一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料及其製備方法與應用的製作方法
2023-05-26 15:39:26
一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明屬於多功能絕緣塗料領域，公開了一種可用於電機、電器及電線電纜保護的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料及其製備方法與應用。該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料由以下按質量份數計的組分組成：50～70份改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、20～30份阻燃劑、5～20份耐磨填料、1～2份表面活性劑、0.5～1份催化劑以及20～30份異氰酸酯固化劑。該絕緣材料不僅具有良好的絕緣性能，還具有優異的阻燃性能，而且使用過程中無揮發性有機物產生，為綠色環保產品。
【專利說明】一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬於多功能絕緣塗料領域，具體涉及一種可用於電機、電器及電線電纜保 護的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料及其製備方法與應用。
【背景技術】
[0002] 塗料有著幾千年的歷史，它是一種多功能材料，塗覆在物件表面起到保護、裝飾、 標誌及賦予特殊功能等作用。絕緣塗料就是一種被賦予電絕緣功能的塗料。
[0003] 隨著科技的發展，人們對絕緣材料的性能要求越來越高，開發性能優異的絕緣材 料是電工電氣材料領域的一個世界性課題。絕緣塗料不僅擁有塗料的耐溫、防腐和防潮功 能，還具有優異的電絕緣性能，被廣泛用於電機、變壓器、電線電纜等。絕緣塗料可直接塗復 在變電站母線上、高壓開關櫃內、與電源接觸的金屬表面及室外裸銅線等供電設施處，有效 地防止因小動物或雷雨大風造成的相間短路、火災及人身觸電等事故。
[0004] 現有的絕緣塗料大部分為環氧體系，主要原因是環氧體系的防腐和絕緣性能突 出。但當環氧塗料應用於戶外時，環氧樹脂中的醚鍵受紫外光照射易斷裂，導致塗層老化起 粉，最終使導電設備暴露而產生危險。同時，由於環氧樹脂本身粘度很大，一般需要溶劑進 行稀釋，在施工過程中，會導致大量可揮發有機物（V0C)的排放。揮發有機物一般都易燃、 並有一定毒性，汙染大氣層，對人體和環境造成危害。因此，為減少揮發有機物的排放，無溶 劑或水性塗料已成為工業塗料未來發展的方向。另外，絕緣塗料的阻燃功能也非常重要。盡 管現有的這些環氧絕緣塗料也有個別具備阻燃功能，但未見其阻燃效果的相關資料。因此， 如何克服現有絕緣塗料技術的不足是目前塗料【技術領域】亟需解決的問題。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在於提供一種無溶劑聚 氨酯阻燃絕緣塗料。該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料不僅具有優異的絕緣性能，而且其阻燃 性能優良，並具有無溶劑、環保的特點。
[0006] 本發明的另一目的在於提供一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料的製備方法。
[0007] 本發明的再一目的在於提供一種上述無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料的應用。
[0008] 本發明目的通過以下技術方案實現：
[0009] -種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料由以下按質量份 數計的組分組成：
[0010] 改性蓖麻醉酸聚酯多兒醉 50?70份 附燃劑 20?30份 壎料 5?20份 農而活性劑 1?2份 催化劑 0.5?1份 異Μ酸_罔化劑 20?30份
[0011] 所述改性蓖麻醇酸聚酯多元醇按照以下步驟製備得到：
[0012] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應器中加入60?80質量份蓖麻油 酸、8?15質量份多元醇以及酯化催化劑，加熱140°C反應1?1. 5小時，然後升溫至180? 200°C時，恆溫反應2?4小時，冷卻至室溫待用；
[0013] 所述多元醇為1，2-丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、PEG200、甘油、三羥甲基丙烷或 季戊四醇，優選為甘油、三羥甲基丙烷或季戊四醇；
[0014] 所述酯化催化劑為磷酸三丁酯或鈦酸四丁酯。
[0015] 所述阻燃劑為無機阻燃劑、滷系阻燃劑、磷系阻燃劑；所述填料為碳酸鈣、氫氧化 鋁、二氧化鈦、二氧化矽、氧化鋁、矽微粉或碳化矽；所述表面活性劑為非離子表面活性劑； 所述催化劑為胺類催化劑和有機金屬催化劑；所述異氰酸酯固化劑為異佛爾酮二異氰酸 酯（IPDI)、甲苯二異氰酸酯（TDI)、六亞甲基二異氰酸酯（HDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)、聚合甲苯二異氰酸酯（聚合TDI)或聚合二苯基甲烷二異氰酸酯（聚合MDI)。
[0016] 所述阻燃劑優選為溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙燒、八溴醚和十溴二苯醚中的一種， 與三氧化二銻組成的阻燃體系；所述填料優選為矽微粉、氧化鋁或二氧化矽；所述表面活 性劑優選為含矽表面活性劑或含氟表面活性劑；所述催化劑優選為辛酸亞錫和二丁基錫二 月桂酸酯；所述異氰酸酯固化劑優選為聚合甲苯二異氰酸酯（聚合TDI)或聚合二苯基甲烷 二異氰酸酯（聚合MDI)。
[0017] 所述表面活性劑更加優選為DCA135、FS-1100、EDL-3150。
[0018] 上述無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料的製備方法，按照以下操作步驟：將改性蓖麻醇 酸聚酯多元醇、阻燃劑、填料、表面活性劑、催化劑混合分散均勻製成A組份，將異氰酸酯固 化劑單獨包裝成B組份；使用時，將B組份加入到A組份，攪拌均勻即可使用。
[0019] 上述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料在電機、變壓器、電線電纜的表面絕緣防 護和修復中的應用。
[0020] 本發明相對於現有技術具有如下的優點及效果：
[0021] 1)本發明技術所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料不僅具有良好的絕緣性能，還具 有優異的阻燃性能，阻燃等級可達到V-0。
[0022] 2)本發明技術所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料為綠色技術產品，無揮發性有機 物排放，符合環保要求和發展趨勢。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
[0024] 實施例1
[0025] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應器中加入60份蓖麻油酸、10份季 戊四醇以及催化量的磷酸三丁酯，加熱140°C反應1小時，然後升溫至190°C時，恆溫反應3 小時，冷卻至室溫待用。
[0026] 實施例2
[0027] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應器中加入65份蓖麻油酸、8份甘 油以及催化量的鈦酸四丁酯，加熱140°C反應1. 5小時，然後升溫至180°C時，恆溫反應4小 時，冷卻至室溫待用。
[0028] 實施例3
[0029] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應器中加入80份蓖麻油酸、15份三 羥甲基丙烷以及催化量的鈦酸四丁酯，加熱140°C左右反應1小時，然後升溫至200°C時，恆 溫反應2小時，冷卻至室溫待用。
[0030] 實施例4
[0031] 一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，包含以下按質量份計的成份：
[0032] 改性蓖麻》酸聚酯多元醇（實施例1所得）50份 溴化聚苯乙烯： 20份 4氧化二銻： 5份 矽微粉： 5份 FS4100 (湖丨有有色郴州氟化學存P艮公司）：丨份 辛酸亞錫： 0.5份 聚介TDh 20份
[0033] 將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、溴化聚苯乙烯、三氧化二銻、矽微粉、FS-1100和辛酸 亞錫混合併分散均勻製成A組份，將聚合TDI單獨包裝成B組份。使用時，將B組份加入到 A組份，攪拌均勻，可採用輥塗或刷塗方式進行塗膜。
[0034] 實施例5
[0035] -種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，包含以下按質量份計的成份：
[0036] 改性ll麻醉酸聚_多兒酔（實施例2所?): 70份 十溴+ 苯乙烷： 25份 …:?化：銻： 5份 + :?化娃： 10份 DCA435 (廣州丨U銳聚化.I:科技#限公"：J ): 2份 辛酸亞錫： 0.6份 聚合MDI: 30份
[0037] 將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、十溴二苯乙烷、三氧化二銻、二氧化矽、DCA-135和辛 酸亞錫混合併分散均勻製成A組份，將聚合MDI單獨包裝成B組份。使用時，將B組份加入 到A組份，攪拌均勻，可採用輥塗或刷塗方式進行塗膜。
[0038] 實施例6
[0039] -種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，包含以下按質量份計的成份：
[0040] 改性蓖麻酡酸聚Pi多兒醇（實施_ 2所得）：60份 八溴鍵.· 16份 -i氧化二銻: 4份 二氧優鈥： 20份 EDL-3150 (廣州致輝精化股份有限公》:<] ): 1,5份 二丁堆錫:月桂酸酯： 1份 聚介 MDL· 25 ft
[0041] 將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、八溴醚、三氧化二銻、二氧化鈦、EDL-3150和二丁基 錫二月桂酸酯混合併分散均勻製成A組份，將聚合MDI單獨包裝成B組份。使用時，將B組 份加入到A組份，攪拌均勻，可採用輥塗或刷塗方式進行塗膜。
[0042] 實施例7
[0043] 一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，包含以下按質量份計的成份：
[0044]
【權利要求】
1. 一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，其特徵在於：該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料由以 下按質量份數計的組分組成： 改性蓖麻酢?聚酯多兀醇 50?70份 阻燃劑 20?30份 填料 5?20份 表面活性劑 1?2份 催化劑 0.5?1份 異氰酸酯同化劑 20?30份 所述改性蓖麻醇酸聚酯多元醇按照以下步驟製備得到： 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應器中加入60?80質量份蓖麻油酸、 8?15質量份多元醇以及酯化催化劑，加熱140°C反應1?1. 5小時，然後升溫至180? 200°C時，恆溫反應2?4小時，冷卻至室溫待用； 所述多元醇為1，2-丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、PEG200、甘油、三羥甲基丙烷或季戊 四醇； 所述酯化催化劑為磷酸三丁酯或鈦酸四丁酯。
2. 根據權利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，其特徵在於：所述多元醇 為甘油、三羥甲基丙烷或季戊四醇。
3. 根據權利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，其特徵在於：所述阻燃劑 為無機阻燃劑、滷系阻燃劑、磷系阻燃劑；所述填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化鈦、二氧化 矽、氧化鋁、矽微粉或碳化矽；所述表面活性劑為非離子表面活性劑；所述催化劑為胺類催 化劑和有機金屬催化劑；所述異氰酸酯固化劑為異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六 亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、聚合甲苯二異氰酸酯或聚合二苯基甲烷二異 氰酸酯。
4. 根據權利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，其特徵在於：所述阻燃劑 為溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷、八溴醚和十溴二苯醚中的一種，與三氧化二銻組成的阻燃 體系；所述填料為矽微粉、氧化鋁或二氧化矽；所述表面活性劑為含矽表面活性劑或含氟 表面活性劑；所述催化劑為辛酸亞錫和二丁基錫二月桂酸酯；所述異氰酸酯固化劑為聚合 甲苯二異氰酸酯或聚合二苯基甲烷二異氰酸酯。
5. 根據權利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料，其特徵在於：所述表面活 性劑為 DCA135、FS-1100、EDL-3150。
6. 根據權利要求1?5任一項所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料的製備方法，其特徵 在於按照以下操作步驟：將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、阻燃劑、填料、表面活性劑、催化劑混 合分散均勻製成A組份，將異氰酸酯固化劑單獨包裝成B組份；使用時，將B組份加入到A 組份，攪拌均勻即可使用。
7. 根據權利要求1?5任一項所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣塗料在電機、變壓器、電線 電纜的表面絕緣防護和修復中的應用。
【文檔編號】C09D175/06GK104098998SQ201410342733
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】梁利巖, 胡德焯, 陳玉放, 黃曉梅, 吳昆 , 史珺 申請人:中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地, 中科院廣州化學有限公司