CN104387958A - 一种高耐热等级紫外光固化绝缘漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐热等级紫外光固化绝缘漆，包括50~70重量份光活性树脂，30~55重量份光活性稀释剂，0.01~0.02重量份阻聚剂，1.5~2.5重量份光引发剂，0.5~1.5重量份交联剂和1.0~2.0重量份助剂。本发明的高耐热等级紫外光固化绝缘漆一种用于漆包线的环境友好型快速固化绝缘漆，其使用过程中挥发性有机物排放较低，可以在紫外线照射下快速固化，具有环保、高效、节能等特点。固化后绝缘涂层耐热性能优异。温度指数可达到180级以上。如以本发明绝缘漆生产的公称直径为1.250mm的铜导体漆包线，其常温击穿电压可达10kV以上，卷绕直径为1mm不开裂，漆膜连续性测试针孔数为零，软化击穿350℃下2min不击穿，热冲击在230℃下30min后4倍直径卷绕不开裂，急拉断后漆皮与铜线不脱离。

Description

一种高耐热等级紫外光固化绝缘漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高耐热等级绝缘漆及其制备方法，具体是一种耐180级以上紫外光固化绝缘漆及其制备方法，属于绝缘漆领域。

背景技术

随着经济和人民生活水平的提高，绝缘漆在军用和民生领域的需求都在迅速增长。作为一种电绝缘性能优良的涂料，绝缘漆是电工设备必不可少的材料，其品质优劣直接关系到电气设备的经济技术指标和运行寿命。由于电机电器总是朝着体积小，功率大的趋势发展，线圈在运行过程中会产生非常大的热量，因此对绝缘材料的耐热等级要求越来越高，而核动力和宇宙空间技术的发展对绕组线用绝缘漆更提出了苛刻的耐高温要求。因此，不断提高绝缘漆的耐热性，是国内外绝缘行业和电磁线行业积极努力的方向。

传统漆包线行业存在能耗大、污染重的缺陷，其发展面临环境保护和能源消耗两大棘手问题，改变现有传统漆包线工艺技术，发展无（低）公害漆包线漆及涂线工艺技术已经刻不容缓。CN103694866A已经公开了一种光固化绝缘漆的制备方法和使用方法，该漆料在使用中几乎无有机挥发物（VOC）的释放，环保性能极佳，但该发明产品的耐热性能差别很大，且没有明确说明。需要对紫外光固化绝缘漆的配方与生产工艺进行改进，进一步提高绝缘漆的耐热性能。

发明内容

针对现有耐热绝缘漆VOC含量过高、环保性能差、使用中对空气污染严重、操作工人工作条件恶劣等缺陷，本发明目的在于提供了一种高耐热等级紫外光固化型环保绝缘漆。该绝缘漆的突出特点在于其耐热指数达到180级以上，同时环保性能极佳，可从根本上解决传统耐热绝缘漆的一系列环保问题。

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种高耐热等级紫外光固化绝缘漆，以重量份计，包括以下组分：

光活性树脂        50~70

光活性稀释剂      30~55

阻聚剂            0.01~0.02

光引发剂          1.5~2.5

交联剂            0.5~1.5

助剂              1.0~2.0。

在本发明中，所述的光活性树脂是聚酯酰亚胺树脂的改性产物中的一种或几种。具体指分子结构中兼具聚酯和亚胺的结构单元的树脂，其通过含有双键原料、含羟基原料、含氨基原料、含羧基原料或酸酐原料中的几种经过聚合反应得到。

具体而言，所述光活性聚酯酰亚胺或其改性树脂是通过将一定比例(摩尔百分比)的含双键原料（20~30）与一定比例的含羟基原料（45~55）、含氨基原料（8~12）、含羧基原料或含酸酐原料（38~48）中的一种或几种在一定温度下进行聚合反应而制备得到的。

在上述技术方案中，所述含双键是指那些结构中含有双键的不饱和物质，这是该发明树脂具有光活性的关键。具体而言，本发明中所述含活性双键原料包括但不限于：丙烯酸羟丙酯、顺式马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、反式马来酸酐、双环戊二烯等，其中优选为顺式马来酸酐。

在上述技术方案中，所述含羟基（或氨基）原料是指那些结构中含有羟基（或氨基）的物质。具体而言，本发明中所述羟基（或氨基）原料包括但不限于：乙二醇、丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、丙三醇、尿素、三聚氰胺、己二胺、环己二胺、二氨基二苯醚、4,4-二氨基二苯甲烷、双酚TMC、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯、双酚A、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600等。

在上述技术方案中，所述含羧基（或酸酐）原料是指那些结构中含有羧基（或酸酐）的物质。具体而言，所述含羧基原料或含酸酐原料包括但不限于苯酐、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、2,6-萘二羧酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、顺式马来酸酐、反式马来酸酐、邻苯二甲酸、己二酸、均苯二酐等。

在本发明的一个具体实例中，所述聚酯酰亚胺树脂是由均苯四甲酸酐，4,4-二氨基二苯甲烷，己二酸，2,6-萘二羧酸二甲酯，顺丁烯二酸酐、乙二醇，三（2-羟乙基）异氰尿酸酯聚合而成。

在本发明的另一个具体实例中，所述聚酯酰亚胺树脂是由均苯四甲酸酐，4,4-二氨基二苯甲烷，己二酸，2,6-萘二羧酸二甲酯，顺丁烯二酸酐、乙二醇，1,4-环己烷二甲醇、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯聚合而成。

在本发明中，所述光活性稀释剂是指含双键的小分子酯类，包括但不限于丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、氨基甲酸酯单丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、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、双季戊四醇六丙烯酸酯、三羟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。

在本发明中，所述阻聚剂优选为对苯二酚，用量为0.01~0.02重量份。

本发明的耐热型紫外光固化绝缘漆是通过如下方法制备的：将上述已制备好的光活性树脂按比例加入光引发剂、交联剂、助剂等，搅拌均匀，通过共混研磨，出料得到绝缘漆。

在本发明中，所述光引发剂优选为裂解型引发剂，具体包括但不限于：1173、184、907、369、1490、1700等。光引发剂优选为绝缘漆中的1.5、1.8、2.0、2.5、重量份。

在本发明中，所述交联剂的作用是在线型的分子之间产生化学键，使线型分子相互连在一起，形成网状结构。具体而言，本发明的交联剂包括但不限于：钛酸丁酯、二乙烯基苯、钛酸乙酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺等。其用量可以是光固化绝缘漆中的0.5、0.8、1.0、1.2、1.5重量份。

在本发明中，所述助剂包括消泡剂、流平剂、附着力促进剂。其中消泡剂是聚二甲基硅氧烷、有机硅消泡剂、磷酸三丁酯中的一种；流平剂包括但不限于硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基改性有机硅等；附着力促进剂包括但不限于KH-550、KH-560、KH-590等。

本发明与现有技术相比较，具有的优点和产生的积极效果如下：是一种用于漆包线的环境友好型快速固化绝缘漆，其使用过程中挥发性有机物排放较低，可以在紫外线照射下快速固化，具有环保、高效、节能等特点。固化后绝缘涂层耐热性能优异。温度指数可达到180级以上。如以本发明绝缘漆生产的公称直径为1.250mm的铜导体漆包线，其常温击穿电压可达10kV以上，卷绕直径为1mm不开裂，漆膜连续性测试针孔数为零，软化击穿350℃下2min不击穿，热冲击在230℃下30min后4倍直径卷绕不开裂，急拉断后漆皮与铜线不脱离。

具体实施方式

下面结合技术方案，详细叙述本发明的实施方式。

实施例1：

在装有搅拌器、冷凝器和温度计的四口烧瓶依次加入均苯四甲酸酐27.06g，4,4-二氨基二苯甲烷13.43g，己二酸29.02g，2,6-萘二羧酸二甲酯25.19g，顺丁烯二酸酐25.86g、乙二醇53.6g，三（2-羟乙基）异氰尿酸酯38.5g。对反应瓶内物料进行加热，并开始搅拌。迅速升温至130℃，通N2，在45min内加热到170℃，反应3小时，再以10℃/h升温到210℃反应；检测树脂的透明度、酸值，合格后开始降温。待物料温度低于100℃时加入100g邻苯二甲酸二烯丙酯，1g对苯二酚，继续搅拌、降温到室温。再加入2.0g钛酸丁酯、0.5g有机硅消泡剂，0.8g流平剂，0.5g附着力促进剂KH-560，8.2g光引发剂1173，搅拌均匀后使物料尽快冷却，出料。

所得绝缘漆的温度指数可达200级。将该绝缘漆涂覆在公称直径为1.250mm的铜导体漆包线，其常温击穿电压可达10kV以上，漆膜连续性测试针孔数为零，软化击穿350℃下2min不击穿，热冲击在230℃下30min后4倍直径卷绕不开裂，急拉断后漆皮与铜线不脱离。

实施例2：

在装有搅拌器、冷凝器和温度计的四口烧瓶依次加入均苯四甲酸酐27.06g，4,4-二氨基二苯甲烷13.43g，己二酸29.02g，2,6-萘二羧酸二甲酯25.19g，顺丁烯二酸酐25.86g、1,4-环己烷二甲醇32.9g，乙二醇25.8g，三（2-羟乙基）异氰尿酸酯38.5g。对反应瓶内物料进行加热，并开始搅拌。迅速升温至130℃，通N2，在45min内加热到170℃，反应3小时，再以10℃/h升温到210℃反应；检测树脂的透明度、酸值，合格后开始降温。待物料温度低于100℃时加入100g邻苯二甲酸二烯丙酯，1g对苯二酚，继续搅拌、降温到室温。再加入2.0g钛酸丁酯、0.5g有机硅消泡剂，0.8g流平剂，0.5g附着力促进剂KH-560，8.2g光引发剂1173，搅拌均匀后使物料尽快冷却，出料。

所得绝缘漆的温度指数可达200级。将该绝缘漆涂覆在公称直径为1.250mm的铜导体上并辅以恰当的成膜工艺制成漆包线，其常温击穿电压可达10kV以上，漆膜连续性测试针孔数为零，软化击穿350℃下2min不击穿，热冲击230℃下30min后4倍直径卷绕不开裂，急拉断后漆皮与铜线不脱离。

Claims (10)

1.一种高耐热等级紫外光固化绝缘漆，以重量份计，包括以下组分：

光活性树脂        50~70

光活性稀释剂      30~55

阻聚剂            0.01~0.02

光引发剂          1.5~2.5

交联剂            0.5~1.5

助剂              1.0~2.0。

2.如权利要求1所述的高耐热等级紫外光固化绝缘漆，所述光活性树脂聚酯酰亚胺树脂的改性产物中的一种或几种；所述聚酯酰亚胺树脂由任选自含有双键原料、含羟基原料、含氨基原料、含羧基原料或酸酐原料中的几种经过聚合反应得到；所述光敏有机树脂为55、60或65重量份。

3.如权利要求2所述的耐热型紫外光固化绝缘漆，其中所述含双键原料、含羟基原料、含氨基原料、含羧基或酸酐原料的摩尔比分别为20~30：45-55：8-12：38~48。

4.如权利要求2或3所述的耐热型紫外光固化绝缘漆，其中所述含有双键原料选自丙烯酸羟丙酯、顺式马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、反式马来酸酐、双环戊二烯中的一种或几种；

所述含羟基（或氨基）原料选自乙二醇、丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、丙三醇、尿素、三聚氰胺、己二胺、环己二胺、二氨基二苯醚、4,4-二氨基二苯甲烷、双酚TMC、三（2-羟乙基）异氰尿酸酯、双酚A、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的一种或几种；

所述含羧基（或酸酐）原料选自苯酐、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、2,6-萘二羧酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、顺式马来酸酐、反式马来酸酐、邻苯二甲酸、己二酸、均苯二酐中的一种或几种。

5.如权利要求1-4任一项所述的耐热型紫外光固化绝缘漆，其中所述光活性稀释剂选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、氨基甲酸酯单丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、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、双季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种；所述光活性稀释剂优选为30、35、40、45、50或55重量份。

6.如权利要求1-5任一项所述的耐热型紫外光固化绝缘漆，其中所述阻聚剂选自对苯二酚、对苯醌、酚噻嗪、β-苯基萘胺、对叔丁基邻苯二酚、亚甲基蓝、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种或几种。

7.如权利要求1-6任一项所述的耐热型紫外光固化绝缘漆，其中所述光引发剂选自1173、184、907、369、1490、1700中的一种或几种；所述光引发剂优选为1.5、1.8、2.0或2.5重量份。

8.如权利要求1-7任一项所述的耐热型紫外光固化绝缘漆，其中所述交联剂选自钛酸丁酯、二乙烯基苯、钛酸乙酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种；所述交联剂优选为0.5、0.8、1.0、1.2或1.5重量份。

9.如权利要求1-8任一项所述的耐热型紫外光固化绝缘漆，其中所述助剂为消泡剂、流平剂、附着力促进剂；其中所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、有机硅消泡剂、磷酸三丁酯中的任意一种或几种；流平剂选自硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基改性有机硅中的一种或几种；附着力促进剂选自KH-550、KH-560、KH-590中任意一种或几种。

10.权利要求1-9任一项所述耐热型紫外光固化绝缘漆的制备方法，包括将光活性树脂按比例加入光活性稀释剂、光引发剂、交联剂、助剂、偶联剂，搅拌均匀，通过共混研磨，出料得到绝缘漆。