一種耐熱型紫外光固化絕緣漆及其製備方法
2023-05-23 01:35:51
一種耐熱型紫外光固化絕緣漆及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐熱型紫外光固化絕緣漆，包括光敏有機樹脂50~70重量份、光活性稀釋劑 30~55重量份、阻聚劑0.01~0.02重量份、光引發劑1.5~3.5重量份、交聯劑0.5~1.5重量份、消泡劑0.5~1重量份、流平劑0.5~1重量份。本發明公開的是一種用於漆包線的環境友好型快速固化絕緣漆，其使用過程中揮發性有機物排放較低，可以在紫外線照射下快速固化，具有環保、高效、節能等特點。
【專利說明】一種耐熱型紫外光固化絕緣漆及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐熱性紫外光固化絕緣漆及其製備方法，屬於絕緣漆領域。
【背景技術】
[0002]電氣絕緣用漆通稱絕緣漆，是電機、電器工業中用來起電絕緣作用的塗料，它是以高分子材料為基礎，能在一定的條件下固化成絕緣膜或絕緣整體的重要功能材料。絕緣漆主要用作漆包線漆(包括各種規格的漆包銅圓線、漆包鋁圓線、漆包扁銅線和漆包扁鋁線以及各種複合型漆包線等)、浸潰漆等。絕緣漆除起到電絕緣作用外，還能使被塗覆的器件具有一定的保護、裝飾作用。
[0003]耐熱型絕緣漆是指具有較高溫度指數、可以在較高溫度下(比如155°C以上)長期工作的絕緣漆。使用耐熱性好的絕緣漆對縮小電機電器的體積，小型輕量、提高功率和延長電機的使用壽命都有重大意義。隨著技術發展，各主要工業國已使耐熱絕緣漆成為漆包線的主要品種。耐熱絕緣漆在漆包線用量中的比例將隨著我國電機行業的發展而迅速擴大，但不可忽視的是，傳統耐熱絕緣漆(主要有聚酯亞胺漆、聚醯亞胺漆和聚醯胺-醯亞胺漆等)的製備及塗覆、固化過程中的許多環節不能滿足環境友好及高效率、低能耗的要求。紫外光固化絕緣漆是一種新型的環保絕緣漆。絕緣漆的紫外光固化技術徹底消除了傳統絕緣漆揮發性有機物質含量大，能耗高的缺陷，十分切合當今社會對於節能、減排的倡導和要求。
[0004]CN103694866A已經公開了一種光固化絕緣漆的製備方法和使用方法，即製備一種含有紫外光活性基團的樹脂及其相匹配的稀釋劑體系配成漆料，該漆料可在一定功率的紫外光及一定濃度光引發劑的作用下快速固化成膜，在使用中幾乎無有機揮發物(VOC)的釋放，環保性能極佳。但該發明合成樹脂所用原材料範圍有限，成本較高，所得樹脂的耐熱性能差別也很大。
【發明內容】
[0005]針對現有耐熱絕緣漆VOC含量過高、環保性能差、使用中對空氣汙染嚴重、操作工人工作條件惡劣等缺陷，本發明目的在於提供了一種紫外光固化型耐高溫環保絕緣漆。該絕緣漆的突出特點在於具有高耐熱性的同時，環保性能極佳，可從根本上解決傳統耐熱絕緣漆的一系列環保問題。
[0006]本發明的上述目的是通過如下技術方案實現的:
本發明的技術方案為:一種耐熱型紫外光固化絕緣漆，以重量份計，包括如下組分:
光敏有機樹脂 5(Γ70
光活性稀釋劑 3(Γ55
阻聚劑0.ΟΓΟ.02
光引發劑1.5?3.5
交聯劑0.5^1.5
消泡劑0.5^1 流平劑0.5?I。
[0007]所述的光敏有機樹脂是聚酯醯亞胺樹脂的改性產物中的一種或幾種。具體指分子結構中兼具聚酯和亞胺的結構單元的光活性樹脂，其通過含有雙鍵原料、含羥基原料、含氨基原料、含羧基原料或酸酐原料中的幾種經過聚合反應得到。
[0008]具體而言，所述光活性聚酯醯亞胺或其改性樹脂是通過將一定比例(摩爾比)的含雙鍵原料(15?25)與一定比例的含羥基原料(52飛O)、含氨基原料(5?8)、含羧基或含酸酐原料(4(Γ48)中的一種或幾種在一定溫度下進行聚合反應，通過測量酸值檢測反應進行的程度。待反應趨於完全時停止加熱，降溫，加入光活性稀釋劑及阻聚劑，攪拌均勻，出料而製備得到的。所述含雙鍵原料摩爾比優選15-20，更有選15-18 ;含羥基原料摩爾比優選55-60，更有選58-60 ;含氨基原料摩爾比優選6_7 ;含羧基或含酸酐原料摩爾比優選45-48。
[0009]在上述技術方案中，所述含雙鍵是指那些結構中含有雙鍵的不飽和物質，可以是烯、或含有雙鍵的不飽和酸、醇、氨、酯、酸酐等。具體而言，本發明中所述含活性雙鍵原料包括但不限於:丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、反式馬來酸酐、順式馬來酸酐、烯丙醇、雙環戊二烯等。
[0010]在上述技術方案中，所述含羥基(或氨基)原料是指那些結構中含有羥基(或氨基)的物質，可以是醇，包括一元醇、多元醇；酚，包括一元酚、多元酚；多元胺，胺基酸等。具體而言，本發明中所述羥基(或氨基)原料包括但不限於:尿素、三聚氰胺、己二胺、環己二胺、二氨基二苯醚、4，4-二氨基二苯甲烷、乙二醇、丙二醇、丙三醇、雙酚Α、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、新戊二醇等。
[0011 ] 在上述技術方案中，所述含羧基(或酸酐)原料是指那些結構中含有羧基(或酸酐)的物質。可以是飽和酸或不飽和酸，可以是一元酸也可以是多元酸。具體而言，所述含羧基原料或含酸酐原料包括但不限於苯酐、對苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三酸酐、鄰苯二甲酸、2，6-萘二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、順式馬來酸酐、反式馬來酸酐、己二酸、均苯二酐等。
[0012]在本發明的一個具體實例中，所述聚酯醯亞胺樹脂是由均苯四甲酸酐，4，4-二氨基二苯甲烷，苯二甲酸酐，順丁烯二酸酐，乙二醇和丙三醇聚合而成。
[0013]在本發明的另一個具體實例中，所述聚酯醯亞胺樹脂是由均苯四甲酸酐，4，4-二氨基二苯甲烷，苯二甲酸酐，順丁烯二酸酐，乙二醇和三(2-羥乙基)異氰尿酸酯聚合而成。
[0014]在本發明的另一個具體實例中，所述聚酯醯亞胺樹脂是由均苯四甲酸酐，4，4-二氨基二苯甲烷，對苯二甲酸二甲酯，順丁烯二酸酐，乙二醇和三(2-羥乙基)異氰尿酸酯聚合--? 。
[0015]在本發明中，所述光活性稀釋劑是指含雙鍵的小分子酯類，包括但不限於丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、氨基甲酸酯單丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。其用量可以是30、35、40、45、50或55重量份。
[0016]在本發明中，所述阻聚劑是指分子可與鏈自由基反應，形成非自由基物質或不能引發的低活性自由基，從而使聚合終止的物質。可以是酚類阻聚劑、醌類阻聚劑、芳烴硝基化合物阻聚劑、無機化合物阻聚劑。具體而言，所述阻聚劑包括但不限於:對苯二酚、對苯醌、酚噻嗪、β -苯基萘胺、對叔丁基鄰苯二酚、亞甲基藍、1，1-二苯基-2-苦肼、2，2，6，6-四甲基喊唳氣氧自由基等。
[0017]本發明的耐熱型紫外光固化絕緣漆是通過如下方法製備的:將上述已製備好的光活性樹脂按比例加入光引發劑、交聯劑、消泡劑、流平劑、偶聯劑等，攪拌均勻，通過共混研磨，出料得到絕緣漆。
[0018]在本發明中，所述光引發劑優選為裂解型引發劑，具體包括但不限於:1173、184、907、369、1490、1700等。光引發劑優選為絕緣漆中的1.5,1.8,2.0,2.5,3.0,3.5重量份。
[0019]在本發明中，所述交聯劑的作用是在線型的分子之間產生化學鍵，使線型分子相互連在一起，形成網狀結構。例如，往往是分子中含有多個反應性基團的物質，具體而言，本發明的交聯劑包括但不限於:鈦酸丁酯、二乙烯基苯、鈦酸乙酯、N，N-亞甲基雙丙烯醯胺等。其用量可以是光固化絕緣漆中的0.5,0.8,1.0,1.2,1.5重量份。
[0020]在本發明中，所述消泡劑可以是市售用於油漆消泡的有機矽氧烷、聚醚、矽和醚接枝、含胺、亞胺和醯胺類等消泡劑，具體而言，本發明的消泡劑包括但不限於:聚二甲基矽氧烷、有機矽消泡劑、磷酸三丁酯等。其用量可以是光固化絕緣漆中的0.3,0.5,0.8重量份。
[0021]在本發明中，所述流平劑可以是市售用於光固化塗料體系的各種流平劑，包括有機矽型，例如矽油、聚二甲基矽氧烷、聚醚聚酯改性有機矽氧烷、烷基改性有機矽氧烷、端基改性有機矽；也可以是丙烯酸酯型，例如丙烯酸樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等。其用量可以是光固化絕緣漆中的0.3,0.5,0.8重量份。
[0022]本發明與現有技術相比較，具有的優點和產生的積極效果如下:是一種用於漆包線的環境友好型快速固化絕緣漆，其使用過程中揮發性有機物排放較低，可以在紫外線照射下快速固化，具有環保、高效、節能等特點。固化後絕緣塗層有良好耐熱性。溫度指數可達到155及180級。如以本發明絕緣漆生產的公稱直徑為1.0mm的銅導體漆包線，其常溫擊穿電壓可達1kV以上，卷繞直徑為Imm不開裂，漆膜連續性測試針孔數為零，軟化擊穿300°C下1min不擊穿，熱衝擊在200°C下30min後2倍直徑卷繞不開裂，急拉斷後漆皮與銅線不脫離。
【具體實施方式】
[0023]下面結合技術方案，詳細敘述本發明的實施方式。
[0024]實施例1:
在裝有攪拌器、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中通入惰性氣體，將四口燒瓶衝洗乾淨，然後向燒瓶中加入準確量的均苯四甲酸酐58.76g，4，4- 二氨基二苯甲烷30.62g，苯二甲酸酐44.7g，順丁烯二酸酐15g、乙二醇43.6g，丙三醇21.lg。對反應瓶內物料進行加熱，並開始攪拌。調節物料溫度在160°C左右，控制分餾管出口溫度不得超過100°C。當反應物料溫度達到175°C時開始回流，溫度即降到160°C左右，繼續回流。回流15min後用移液管取樣測定酸值，以後每30min測定一次酸值。待酸值低於135mg/g後對系統進行減壓蒸懼,酸值快速下降。增大惰性氣體流量，同時升高反應物溫度至190°C,持續反應，當酸值低於50mg/g後停止加熱，停止蒸餾。
[0025]待物料溫度低於100°C時加入50g苯乙烯和50g丙烯酸丁酯，Ig對苯二酚，繼續攪拌、降溫到室溫。再加入0.5g有機矽消泡劑，0.5g流平劑，0.5g偶聯劑，6g光引發劑1173，攪拌均勻後使物料儘快冷卻，出料。
[0026]所得絕緣漆的溫度指數可達155級。將該絕緣漆塗覆在公稱直徑為1.0mm的銅導體上並輔以恰當的成膜工藝製成漆包線，其常溫擊穿電壓可達1kV以上，卷繞直徑為Imm不開裂，漆膜連續性測試針孔數為零，軟化擊穿295°C下2min不擊穿，熱衝擊190°C下30min後2倍直徑卷繞不開裂，急拉斷後漆皮與銅線不脫離。
[0027]實施例2:
在裝有攪拌器、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中通入惰性氣體，將四口燒瓶衝洗乾淨，然後向燒瓶中加入準確量的均苯四甲酸酐58.76g，4，4- 二氨基二苯甲烷30.62g，苯二甲酸酐44.1g,順丁烯二酸酐15g、乙二醇43.6g，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯38.5g。對反應瓶內物料進行加熱，並開始攪拌。調節物料溫度在160°C左右，控制分餾管出口溫度不得超過100°C。當反應物料溫度達到175°C時開始回流，溫度即降到160°C左右，繼續回流。回流15min後用移液管取樣測定酸值，以後每30min測定一次酸值。待酸值低於135mg/g後對系統進行減壓蒸餾，酸值快速下降。增大惰性氣體流量，同時升高反應物溫度至190°C，持續反應，當酸值低於50mg/g後停止加熱，停止蒸餾。
[0028]待物料溫度低於100°C時加入50g苯乙烯和50g丙烯酸丁酯，Ig對苯二酚，繼續攪拌、降溫到室溫。再加入0.5g有機矽消泡劑，0.5g流平劑，0.5g偶聯劑，6g光引發劑1173，攪拌均勻後使物料儘快冷卻，出料。
[0029]所得絕緣漆的溫度指數可達180級。將該絕緣漆塗覆在公稱直徑為1.0mm的銅導體上並輔以恰當的成膜工藝製成漆包線，其常溫擊穿電壓可達1kV以上，卷繞直徑為Imm不開裂，漆膜連續性測試針孔數為零，軟化擊穿315°C下2min不擊穿，熱衝擊210°C下30min後2倍直徑卷繞不開裂，急拉斷後漆皮與銅線不脫離。
[0030]實施例3:
在裝有攪拌器、冷凝器和溫度計的四口燒瓶中通入惰性氣體，將四口燒瓶衝洗乾淨，然後向燒瓶中加入準確量的均苯四甲酸酐58.76g，4，4- 二氨基二苯甲烷30.62g，對苯二甲酸二甲酯58.5g，順丁烯二酸酐15g、乙二醇43.6g，三(2-羥乙基)異氰尿酸酯38.5g。對反應瓶內物料進行加熱，並開始攪拌。調節物料溫度在160°C左右，控制分餾管出口溫度不得超過100°C。當反應物料溫度達到175°C時開始回流，溫度即降到160°C左右，繼續回流。回流15min後用移液管取樣測定酸值，以後每30min測定一次酸值。待酸值低於135mg/g後對系統進行減壓蒸餾，酸值快速下降。增大惰性氣體流量，同時升高反應物溫度至190°C，持續反應，當酸值低於50mg/g後停止加熱,停止蒸懼。
[0031]待物料溫度低於100°C時加入50g苯乙烯和50g丙烯酸丁酯，Ig對苯二酚，繼續攪拌、降溫到室溫。再加入0.5g有機矽消泡劑，0.5g流平劑，0.5g偶聯劑，6g光引發劑1173，攪拌均勻後使物料儘快冷卻，出料。所得絕緣漆的溫度指數可達180級。
[0032]所得絕緣漆的溫度指數可達180級。將該絕緣漆塗覆在公稱直徑為1.0mm的銅導體上並輔以恰當的成膜工藝製成漆包線，其常溫擊穿電壓可達1kV以上，卷繞直徑為Imm不開裂，漆膜連續性測試針孔數為零，軟化擊穿320°C下2min不擊穿，熱衝擊205°C下30min後2倍直徑卷繞不開裂，急拉斷後漆皮與銅線不脫離。
【權利要求】
1.一種耐熱型紫外光固化絕緣漆，以重量份計，包括如下組分: 光敏有機樹脂 50-70 光活性稀釋劑 30-55 阻聚劑0.01-0.02 光引發劑1.5-3.5 交聯劑0.5-1.5 消泡劑0.5-1 流平劑0.5-1。
2.如權利要求1所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，所述光敏有機樹脂為聚酯醯亞胺樹脂或其改性產物中的一種或幾種；所述聚酯醯亞胺樹脂由任選自含有雙鍵原料、含羥基原料、含氨基原料、含羧基原料或酸酐原料中的幾種經過聚合反應得到；所述光敏有機樹脂為55、60或65重量份。
3.如權利要求2所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，其中所述含雙鍵原料、含羥基原料、含氨基原料、含羧基或酸酐原料的摩爾比分別為15?25:52^60:5^8:4(Γ48。
4.如權利要求2或3所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，其中所述含有雙鍵原料選自丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、反式馬來酸酐、順式馬來酸酐、烯丙醇、雙環戊二烯中的一種或幾種； 所述含羥基(或氨基)原料選自尿素、三聚氰胺、己二胺、環己二胺、二氨基二苯醚、4，4-二氨基二苯甲烷、乙二醇、丙二醇、丙三醇、雙酚Α、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、新戊二醇中的一種或幾種； 所述含羧基(或酸酐)原料選自苯酐、對苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三酸酐、鄰苯二甲酸、2，6-萘二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、順式馬來酸酐、反式馬來酸酐、己二酸、均苯二酐中的一種或幾種。
5.如權利要求1-4任一項所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，其中所述光活性稀釋劑選自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、氨基甲酸酯單丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種；所述光活性稀釋劑優選為30、35、40、45、50或55重量份。
6.如權利要求1-5任一項所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，其中所述阻聚劑選自對苯二酚、對苯醌、酚噻嗪、苯基萘胺、對叔丁基鄰苯二酚、亞甲基藍、1，1-二苯基-2-苦肼、2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基中的一種或幾種。
7.如權利要求1-6任一項所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，其中所述光引發劑選自1173、184、907、369、1490、1700中的一種或幾種；所述光引發劑優選為1.5,1.8,2.0,2.5、3.0或3.5重量份。
8.如權利要求1-7任一項所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，其中所述交聯劑選自鈦酸丁酯、二乙烯基苯、鈦酸乙酯、N，N-亞甲基雙丙烯醯胺中的一種或幾種；所述交聯劑優選為0.5,0.8,1.0,1.2 或 1.5 重量份； 優選所述消泡劑選自聚二甲基矽氧烷、有機矽消泡劑、磷酸三丁酯一種或幾種；所述消泡劑優選為0.5、0.8或1.0重量份。
9.如權利要求1-8任一項所述的耐熱型紫外光固化絕緣漆，其中所述流平劑選自矽油、聚二甲基矽氧烷、聚醚聚酯改性有機矽氧烷、烷基改性有機矽氧烷、端基改性有機矽、丙烯酸樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂中的的一種或幾種；所述流平劑為0.5,0.8或1.0重量份。
10.權利要求1-9任一項所述耐熱型紫外光固化絕緣漆的製備方法，包括將光活性樹脂按比例加入光引發齊?、交聯劑、消泡齊?、流平齊?、偶聯劑等，攪拌均勻，通過共混研磨，出料得到絕緣漆。
【文檔編號】C09D7/12GK104356933SQ201410611851
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】馬素德, 吳聲坤, 趙珉 申請人:四川優特光電科技有限公司