DMP-30促进剂0.6g，加热至200℃反应6小时，得到异氰酸酯改性环氧树脂；
第二步、将所述异氰酸酯改性环氧树脂加入至40g丙二醇甲醚溶解30分钟，得到异氰酸酯改性环氧树脂溶液；
第三步、向所述异氰酸酯改性环氧树脂溶液中加入50g六氢苯酐，于125℃反应3小时；
第四步、向所述第三步反应得到的混合溶液中加入100g浓度为50％的二乙醇胺水溶液，于80℃反应1小时；
第五步、向所述第四步反应得到的混合溶液中加入300g水在60℃反应2小时，得到水溶性异氰酸酯改性环氧树脂的水溶液。
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