CN111378345B - 一种水性硅钢片自粘漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性硅钢片自粘漆及其制备方法，水性硅钢片自粘漆包括环氧当量2000～3000的环氧树脂：40～50份；乳化剂：5～10份；潜伏性固化剂：5～10份；环氧稀释剂：5～10份；流平剂：0.2～0.5份；消泡剂：0.2～0.5份；水：45～55份，制备过程中，环氧树脂的水溶性较好，固化剂与环氧树脂的相溶性较好，且制得的产品具有乳液稳定及稳定性长的优点。

Description

一种水性硅钢片自粘漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂漆技术领域，更具体地说，它涉及一种水性硅钢片自粘漆及其制备方法。
背景技术
硅钢片自粘性漆是一种具有绝缘性及片间可粘结性的特种绝缘漆。自粘性硅钢片漆的特点是具有自粘结特性，在涂漆烘干过程中，硅钢片上的自粘漆只产生溶剂挥发或有效成分的预固化，形成干燥态后的硅钢片可在常温状态下存放数月至数年，冲片叠压时，漆膜中有效成分在压力及温度作用下进行充分固化，将冲片互相粘结固定在一起。采用此方法具有显著的技术优势，避免了机械或焊接等方式造成的不良影响，不但简化了工序，提高生产效率，降低了成本，而且叠片过程减小了噪音，防止了漆膜剥落，降低了铁损，能更有效提高电机的品质，显著延长电机的寿命。
随着当今社会对环保及节能要求的提升，为顺应时代发展发展趋势，硅钢片自粘性漆的研究也逐渐从溶剂性漆向水性化方向发展。水性自粘漆以水为主要溶剂，不含或仅含少量助溶剂，具有气味低、污染少、节约能源、应用及清洗方便的优势。对于环氧树脂而言，因其水溶性差，且环氧树脂类固化剂通常与水易反应，因而如何实现树脂水溶性并提高固化剂在体系的相容性是制备水性环氧自粘漆的难点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种水性硅钢片自粘漆，其具有环氧树脂水溶性好，固化剂相溶性好，制得的产品稳定期长的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种水性硅钢片自粘漆，包括如下质量份数的组分：
环氧当量2000～3000的环氧树脂：40～50份；
乳化剂：5～10份；
潜伏性固化剂：5～10份；
环氧稀释剂：5～10份；
流平剂：0.2～0.5份；
消泡剂：0.2～0.5份；
水：45～55份。
所述乳化剂由按质量比2:(6～25)的环氧当量400～1000的环氧树脂和分子量为6000～10000的聚乙二醇组成。
通过采用上述技术方案，在环氧树脂中，环氧基的存在使其具有较好的反应活性，因为环氧基为三元环，张力大，C、O电负性的不同使环具有极性，容易受到亲核或亲电试剂的进攻而发生开环反应；通过在环氧树脂中添加聚乙二醇，将极性基团引入到环氧树脂分子的非极性链上，使环氧树脂分子成为亲水亲油的两亲性聚合物，从而具有表面活性剂的作用，所改性后的环氧树脂不用外加乳化剂即能自行分散于水中形成稳定的乳液。
进一步优选为，所述乳化剂中还含有三氟化硼***催化剂。
通过采用上述技术方案，环氧基与醇类羟基的反应，在无催化剂存在时，温度低于200℃通常不会进行，加入三氟化硼***催化剂之后，醇羟基可使环氧基开环，反应在低于100℃的情况下就能够快速进行。
进一步优选为，所述潜伏性固化剂由按质量比1:(0.5～1)的硼胺类环氧固化剂和丙二醇甲醚组成。
通过采用上述技术方案，由于环氧树脂类固化剂为溶剂型固化剂，其难以与水溶性环氧树脂混溶，通过加入丙二醇甲醚，其与固化剂进行扩链反应，在固化剂分子中引入亲水性的柔性聚醚链段，使得改性后的固化剂与水溶性环氧树脂之间具有良好的相溶性，从而形成稳定的乳液，制得的产品稳定期长，漆膜均匀。
进一步优选为，所述硼胺类环氧固化剂为三氮化硼乙胺络合物、硼杂胺叔胺化合物和三氯化硼胺络合物中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，潜伏性固化剂加入到环氧树脂中，其在室温下具有一定的贮存稳定性，使得生产完成之后的产品能够较长时间贮存，而潜伏性固化剂在加热和光照等条件下能迅速进行固化反应，使得自粘漆成型；并且潜伏性固化剂采用硼胺类环氧固化剂和丙二醇甲醚制成，其毒性较低，生产工艺简单，不会造成环境污染。
进一步优选为，所述环氧稀释剂包括丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、联苯二酚二缩水甘油醚和苄基缩水甘油醚中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，环氧稀释剂配合环氧树脂混合使用，可以降低固化体系粘度，增加流动性和延长使用寿命，在改善操作性的同时，又不影响固化物的基本性能，在环氧树脂树脂中加入环氧稀释剂可以提高其固化后的强度和耐温性。
进一步优选为，所述流平剂为丙烯酸树脂、氟碳改性丙烯酸和羧甲基纤维素中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，通过添加流平剂，它能促使自粘漆在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑和均匀的涂膜，能够有效降低自粘漆涂抹时液面的表面张力，提高其流平性和均匀性。
进一步优选为，所述消泡剂为有机硅消泡剂和/或聚醚改性有机硅消泡剂。
通过采用上述技术方案，消泡剂能够在生产过程中消除产生的泡沫，减少表面张力。
本发明的目的二在于提供一种水性硅钢片自粘漆的制备方法，采用该方法制备的水性硅钢片自粘漆，具有环氧树脂水溶性好，固化剂相溶性好，制得的产品稳定期长的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种水性硅钢片自粘漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，乳化剂制备：在温度为80～100℃的条件下，将环氧当量400～1000的环氧树脂和分子量为6000～10000的聚乙二醇在三氟化硼***催化剂下反应2～3h，得到乳化剂；
步骤二，潜伏性固化剂制备：将硼胺类环氧固化剂和丙二醇甲醚在温度为80～100℃的条件下进行混合溶解，待完全溶解后得到潜伏性固化剂；
步骤三，将环氧当量在2000～3000的环氧树脂、环氧稀释剂和乳化剂投入到高剪切乳化剂中，转速为1500～3000r/min，加压2～3atm，加热到120～130℃，缓慢滴加水，控制水量在1～2h内滴加完毕，剪切完成之后泄压并开启冷却装置，冷却至100℃以下，加入潜伏性固化剂、流平剂和消泡剂充分混合均匀，得到产品。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)由于环氧树脂中存在环氧基，其为三元环，张力大，不易溶于水，通过添加聚乙二醇，聚乙二醇进攻环氧基而发生开环反应，将极性基团引入到环氧树脂分子的非极性链上，环氧树脂分子成为亲水亲油的两亲性聚合物，水溶性提高，其溶于水后能够均匀分散在水中，从而形成稳定的乳液；
(2)由于环氧树脂类固化剂为溶剂型固化剂，其难以与水溶性环氧树脂相溶，通过加入丙二醇甲醚，其与固化剂进行扩链反应，在固化剂分子中引入亲水性的柔性聚醚链段，使得改性后的固化剂与水溶性环氧树脂之间相容性提高，从而能够形成稳定的乳液。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种水性硅钢片自粘漆，各组分及其相应的质量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，乳化剂制备：在温度为100℃的条件下，将环氧当量500的环氧树脂和分子量为8000的聚乙二醇在三氟化硼***催化剂下反应2h，反应完成后取样2g并加水50g，溶解后透明即为反应终点，得到乳化剂；
步骤二，潜伏性固化剂制备：将三氮化硼乙胺络合物和丙二醇甲醚在温度为80℃的条件下进行混合溶解，待完全溶解后得到潜伏性固化剂；
步骤三，将环氧当量在2000的环氧树脂、丁二醇二缩水甘油醚、乳化剂投入到高剪切乳化剂中，转速为3000r/min，加压2atm，加热到120℃，缓慢滴加水，控制水量在1.5h内滴加完毕，剪切完成之后泄压并开启冷却装置，冷却至80℃，加入潜伏性固化剂、丙烯酸流平剂和有机硅消泡剂充分混合均匀，得到产品。
实施例2-10：一种水性硅钢片自粘漆，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的质量份数如表1所示。
表1实施例1-10中各组分及其质量份数
Figure BDA0001927935260000041
Figure BDA0001927935260000051
对比例1：一种水性硅钢片自粘漆的制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤一中，乳化剂制备：在温度为100℃的条件下，将环氧当量500的环氧树脂和分子量为8000的聚乙二醇混合反应2h，得到乳化剂。
对比例2：一种水性硅钢片自粘漆的制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤一中，乳化剂制备：在温度为100℃的条件下，将环氧当量500的环氧树脂和三氟化硼***催化剂下混合反应2h，得到乳化剂。
对比例3：一种水性硅钢片自粘漆的制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤二中，潜伏性固化剂制备：将三氮化硼乙胺络合物在温度为80℃的条件下进行溶解，待完全溶解后得到潜伏性固化剂。
试验一
试验样品：采用实施例1-10中获得的产品作为试验样品1-10，采用对比例1-3中获得的产品作为对照样品1-3。
试验方法：按照《JB/T 904-1999》，分别测试产品的粘度、固体含量、剪切强度和粘结强度，检试验过程中，粘度试验采用4号粘度计，温度为23℃，固体含量试验在150℃的条件下，粘结强度试验采用螺旋管法，试验条件在23℃条件下。
试验结果：1-10组的试验样品和1-3组的对照样品的测试结果如表格2所示，说明本申请中环氧树脂改性之后，水溶性明显提高，固化剂改性之后，其与环氧树脂的相容性也有所提高。
表2试验样品1-10和对照样品1-3的测试结果
Figure BDA0001927935260000061
Figure BDA0001927935260000071
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种水性硅钢片自粘漆，其特征在于，包括如下质量份数的组分：环氧当量 500的环氧树脂0.8份，6.4份的分子量为8000的聚乙二醇，0.02份的三氟化硼***，3份的三氮化硼乙胺化合物，2份的三氯化硼胺络合物，4份的丙二醇甲醚，环氧当量 2000的环氧树脂43份，3份的苯基缩水甘油醚，5份的联苯二酚二缩水甘油醚，0.2份的氟碳改性丙烯酸流平剂，0.2份的羧甲基纤维素，0.1份的有机硅消泡剂，0.2份的聚醚改性有机硅消泡剂；所述水性硅钢片自粘漆的制备方法，通过如下步骤制备获得：步骤一，乳化剂制备：在温度为 100℃的条件下，将环氧当量 500 的环氧树脂和分子量为8000 的聚乙二醇在三氟化硼***催化剂下反应 2h，反应完成后取样 2g 并加水 50g，溶解后透明即为反应终点，得到乳化剂；步骤二，潜伏性固化剂制备：将三氮化硼乙胺络合物、三氯化硼胺络合物和丙二醇甲醚在温度为80℃的条件下进行混合溶解，待完全溶解后得到潜伏性固化剂；步骤三，将环氧当量在2000 的环氧树脂、苯基缩水甘油醚、联苯二酚二缩水甘油醚、乳化剂投入到高剪切乳化剂中，转速为 3000r/min，加压 2atm，加热到 120℃，缓慢滴加水，控制水量在 1.5h 内滴加完毕，剪切完成之后泄压并开启冷却装置，冷却至 80℃，加入潜伏性固化剂、氟碳改性丙烯酸流平剂、有机硅消泡剂和聚醚改性有机硅消泡剂充分混合均匀，得到产品。
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