CN103525359A

CN103525359A - 有机硅少胶带用胶粘剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103525359A
Application number: CN201310428477.5A
Authority: CN
Inventors: 陈晓; 陈磊; 曾智; 周光红; 陈子荣
Original assignee: Zhuzhou Times New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Times Electric Insulation Co Ltd
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: CN103525359B

Abstract

本发明公开了一种有机硅少胶带用胶粘剂及其制备方法，该有机硅少胶带用胶粘剂由苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂在催化剂作用下脱水缩聚制成。制备方法包括将苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂分别完全溶于有机溶剂中；将苯基乙烯基有机硅橡胶溶液、乙烯基MQ硅树脂溶液和催化剂加入反应器中混合并搅拌，然后加热至100℃～120℃进行反应，当固含量在50%～60%、23℃动力学粘度达到（2～8）×10⁴cP时出料，得到有机硅少胶带用胶粘剂。本发明的有机硅少胶带用胶粘剂与无溶剂有机硅浸渍漆具有良好的物理相容性和化学相容性，制备方法简单方便、成本低廉。

Description

有机硅少胶带用胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机硅少胶带用胶粘剂及其制备方法，具体涉及一种可用于200级绝缘结构的有机硅少胶带用胶粘剂及其制备方法，主要用于大功率机车等牵引电机。

背景技术

目前大功率机车牵引电机普遍采用有机硅体系200级绝缘结构。其中，最重要的材料就是无溶剂有机硅浸渍漆和与之配套使用的有机硅少胶带。无溶剂有机硅浸渍漆是一种含有苯基、硅乙烯基和硅氢键的纯有机硅树脂，固化机理为：加热时铂金催化剂催化乙烯基和硅氢键加成固化。有机硅少胶带的核心技术在于起复合作用的有机硅少胶带用胶粘剂，因此有机硅少胶带用胶粘剂必须具备高分子量、高粘度和良好的粘接性能，但是由于无溶剂有机硅浸渍漆中含有苯基，使得通常的纯甲基型有机硅少胶带用胶粘剂与无溶剂有机硅浸渍漆完全不能混溶，且无法共同固化，从而导致电机的绝缘结构电性能无法满足对应要求。因此，本领域急切需要一种能与无溶剂有机硅浸渍漆物理和化学相容的有机硅少胶带用胶粘剂。

公开号为CN101333426A的中国专利文献提出了利用含硅氢键的MQ硅树脂对少胶带有机硅胶粘剂进行改性，通过向高分子量的有机硅橡胶中加入含硅氢键的MQ硅树脂来提高有机硅橡胶与有机硅树脂的相容性，在有机硅橡胶中添加MQ硅树脂不仅将形成枣核结构，内聚力高，并且改性后的有机硅少胶带用胶粘剂中存在硅氢键，硅氢键能与无溶剂有机硅浸渍漆中的乙烯基反应。但不足之处在于，胶粘剂中硅氢键在生产和贮存过程中易与未消除的羟基、水、有机酸、醇等发生反应，从而降低了有机硅少胶带的最终性能，不利于电机的电气绝缘性能。

公开号为CN102051154A的中国专利文献提出了苯基硅橡胶与MQ硅树脂合成一种苯基有机硅压敏胶，引入苯基破坏低温下的分子链结晶取向，从而提高有机硅压敏胶低温下的持续粘结性能。但不足之处在于，该有机硅压敏胶不含与无溶剂有机硅浸渍漆可反应的基团导致不能够发生交联固化，不适用于对电气绝缘要求较高的绝缘结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种与无溶剂有机硅浸渍漆具有良好的物理相容性和化学相容性的有机硅少胶带用胶粘剂，还提供一种操作简单方便、成本低廉的有机硅少胶带用胶粘剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种有机硅少胶带用胶粘剂，所述有机硅少胶带用胶粘剂由苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂在催化剂作用下脱水缩聚制成。

上述的有机硅少胶带用胶粘剂中，优选的，所述苯基乙烯基有机硅橡胶中所含甲基、苯基、乙烯基的摩尔比为100∶5～40∶1～8，所述苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为（3～10）×10⁴cP。

上述的有机硅少胶带用胶粘剂中，所述苯基乙烯基有机硅橡胶的分子结构通式优选以下结构通式中的一种：

其中，a、b、c均为正整数。

上述的有机硅少胶带用胶粘剂中，优选的，所述乙烯基MQ硅树脂中M/Q的摩尔比为0.6～1∶1，所述乙烯基MQ硅树脂中所含甲基与乙烯基的摩尔比为100∶1～8。

上述的有机硅少胶带用胶粘剂中，所述苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂的质量比优选10∶5～13。

上述的有机硅少胶带用胶粘剂中，所述催化剂优选酸、碱或有机锡化合物。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述有机硅少胶带用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：将苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂分别溶于有机溶剂中，完全溶解，得到苯基乙烯基有机硅橡胶溶液和乙烯基MQ硅树脂溶液；将苯基乙烯基有机硅橡胶溶液、乙烯基MQ硅树脂溶液和催化剂加入反应器中混合并搅拌，然后加热至100℃～120℃进行反应，反应过程中不间断地分离出反应产生的水，并且在反应过程中取样测固含量和动力学粘度，当固含量在50%～60%、23℃动力学粘度达到（2～8）×10⁴cP时出料，得到有机硅少胶带用胶粘剂。

上述的制备方法中，优选的，所述催化剂的加入量为所述苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂的总质量的0.2%～4%。

上述的制备方法中，所述有机溶剂优选甲苯或二甲苯。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的有机硅少胶带用胶粘剂与无溶剂有机硅浸渍漆有良好的物理相容性，克服了因无溶剂有机硅浸渍漆中含有苯基而与普通纯甲基有机硅胶粘剂完全不能相容的缺陷，可使电机的绝缘结构满足电性能要求。

2、本发明的有机硅少胶带用胶粘剂与无溶剂有机硅浸渍漆有良好的化学相容性，本发明的胶粘剂中含有乙烯基，能与无溶剂有机硅浸渍漆中的硅氢键在催化剂下共同固化，形成一个整体绝缘结构，进一步提高了绝缘性能。

3、本发明的有机硅少胶带用胶粘剂具有较大的粘度，能够很好地将云母纸和玻璃布进行复合。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种本发明的有机硅少胶带用胶粘剂，由质量比为10∶11的苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂在催化剂二月桂酸二丁基锡的作用下脱水缩聚制成。

在苯基乙烯基有机硅橡胶中，甲基、苯基、乙烯基的摩尔比为100∶20∶3，苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为8×10⁴cP。

苯基乙烯基有机硅橡胶在本实施例中的分子结构通式为：

其中，a、b、c均为正整数。

在乙烯基MQ硅树脂中，M/Q的摩尔比为0.7∶1，甲基与乙烯基的摩尔比为100∶7。

一种上述本实施例的有机硅少胶带用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

将100g苯基乙烯基有机硅橡胶完全溶解于40g甲苯中，该苯基乙烯基有机硅橡胶中甲基、苯基、乙烯基的摩尔比为100∶20∶3，苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为8×10⁴cP；将110g乙烯基MQ硅树脂完全溶解于110g甲苯中，该乙烯基MQ硅树脂中M/Q的摩尔比为0.7∶1，甲基与乙烯基的摩尔比为100∶7；将所得苯基乙烯基有机硅橡胶的甲苯溶液和乙烯基MQ硅树脂的甲苯溶液加入带油水分离装置和冷凝系统的反应釜中，并向反应釜中加入4g二月桂酸二丁基锡，对反应釜中的混合物进行搅拌并加热至110℃下反应，反应过程中每隔15min取样测定一次固含量和动力学粘度，当测得固含量为57%，23℃动力学粘度为60000cP时，趁热出料，得到有机硅少胶带用胶粘剂。

主要指标分析

1、将上述本实施例制备的有机硅少胶带用胶粘剂复合120g/m²云母纸、33.3g/m²玻璃布，得到有机硅少胶带，对有机硅少胶带的常规性能进行检测，结果如表1所示。

表1 有机硅少胶带的常规性能表

2、将上述制备的有机硅少胶带用胶粘剂与无溶剂有机硅浸渍漆（由德国瓦克公司出产，牌号为H62C）按照1∶3的质量比进行混合，经固化后得到胶漆混合物，对所得胶漆混合物的电性能数据进行测试，结果如表2所示。

表2 胶漆混合物的电性能数据表

3、将电磁线圈用薄膜和上述制备的有机硅少胶带等进行包扎，然后经无溶剂有机硅浸渍漆（德国瓦克公司出产，牌号为H62C）VPI处理后烘焙固化制备得到线圈测试样品，经检测，线圈测试样品的电性能测试结果如表3所示。

表3 线圈的电性能测试结果

实施例2：

一种本发明的有机硅少胶带用胶粘剂，由质量比为10∶10的苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂在催化剂二月桂酸二丁基锡的作用下脱水缩聚制成。

在苯基乙烯基有机硅橡胶中，甲基、苯基、乙烯基的摩尔比为100∶33∶7，苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为8.5×10⁴cP。

苯基乙烯基有机硅橡胶在本实施例中的分子结构通式为：

其中，a、b、c均为正整数。

在乙烯基MQ硅树脂中，M/Q的摩尔比为0.8∶1，甲基与乙烯基的摩尔比为100∶6。

将100g苯基乙烯基有机硅橡胶完全溶解于80g甲苯中，该苯基乙烯基有机硅橡胶中甲基、苯基、乙烯基的摩尔比为100∶33∶7，苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为8.5×10⁴cP；将100g乙烯基MQ硅树脂完全溶解于100g甲苯中，该乙烯基MQ硅树脂中M/Q的摩尔比为0.8∶1，甲基与乙烯基的摩尔比为100∶6；将所得苯基乙烯基有机硅橡胶的甲苯溶液和乙烯基MQ硅树脂的甲苯溶液加入带油水分离装置和冷凝系统的反应釜中，并向反应釜中加入4g二月桂酸二丁基锡，对反应釜中的混合物进行搅拌并加热至110℃下反应，反应过程中每隔15min取样测定一次固含量和动力学粘度，当测得固含量为55%，23℃动力学粘度为50000cP时，趁热出料，得到有机硅少胶带用胶粘剂。

实施例3：

一种本发明的有机硅少胶带用胶粘剂，由质量比为10∶9的苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂在催化剂二月桂酸二丁基锡的作用下脱水缩聚制成。

在苯基乙烯基有机硅橡胶中，甲基、苯基、乙烯基的摩尔比为100∶10∶6，苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为6.8×10⁴cP。

苯基乙烯基有机硅橡胶在本实施例中的分子结构通式为：

其中，a、b、c均为正整数。

在乙烯基MQ硅树脂中，M/Q的摩尔比为0.85∶1，甲基与乙烯基的摩尔比为100∶7。

将100g苯基乙烯基有机硅橡胶完全溶解于80g甲苯中，该苯基乙烯基有机硅橡胶中甲基、苯基、乙烯基的摩尔比100∶10∶6，苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为6.8×10⁴cP；将90g乙烯基MQ硅树脂完全溶解于100g甲苯中，该乙烯基MQ硅树脂中M/Q的摩尔比为0.85∶1，甲基与乙烯基的摩尔比为100∶7；将所得苯基乙烯基有机硅橡胶的甲苯溶液和乙烯基MQ硅树脂的甲苯溶液加入带油水分离装置和冷凝系统的的反应釜中，并向反应釜中加入4g二月桂酸二丁基锡，对反应釜中的混合物进行搅拌并加热至110℃下反应，反应过程中每隔15min取样测定一次固含量和动力学粘度，当测得固含量为55%，23℃动力学粘度为45000cP时，趁热出料，得到有机硅少胶带用胶粘剂。

上述本发明的具体实施例中，催化剂还可以为酸（优选稀盐酸）、碱（优选三乙胺、氢氧化钠）、或其它有机锡化合物（优选二苯甲酸二丁基锡、双丁基氧化锡）。

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。应该指出，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的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种有机硅少胶带用胶粘剂，其特征在于，所述有机硅少胶带用胶粘剂由苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂在催化剂作用下脱水缩聚制成。

2.根据权利要求1所述的有机硅少胶带用胶粘剂，其特征在于，所述苯基乙烯基有机硅橡胶中所含甲基、苯基、乙烯基的摩尔比为100∶5～40∶1～8，所述苯基乙烯基有机硅橡胶的动力学粘度为（3～10）×10⁴cP。

3.根据权利要求2所述的有机硅少胶带用胶粘剂，其特征在于，所述苯基乙烯基有机硅橡胶的分子结构通式为以下结构通式中的一种：

其中，a、b、c均为正整数。

4.根据权利要求1所述的有机硅少胶带用胶粘剂，其特征在于，所述乙烯基MQ硅树脂中M/Q的摩尔比为0.6～1∶1，所述乙烯基MQ硅树脂中所含甲基与乙烯基的摩尔比为100∶1～8。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的有机硅少胶带用胶粘剂，其特征在于，所述苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂的质量比为10∶5～13。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的有机硅少胶带用胶粘剂，其特征在于，所述催化剂为酸、碱或有机锡化合物。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的有机硅少胶带用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：将苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂分别溶于有机溶剂中，完全溶解，得到苯基乙烯基有机硅橡胶溶液和乙烯基MQ硅树脂溶液；将苯基乙烯基有机硅橡胶溶液、乙烯基MQ硅树脂溶液和催化剂加入反应器中混合并搅拌，然后加热至100℃～120℃进行反应，反应过程中不间断地分离出反应产生的水，并且在反应过程中取样测固含量和动力学粘度，当固含量在50%～60%、23℃动力学粘度达到（2～8）×10⁴cP时出料，得到有机硅少胶带用胶粘剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂的加入量为所述苯基乙烯基有机硅橡胶和乙烯基MQ硅树脂的总质量的0.2%～4%。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯或二甲苯。