CN109054597A - 一种无溶剂浸渍漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无溶剂浸渍漆，该无溶剂浸渍漆主要由以下重量份的原料制备而成：不饱和聚酯树脂45～55份、油酸改性环氧树脂35～50份、固化剂4～6份、引发剂0.5～1份、阻聚剂0.06～0.12份。本发明的无溶剂浸渍漆具有优异的耐冷热冲击性能、耐湿热性能，同时还具有低温快固化、粘度低、渗透性好、挥发份低的特点。本发明还提供了该无溶剂浸渍漆制备方法，该制备方法工艺简单、可控性强、适于大规模化生产。

Description

一种无溶剂浸渍漆及其制备方法

技术领域

本发明属于绝缘材料领域，尤其涉及一种无溶剂浸渍漆及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国电力电器的快速发展，人们对电器的功能及使用寿命要求越来越高。电机是电器的核心组成部份，其浸渍漆的性能直接决定了电机的使用寿命。传统的浸渍漆普遍存在耐久性差、易开裂的缺点，不能满足当前市场需求。而浸渍漆漆膜的耐湿热性以及耐冷热冲击性是影响漆膜耐久性的主要因素之一，因此，研究开发一种兼具耐湿热性以及耐冷热冲击性的浸渍漆具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种无溶剂浸渍漆及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种无溶剂浸渍漆，所述无溶剂浸渍漆主要由以下重量份的原料制备而成：

本发明的无溶剂浸渍漆，合理设计原料的种类及添加量，通过加入不饱和聚酯树脂保证了浸渍漆的耐热性能，加入油酸改性树脂保证了浸渍漆的耐湿热和耐冷热冲击性能，加入引发剂、固化剂引发及参与交联反应，保证了浸渍漆的固化效果，加入阻聚剂阻止反应体系内各反应物过度聚合，保证了浸渍漆的稳定性，各原料间相互协同，提升了浸渍漆的综合性能。

上述的无溶剂浸渍漆，优选的，所述油酸改性环氧树脂是由油酸、环氧树脂、活性稀释剂按照质量比为(5～15)：(50～70)：(20～40)混合制备而成；

所述油酸为亚麻油酸、桐油酸、豆油酸、蓖麻油酸、亚油酸中的一种或几种；

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44和/或双酚A型环氧树脂E51；

所述活性稀释剂为苯乙烯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。

上述的无溶剂浸渍漆，优选的，考虑到对醇酸比及树脂透明性的要求，所述不饱和聚酯树脂是由第一单体、第二单体、第三单体和活性稀释剂按照质量比为(15～25)：(5～15)：(25～35)：(25～35)混合制备而成；

所述第一单体为新戊二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A、羟基新戊酸羟基新戊酯中的一种或几种；

所述第二单体为乙二醇、丙二醇、丁二醇、一缩二丙二醇、三(2-羟乙基)、丙三醇、三羟甲基乙烷一种或几种；

所述第三单体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸、顺酐、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸酐、顺酐、顺丁烯二酸、二聚脂肪酸一种或几种；

所述活性稀释剂为苯乙烯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯的一种或几种。

上述的无溶剂浸渍漆，优选的，所述固化剂为乙酰丙酮铝、乙酰丙酮钙、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮锌、异辛酸锌、环烷酸钴、环烷酸钙中的一种或几种。

上述的无溶剂浸渍漆，优选的，所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、乙基-3,3-二(过氧化叔丁基)丁酸酯中的一种或几种。

上述的无溶剂浸渍漆，优选的，所述阻聚剂为对苯醌、对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中的一种或几种。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的无溶剂浸渍漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备油酸改性环氧树脂：将环氧树脂加入反应釜内，升温至105～110℃，抽真空，然后加入油酸进行反应，将反应釜内温度控制为90～130℃，至反应釜内混合物的酸值降到6～10mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至3～5mgKOH/g，以抽除反应体系中的小分子避免影响树脂的综合性能，之后将反应釜内温度冷却至70～90℃，再加入活性稀释剂A，混合均匀，得到油酸改性环氧树脂；

(2)将不饱和聚酯树脂、步骤(1)后的油酸改性环氧树脂、固化剂、引发剂和阻聚剂混合均匀，得到所述无溶剂浸渍漆。

本发明的制备方法，通过将环氧树脂改性过程中涉及的反应温度及酸值控制在合适范围内，使所得油酸改环氧树脂兼具耐湿热和耐冷热冲击的优异性能，与不饱和聚酯树脂、固化剂、引发剂及阻聚剂混合后，得到粘度适宜、综合性能高的无溶剂浸渍漆。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中抽真空的时间为30～60min，抽真空至压力为100～500Pa。

上述的制备方法，优选的，所述不饱和聚酯树脂的制备方法包括以下具体操作步骤：

将第一单体与部分第三单体加入反应釜中，混合均匀后逐步升温至170～215℃进行酯化反应，至反应釜内混合物的酸值降到20～30mgKOH/g时，加入第二单体和剩余第三单体，升温使反应釜内温度保持在180～220℃，当反应釜内混合物的酸值在30～40mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至20～25mgKOH/g，冷却使反应釜内温度降至70～90℃，加入活性稀释剂B，混合均匀，即得到不饱和聚酯树脂；

所述第一次加入的第三单体与第二次加入的剩余第三单体的质量比为(1～4)：6，第一次加入第三单体中主要是指难反应的酸，如间苯二甲酸。

本发明的制备方法，不饱和聚酯树脂采用分步投料的方式制备，便于检测反应体系的酸值，再通过酸值判断和控制反应进程，从而有效控制不饱和聚酯树脂的结构及分子量分布。

上述的制备方法，优选的，所述逐步升温是指按1.5～3.5℃/min的升温速率进行程序升温。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的无溶剂浸渍漆，在原料中加入油酸改性环氧树脂，不仅使浸渍漆具有环氧树脂固有的优良性能，还从以下方面提升了浸渍漆的综合性能：第一，油酸为线性直链脂肪烃链，与环氧树脂发生反应，使长链以化学键形式接入环氧树脂中，使制得的油酸改性环氧树脂具有良好的韧性和抗冲击性能，从而使浸渍漆具有优良的耐冷热冲击性能，应用过程中不易开裂；第二，油酸的引入使浸渍漆中含有大量憎水性的脂肪烃链，从而使浸渍漆具有耐水性，大大提升浸渍漆的耐湿热性能；第三，油酸改性环氧树脂本质上是一种环氧酯，环氧酯的加入可以提升浸渍漆的反应活性，使其具有低温快固化的特性，从而能够大大缩短浸渍流程的时间，减少能源消耗。

(2)本发明的无溶剂浸渍漆，还具有粘度低、渗透性好、挥发份低的特点。

(3)本发明的无溶剂浸渍漆的制备方法，工艺简单，生产成本低，可控性强，适于大规模化生产。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明的无溶剂浸渍漆，主要由以下重量的原料制备而成：

不饱和聚酯树脂45kg、

油酸改性环氧树脂50kg、

固化剂(异辛酸锌)5.6kg、

引发剂(过氧化二异丙苯)0.7kg、

阻聚剂(对苯二酚)0.06kg。

本实施例的无溶剂浸渍漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)不饱和聚酯树脂制备：将4kg 2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(BEPD)、3kg三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、8kg新戊二醇和5kg间苯二甲酸加入反应釜中，混合均匀后，按2℃/min的升温速率升温至190～200℃，进行酯化反应，至反应釜内混合物的酸值降到25～30mgKOH/g时，加入10kg丙二醇、5kg已二酸和16kg顺酐，升温使反应釜内温度保持在200～210℃，当反应釜内混合物的酸值在35～40mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至20～25mgKOH/g，冷却使反应釜内温度降至75℃，加入26kg乙烯基甲苯，混合均匀，即得到不饱和聚酯树脂；

(2)油酸改性环氧树制备：将50kgE44环氧树脂加入反应釜中，升温到105～108℃，抽真空至压力为300Pa，抽真空30～35min，然后加入5kg豆油酸，将反应釜内温度控制在90～110℃，至反应釜内混合物的酸值降到6～8mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至3～4mgKOH/g，将反应釜内温度冷却至75℃，加入20kg乙烯基甲苯，混合均匀，即得到改性环氧树脂；

(3)将45kg按步骤(1)制备的不饱和聚酯树脂、50kg按步骤(2)制备的改性环氧树脂、5.6kg异辛酸锌、0.7kg过氧化二异丙苯和0.06kg对苯二酚按配方混合均匀，即得无溶剂浸渍漆。

实施例2：

一种本发明的无溶剂浸渍漆，主要由以下重量的原料制备而成：

不饱和聚酯树脂55kg、

油酸改性环氧树脂35kg、

固化剂(乙酰丙酮铝)4.0kg、

引发剂(过氧化二异丙苯0.6kg、过氧化苯甲酸叔丁酯0.4kg)1.0kg、

阻聚剂(对苯醌)0.11kg。

本实施例的无溶剂浸渍漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)不饱和聚酯树脂制备：将3kg三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、22kg新戊二醇和8kg邻苯二甲酸酐加入反应釜中，混合均匀后，按2.5℃/min的升温速率升温至180～190℃，进行酯化反应，至反应釜内混合物的酸值降到30～35mgKOH/g时，加入6kg丙三醇、7kg丁二酸和19kg顺酐，升温使反应釜内温度保持在190～200℃，当反应釜内混合物的酸值在30～35mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至20～25mgKOH/g，冷却使反应釜内温度降至70℃，加入35kg邻苯二甲酸二烯丙酯，混合均匀，即得到不饱和聚酯树脂；

(2)油酸改性环氧树制备：将65kgE51环氧树脂加入反应釜中，升温到105～110℃，抽真空至压力为400Pa，抽真空35～40min，然后加入15kg桐油酸，将反应釜内温度控制在115～125℃，至反应釜内混合物的酸值降到8～10mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至4～5mgKOH/g，将反应釜内温度冷却至80℃，加入40kg邻苯二甲酸二烯丙酯，混合均匀，即得到改性环氧树脂；

(3)将55kg按步骤(1)制备的不饱和聚酯树脂、35kg按步骤(2)制备的改性环氧树脂、4.0kg乙酰丙酮铝、0.6kg过氧化二异丙苯、0.4kg过氧化苯甲酸叔丁酯和0.11kg对苯醌按配方混合均匀，即得到无溶剂浸渍漆。

实施例3：

一种本发明的无溶剂浸渍漆，主要由以下重量的原料制备而成：

不饱和聚酯树脂50kg、

改性环氧树脂40kg、

固化剂(环烷酸锌)4.8kg、

引发剂(过氧化二异丙苯0.3kg、乙基-3,3-二(过氧化叔丁基)丁酸酯0.2kg)0.5kg、

阻聚剂(2-叔丁基对苯二酚)0.08kg。

本实施例的无溶剂浸渍漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)不饱和聚酯树脂制备：将5kg氢化双酚A、3kg三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、10kg新戊二醇和5kg间苯二甲酸加入反应釜中，混合均匀后，按3℃/min的升温速率升温至200～210℃，进行酯化反应，至反应釜内混合物的酸值降到20～25mgKOH/g时，加入15kg一缩二丙二醇、8kg癸二酸和17kg顺丁烯二酸，升温使反应釜内温度保持在210～220℃，当反应釜内混合物的酸值在35～40mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至20～25mgKOH/g，冷却使反应釜内温度降至70℃，加入30kg苯乙烯，混合均匀，即得到不饱和聚酯树脂；

(2)油酸改性环氧树制备：将55kgE51环氧树脂加入反应釜中，升温到105～108℃，抽真空至压力为400Pa，抽真空40～50min，然后加入10kg亚油酸，将反应釜内温度控制在100～110℃，至反应釜内混合物的酸值降到7～9mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至4～5mgKOH/g，将反应釜内温度冷却至70℃加入28kg苯乙烯，混合均匀，即得到改性环氧树脂；

(3)将50kg按步骤(1)制备的不饱和聚酯树脂、40kg按步骤(2)制备的改性环氧树脂、4.8kg环烷酸锌、0.3kg过氧化二异丙苯、0.2kg乙基-3,3-二(过氧化叔丁基)丁酸酯和0.06kg2-叔丁基对苯二酚按配方混合均匀，即得到无溶剂浸渍漆。

对比例1：

一种无溶剂浸渍漆，主要由以下重量的原料制备而成：

多元酸32kg(9kg间苯二甲酸、4kg丁二酸、20kg顺酐)、

多元醇38kg(4kg赛克、24kg新戊二醇、10kg一缩二丙二醇)、

改性亚胺树脂3kg(四氢苯酐亚胺乙基醇)、

活性稀释剂27kg(乙烯基甲苯)、

稳定剂0.1kg(对苯二酚)、

引发剂1.2kg(过氧化异丙苯)。

本对比例的无溶剂浸渍漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将9kg间苯二甲酸、4kg赛克、14kg新戊二醇加入反应釜中，混合均匀后，按2℃/min的升温速率升温至180～190℃进行酯化反应，至反应釜内酸值降到25～30mgKOH/g时，加入剩余的10kg新戊二醇和10kg一缩二丙二醇、4kg丁二酸、20kg顺酐，继续升温至190～200℃，至反应釜内酸值降到80～90mgKOH/g时，得到预聚体I；

(2)在上述预聚体I中加入3kg四氢苯酐亚胺乙基醇，然后控制反应釜内的温度在200～210℃，当反应釜内混合物的酸值降到35～40mgKOH/g时，抽真空压力至200Pa，反应釜内混合物的酸值降至20～25mgKOH/g，然后冷却至170℃，加入0.1kg稳定剂对苯二酚混合均匀；继续冷却至80℃，加入27kg活性稀释剂乙烯基甲苯；再继续冷却至60℃，最后加入1.2kg引发剂过氧化异丙苯，混合均匀，即得到无溶剂浸渍漆。

将上述实施例1～3的无溶剂浸渍漆和对比例1的无溶剂浸渍漆进行常规性能检测；同时，对实施例1～3的无溶剂浸渍漆和对比例1的无溶剂浸渍漆进行线棒浸漆实验，具体方法为：在铜线棒上半叠包2层少胶云母带，在云母带上平包一层聚酯热收缩带，在105℃预热2h，再冷却至(60±5)℃以下，进行真空浸漆，滴漆，最后将铜线棒在160℃下高温固化6h，然后在湿度85％、温度85℃的条件下湿热实验；在50mm×50mm、高为20mm的铝箔方盒，称取约13.0～13.5g样品；烘焙条件：按照绝缘漆固化条件执行；固化后在50℃±2℃烘箱中处理24h后，然后进行期浸水试验，其具体为：用水为自来水，水温为40℃水面应高出试样150mm，浸泡时间7天和14天两个周期段；在高低温环境下，常温快速降到－40℃，在－40℃保持2h，升温至130℃，升温时间1.5h，保温1h，降温至－40℃，降温时间1.5h，以此为一个周期进行冷热循环实验，其检测结果如表1所示。

表1实施例1～3及对比例1中无溶剂浸渍漆的性能测试结果

由表1可知，本发明的无溶剂浸渍漆粘度低、渗透性好、挥发性低、固化快，具有良好的耐湿热和耐冷热冲击性能，实施例1～3经过1000h湿热实验后其外观和电性能保持率良好，经长期浸水试验后，其吸水率很低，经冷热冲击试验后，漆膜外观良好。

Claims (10)

1.一种无溶剂浸渍漆，其特征在于，所述无溶剂浸渍漆主要由以下重量份的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的无溶剂浸渍漆，其特征在于，所述油酸改性环氧树脂是由油酸、环氧树脂、活性稀释剂按照质量比为(5～15)：(50～70)：(20～40)混合制备而成；

所述油酸为亚麻油酸、桐油酸、豆油酸、蓖麻油酸、亚油酸中的一种或几种；

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44和/或双酚A型环氧树脂E51；

所述活性稀释剂为苯乙烯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的无溶剂浸渍漆，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂是由第一单体、第二单体、第三单体和活性稀释剂按照质量比为(15～25)：(5～15)：(25～35)：(25～35)混合制备而成；

所述第一单体为新戊二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A、羟基新戊酸羟基新戊酯中的一种或几种；

所述第二单体为乙二醇、丙二醇、丁二醇、一缩二丙二醇、三(2-羟乙基)、丙三醇、三羟甲基乙烷一种或几种；

所述第三单体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸、顺酐、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸酐、顺酐、顺丁烯二酸、二聚脂肪酸一种或几种；

所述活性稀释剂为苯乙烯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的无溶剂浸渍漆，其特征在于，所述固化剂为乙酰丙酮铝、乙酰丙酮钙、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮锌、异辛酸锌、环烷酸钴、环烷酸钙中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的无溶剂浸渍漆，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、乙基-3,3-二(过氧化叔丁基)丁酸酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的无溶剂浸渍漆，其特征在于，所述阻聚剂为对苯醌、对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中的一种或几种。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的无溶剂浸渍漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备油酸改性环氧树脂：将环氧树脂加入反应釜内，升温至105～110℃，抽真空，然后加入油酸进行反应，将反应釜内温度控制为90～130℃，至反应釜内混合物的酸值降到6～10mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至3～5mgKOH/g，将反应釜内温度冷却至70～90℃，再加入活性稀释剂A，混合均匀，得到油酸改性环氧树脂；

(2)将不饱和聚酯树脂、步骤(1)后的油酸改性环氧树脂、固化剂、引发剂和阻聚剂混合均匀，得到所述无溶剂浸渍漆。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中抽真空的时间为30～60min，抽真空至压力为100～500Pa。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂的制备方法包括以下具体操作步骤：

将第一单体与部分第三单体加入反应釜中，混合均匀后逐步升温至170～215℃进行酯化反应，至反应釜内混合物的酸值降到20～30mgKOH/g时，加入第二单体和剩余第三单体，升温使反应釜内温度保持在180～220℃，当反应釜内混合物的酸值在30～40mgKOH/g时，抽真空直至酸值降至20～25mgKOH/g，冷却使反应釜内温度降至70～90℃，加入活性稀释剂B，混合均匀，即得到不饱和聚酯树脂；

所述第一次加入的第三单体与第二次加入的剩余第三单体的质量比为(1～4)：6。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述逐步升温是指按1.5～3.5℃/min的升温速率进行程序升温。