一種用於電器的絕緣防火塗料及其製備方法與流程
2023-10-23 20:25:52 2
本發明涉及塗料技術領域，具體涉及一種用於電器的絕緣防火塗料及其製備方法。
背景技術：
在電器表面塗覆絕緣塗料就是使用不導電的物質將帶電體隔離或包裹起來，以對觸電起保護作用的一種安全措施。良好的絕緣對於保證家用電器與線路的安全運行，防止人身觸電事故的發生是最基本的和最可靠的手段。但是現有的塗料耐高溫性、耐水性差，長期使用容易開裂。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種用於電器的絕緣防火塗料及其製備方法，塗料使用在電器表面之後，結合性能強，長期使用不開裂，可以在電器表面形成一層疏水分子層，具有防水、防火、絕緣、耐磨的作用。
本發明提供了如下的技術方案：一種用於電器的絕緣防火塗料，包括以下份計的原料：改性丙烯酸樹脂55~65份、有機矽改性環氧樹脂40~45份、丙烯酸乳液30~40份、絕緣添加劑30~40份、改性空心玻璃微珠20~25份、助劑10~20份和水65~75份；
所述改性丙烯酸樹脂包括以下份計的原料：甲基丙烯酸甲酯18~20份、苯乙烯14~16份、丙烯酸異辛酯9~12份、丙烯酸丁酯6~8份、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷5~7份、二甲苯3~5份和偶氮二異丁腈1~2份；
所述改性空心玻璃微珠包括以下份計的原料：空心玻璃微珠10~15份、氫氟酸溶液8~10份和磷酸鉻鋁溶液8~10份；
所述助劑包括以下份計的原料：阻燃劑3~5份、分散劑2~3份、成膜助劑1~2份、潤滑劑1~2份和抗氧化劑1~2份。
其中，包括以下份計的原料：改性丙烯酸樹脂60份、有機矽改性環氧樹脂42.5份、丙烯酸乳液35份、絕緣添加劑35份、改性空心玻璃微珠22.5份、助劑15份和水70份；
所述改性丙烯酸樹脂包括以下份計的原料：甲基丙烯酸甲酯19份、苯乙烯15份、丙烯酸異辛酯10份、丙烯酸丁酯7份、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷6份、二甲苯4份和偶氮二異丁腈1.5份；
所述改性空心玻璃微珠包括以下份計的原料：空心玻璃微珠12.5份、氫氟酸溶液9份和磷酸鉻鋁溶液9份；
所述助劑包括以下份計的原料：阻燃劑4份、分散劑2.5份、成膜助劑1.5份、潤滑劑1.5份和抗氧化劑1.5份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂包括以下份計的原料：氨基矽油14~16份、雙酚a環氧樹脂20~25份和二氨基二苯甲烷14~16份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂的製備方法為：將氨基矽油和雙酚a環氧樹脂混合，溶解於丙酮中，以100~120r/min的轉速攪拌10~15min，升溫至100~110攝氏度，反應1~2h，反應結束後，減壓蒸餾去除丙酮，得到混合物料，向其中加入二氨基二苯甲烷混合，以200~300r/min的轉速攪拌10~20min，乾燥，冷卻後得到所述有機矽改性環氧樹脂。
其中，所述絕緣添加劑包括以下份計的原料：煅燒高嶺土5~8份、聚四氟乙烯5~8份、陶瓷微粉5~8份、巴西棕櫚蠟3~5份、氯磺化聚乙烯2~3份、石棉粉2~3份、玻璃纖維粉0.8~1.2份、納米膠粉0.4~0.6份、矽酸鎂鋁0.4~0.6份和松香0.2~0.4份。
其中，所述阻燃劑包括以下份計的原料：氫氧化鋁微粉1~2份、碳化矽1~2份、氫氧化鎂0.4~0.6份、碳酸鈣0.4~0.6份和硼酸鋅0.2~0.4份。
其中，所述分散劑為油酸鈉、羧酸鉀和磺酸鈉中的一種或者幾種，所述成膜助劑為乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇和丙二醇中的一種或幾種。
其中，所述潤滑劑為石蠟、硬脂酸、硬脂酸丁酯和油醯胺中的一種或幾種，所述抗氧化劑為丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯和叔丁基對苯二酚的一種或幾種。
本發明提供一種絕緣防火塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心玻璃微珠
稱取空心玻璃微珠，將空心玻璃微珠放入氫氟酸溶液中，以100~110r/min轉速攪拌30~50min，使其均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，取出；
將乾燥處理後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以220~250r/min轉速混合攪拌40~50min，均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為300~400℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠；
（2）、製備改性丙烯酸樹脂
按照配比稱取甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯和丙烯酸丁酯，混合均勻，加入偶氮二異丁腈，室溫下以100~120r/min的轉速混合攪拌40～50min至混合溶解均勻，得到預聚體；
使用恆壓滴液漏鬥將前述預聚體滴加入二甲苯中，滴加結束後，控制溫度為55~65攝氏度聚合反應1~2h，然後加入γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷，在45~55攝氏度下繼續反應30~40min，得到改性丙烯酸樹脂，備用；
（3）、將步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠和步驟（2）得到的改性丙烯酸樹脂混合，分散均勻後加入剩餘原料，以200~250r/min轉速攪拌40~50min，得到所述用於電器的絕緣防火塗料。
本發明的有益效果：塗料使用在電器表面之後，結合性能強，長期使用不開裂，可以在電器表面形成一層疏水分子層，具有防水、防火、絕緣、耐磨的作用，具體如下：
（1）、本發明在原料中添加阻燃劑，改善塗料的阻燃防火性能，提高使用安全性，塗覆於電器上，當電器遇火燃燒時，本發明可以使其產生的煙霧及有毒氣體較少，具有抑制煙霧的效果，減少有毒煙霧的發生量，在使用過程中不會對人體造成傷害，對電器具有很好的保護作用；
（2）、本發明在原料中添加煅燒高嶺土、聚四氟乙烯、陶瓷微粉、巴西棕櫚蠟、氯磺化聚乙烯、石棉粉、玻璃纖維粉、納米膠粉、矽酸鎂鋁和松香製備絕緣添加劑，不僅能夠有效提高塗料的絕緣性，還可以輔助提高漆膜的機械性能；
（3）、本發明在原料中添加改性丙烯酸樹脂和有機矽改性環氧樹脂，起到提高塗料防火、防腐和耐水性的作用，將兩者與丙烯酸乳液混合，具有協同增效效果，可以增加粘接能力；其中的改性丙烯酸樹脂，提高了丙烯酸樹脂的耐候性並降低表面張力，提高了塗膜的疏水性，自清潔性良好；
（4）、本發明在原料中添加改性空心玻璃微珠，由氫氟酸溶液和磷酸鉻鋁溶液對其表面改性並配合高溫煅燒製得，空心玻璃微珠的主要成分為鹼石灰硼矽酸鹽玻璃，改性後的空心玻璃微珠，具有中空、質輕、耐火等優點。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
實施例1
一種用於電器的絕緣防火塗料，包括以下份計的原料：改性丙烯酸樹脂55份、有機矽改性環氧樹脂40份、丙烯酸乳液30份、絕緣添加劑30份、改性空心玻璃微珠20份、助劑10份和水65份；
所述改性丙烯酸樹脂包括以下份計的原料：甲基丙烯酸甲酯18份、苯乙烯14份、丙烯酸異辛酯9份、丙烯酸丁酯6份、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷5份、二甲苯3份和偶氮二異丁腈1份；
所述改性空心玻璃微珠包括以下份計的原料：空心玻璃微珠10份、氫氟酸溶液8份和磷酸鉻鋁溶液8份；
所述助劑包括以下份計的原料：阻燃劑3份、分散劑2份、成膜助劑1份、潤滑劑1份和抗氧化劑1份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂包括以下份計的原料：氨基矽油14份、雙酚a環氧樹脂20份和二氨基二苯甲烷14份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂的製備方法為：將氨基矽油和雙酚a環氧樹脂混合，溶解於丙酮中，以100r/min的轉速攪拌10min，升溫至100攝氏度，反應1h，反應結束後，減壓蒸餾去除丙酮，得到混合物料，向其中加入二氨基二苯甲烷混合，以200r/min的轉速攪拌10min，乾燥，冷卻後得到所述有機矽改性環氧樹脂。
其中，所述絕緣添加劑包括以下份計的原料：煅燒高嶺土5份、聚四氟乙烯5份、陶瓷微粉5份、巴西棕櫚蠟3份、氯磺化聚乙烯2份、石棉粉2份、玻璃纖維粉0.8份、納米膠粉0.4份、矽酸鎂鋁0.4份和松香0.2份。
其中，所述阻燃劑包括以下份計的原料：氫氧化鋁微粉1份、碳化矽1份、氫氧化鎂0.4份、碳酸鈣0.4份和硼酸鋅0.2份。
其中，所述分散劑為油酸鈉，所述成膜助劑為乙二醇乙醚。
其中，所述潤滑劑為石蠟，所述抗氧化劑為丁基羥基茴香醚。
本實施例中提供一種絕緣防火塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心玻璃微珠
稱取空心玻璃微珠，將空心玻璃微珠放入氫氟酸溶液中，以100r/min轉速攪拌30min，使其均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，取出；
將乾燥處理後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以220r/min轉速混合攪拌40min，均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為300℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠；
（2）、製備改性丙烯酸樹脂
按照配比稱取甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯和丙烯酸丁酯，混合均勻，加入偶氮二異丁腈，室溫下以100r/min的轉速混合攪拌40min至混合溶解均勻，得到預聚體；
使用恆壓滴液漏鬥將前述預聚體滴加入二甲苯中，滴加結束後，控制溫度為55攝氏度聚合反應1h，然後加入γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷，在45攝氏度下繼續反應30min，得到改性丙烯酸樹脂，備用；
（3）、將步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠和步驟（2）得到的改性丙烯酸樹脂混合，分散均勻後加入剩餘原料，以200r/min轉速攪拌40min，得到所述用於電器的絕緣防火塗料。
實施例2
一種用於電器的絕緣防火塗料，包括以下份計的原料：改性丙烯酸樹脂65份、有機矽改性環氧樹脂45份、丙烯酸乳液40份、絕緣添加劑40份、改性空心玻璃微珠25份、助劑20份和水75份；
所述改性丙烯酸樹脂包括以下份計的原料：甲基丙烯酸甲酯20份、苯乙烯16份、丙烯酸異辛酯12份、丙烯酸丁酯8份、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷7份、二甲苯5份和偶氮二異丁腈2份；
所述改性空心玻璃微珠包括以下份計的原料：空心玻璃微珠15份、氫氟酸溶液10份和磷酸鉻鋁溶液10份；
所述助劑包括以下份計的原料：阻燃劑5份、分散劑3份、成膜助劑2份、潤滑劑2份和抗氧化劑2份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂包括以下份計的原料：氨基矽油16份、雙酚a環氧樹脂25份和二氨基二苯甲烷16份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂的製備方法為：將氨基矽油和雙酚a環氧樹脂混合，溶解於丙酮中，以120r/min的轉速攪拌15min，升溫至110攝氏度，反應2h，反應結束後，減壓蒸餾去除丙酮，得到混合物料，向其中加入二氨基二苯甲烷混合，以300r/min的轉速攪拌20min，乾燥，冷卻後得到所述有機矽改性環氧樹脂。
其中，所述絕緣添加劑包括以下份計的原料：煅燒高嶺土8份、聚四氟乙烯8份、陶瓷微粉8份、巴西棕櫚蠟5份、氯磺化聚乙烯3份、石棉粉3份、玻璃纖維粉1.2份、納米膠粉0.6份、矽酸鎂鋁0.6份和松香0.4份。
其中，所述阻燃劑包括以下份計的原料：氫氧化鋁微粉2份、碳化矽2份、氫氧化鎂0.6份、碳酸鈣0.6份和硼酸鋅0.4份。
其中，所述分散劑為羧酸鉀，所述成膜助劑為乙二醇丁醚。
其中，所述潤滑劑為硬脂酸丁酯，所述抗氧化劑為二丁基羥基甲苯。
本實施例中提供一種絕緣防火塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心玻璃微珠
稱取空心玻璃微珠，將空心玻璃微珠放入氫氟酸溶液中，以105r/min轉速攪拌40min，使其均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，取出；
將乾燥處理後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以235r/min轉速混合攪拌45min，均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為350℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠；
（2）、製備改性丙烯酸樹脂
按照配比稱取甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯和丙烯酸丁酯，混合均勻，加入偶氮二異丁腈，室溫下以110r/min的轉速混合攪拌45min至混合溶解均勻，得到預聚體；
使用恆壓滴液漏鬥將前述預聚體滴加入二甲苯中，滴加結束後，控制溫度為60攝氏度聚合反應1.5h，然後加入γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷，在50攝氏度下繼續反應35min，得到改性丙烯酸樹脂，備用；
（3）、將步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠和步驟（2）得到的改性丙烯酸樹脂混合，分散均勻後加入剩餘原料，以225r/min轉速攪拌45min，得到所述用於電器的絕緣防火塗料。
實施例3
一種用於電器的絕緣防火塗料，包括以下份計的原料：改性丙烯酸樹脂60份、有機矽改性環氧樹脂42.5份、丙烯酸乳液35份、絕緣添加劑35份、改性空心玻璃微珠22.5份、助劑15份和水70份；
所述改性丙烯酸樹脂包括以下份計的原料：甲基丙烯酸甲酯19份、苯乙烯15份、丙烯酸異辛酯10份、丙烯酸丁酯7份、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷6份、二甲苯4份和偶氮二異丁腈1.5份；
所述改性空心玻璃微珠包括以下份計的原料：空心玻璃微珠12份、氫氟酸溶液9份和磷酸鉻鋁溶液9份；
所述助劑包括以下份計的原料：阻燃劑4份、分散劑2.5份、成膜助劑1.5份、潤滑劑1.5份和抗氧化劑1.5份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂包括以下份計的原料：氨基矽油14~16份、雙酚a環氧樹脂20~25份和二氨基二苯甲烷14~16份。
其中，所述有機矽改性環氧樹脂的製備方法為：將氨基矽油和雙酚a環氧樹脂混合，溶解於丙酮中，以110r/min的轉速攪拌12min，升溫至105攝氏度，反應1.5h，反應結束後，減壓蒸餾去除丙酮，得到混合物料，向其中加入二氨基二苯甲烷混合，以250r/min的轉速攪拌15min，乾燥，冷卻後得到所述有機矽改性環氧樹脂。
其中，所述絕緣添加劑包括以下份計的原料：煅燒高嶺土6.5份、聚四氟乙烯6.5份、陶瓷微粉6.5份、巴西棕櫚蠟4份、氯磺化聚乙烯2.5份、石棉粉2.5份、玻璃纖維粉1份、納米膠粉0.5份、矽酸鎂鋁0.5份和松香0.3份。
其中，所述阻燃劑包括以下份計的原料：氫氧化鋁微粉1.5份、碳化矽1.5份、氫氧化鎂0.5份、碳酸鈣0.5份和硼酸鋅0.3份。
其中，所述分散劑為磺酸鈉，所述成膜助劑為乙二醇丁醚。
其中，所述潤滑劑為硬脂酸丁酯，所述抗氧化劑為沒食子酸丙酯。
本實施例中提供一種絕緣防火塗料的製備方法，包括如下步驟：
（1）、製備改性空心玻璃微珠
稱取空心玻璃微珠，將空心玻璃微珠放入氫氟酸溶液中，以105r/min轉速攪拌40min，使其均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，取出；
將乾燥處理後的空心玻璃微珠放入磷酸鉻鋁溶液中，以235r/min轉速混合攪拌45min，均勻分散，過濾將空心玻璃微珠取出，水洗直至ph為7，乾燥處理，然後於馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為350℃，冷卻後得到所述改性空心玻璃微珠；
（2）、製備改性丙烯酸樹脂
按照配比稱取甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯和丙烯酸丁酯，混合均勻，加入偶氮二異丁腈，室溫下以110r/min的轉速混合攪拌45min至混合溶解均勻，得到預聚體；
使用恆壓滴液漏鬥將前述預聚體滴加入二甲苯中，滴加結束後，控制溫度為60攝氏度聚合反應1.5h，然後加入γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷，在50攝氏度下繼續反應35min，得到改性丙烯酸樹脂，備用；
（3）、將步驟（1）得到的改性空心玻璃微珠和步驟（2）得到的改性丙烯酸樹脂混合，分散均勻後加入剩餘原料，以225r/min轉速攪拌45min，得到所述用於電器的絕緣防火塗料。
參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。