CN105176344B - 一种水性聚氨酯绝缘涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性聚氨酯绝缘涂料，其组成为：聚氨酯甲组分、聚氨酯乙组分、颜填料、表面改性剂、去离子水；聚氨酯甲组分为短链醚类或醇类封端异氰酸酯，聚氨酯乙组分为水性柔性聚酯类树脂，表面改性剂为硅烷偶联剂，颜填料为层状结构的硅土。本发明还公开了一种水性聚氨酯绝缘涂料的制备方法。所制备的水性聚氨酯绝缘涂料，附着力强、稳定性好、在具体的应用中也体现了优异的耐击穿电压性能。

Description

一种水性聚氨酯绝缘涂料及其制备方法

发明领域

本发明属于涂料领域，特别涉及一种水性聚氨酯绝缘涂料及其制备方法。

背景技术

水性绝缘涂料是以水为溶剂、以水性树脂为核心成膜物质的涂料，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游离TDI、有毒重金属。无毒无刺激，气味对人体无害、不污染环境、漆膜丰满、晶莹透亮、柔韧性好并且具有耐水、耐磨、耐老化、耐黄变、干燥快、使用方便等特点。相比油性漆，水性漆的使用更为环保和健康。

参照国际水性绝缘涂料的发展，我国水性绝缘涂料技术的发展，主要经历了以下三个阶段：

第一代属性绝缘涂料以丙烯酸为主要原料，其优点是耐水、耐候性能好。是目前水性漆生产企业推向市场的主要产品。其缺点是：综合性能一般，化学性能比较低，例如：耐醇、耐碱性能较差，硬度耐磨度等物理指标较低，这也是大多数人认为水性漆不好的原因所在。

第二代水性绝缘涂料以丙烯酸和水性聚氨酯的复合物为主要原料，不但继承了第一代丙烯酸产品的耐候性、宽容度好的优点，同时也提高了水性漆的硬度，但是化学性能仍然比较差，目前国内只有少数几家企业可以生产，是水性绝缘涂料中的中档产品。

第三代水性绝缘涂料以丙烯酸改性水性聚氨酯为主要原料，在第二代水性绝缘图来哦的基础上又大大提高了产品的综合性能。耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势，更重要的是化学性能稳定，耐醇耐碱性较前两者大大增强，为水性绝缘漆中的高档产品。

2015年水性绝缘涂料市场引来更大的政策利好，国家环保总局逐步试点“清洁生产”、鼓励创建“国家环境友好型企业”，地方政府也鼓励和大力支持环保和低排放企业，在政策的指引下，水性涂料的研发、生产及应用将迎来前所未有的市场机遇。

尽管水性绝缘涂料因其环保特性具有非常大的环保优势，但相比油性涂料，水性涂料的价格普遍偏高，因此降低成本是水性涂料市场化、产业化研究的方向之一，随着对水性涂料研究的深入以及工艺水平的提高，水性涂料的成本的生产和成本将越来越低。

发明内容

水性绝缘涂料因其环保性能备受青睐，但因研发及生产成本高而阻碍了其市场推广及应用。本发明在确保水性绝缘涂料物理化学性能的基础上，研发出了较低成本、制备方式简单的水性聚氨酯涂料。

为达到上述目的，本发明技术方案如下：

一种水性聚氨酯绝缘涂料，其组成为：聚氨酯甲组分、聚氨酯乙组分、颜填料、表面改性剂、去离子水；聚氨酯甲组分为短链醚类或醇类封端异氰酸酯、用作水性聚氨酯绝缘涂料的固化剂，聚氨酯乙组分为水性柔性聚酯类树脂，表面改性剂为硅烷偶联剂，颜填料为层状结构的硅土；其中，表面改性剂与颜填料的重量比为1:100～3:100，经表面改性剂改性后的颜填料与聚氨酯乙组分重量比为1:2～1:4，聚氨酯甲组分与聚氨酯乙组份的重量比为1:2～1:4。

所述层状结构的硅土，其颗粒平面的长宽之和与厚度的比为5:1～8:1。

所述的聚氨酯甲分与聚氨酯乙组分，其重量比聚氨酯甲组分：聚氨酯乙组份之比为1：3。

所述的颜填料细度在6000目以上。

本发明还提供了一种制备水性聚氨酯绝缘涂料的方法，包括以下步骤：

步骤1：颜填料经过400℃的温度下烘烤,然后将颜填料研磨至6000目；

步骤2：取100份颜填料、加入2份偶联剂反复混合研磨；

步骤3：取7份步骤2改性颜填料,加入到22份聚氨酯乙组分，混合,搅拌；

在砂磨机里反复研磨，直至混合物的细度小于1um；包装备用；

步骤4：涂装现场，取聚氨酯甲组分11份与步骤3所得混合物29份混合；

步骤5：熟化5分钟后，涂敷。

有益效果

本发明的水性绝缘涂料，具有如下创新之处：

(1)本发明的水性绝缘涂料，采用了纳米级的层状颜填料，形成漆膜均匀弹性好；

(2)本发明的水性绝缘涂料，所采用的固化剂能实现高温下快速固化，极大提高生产效率；

(3)本发明的水性绝缘涂料，固化后的油漆附着力好；

(4)本发明的水性绝缘涂料，固化后的油漆稳定性好；

(5)本发明的水性绝缘涂料，干燥时间短、烘烤温度较低，较易实现工业化生产；

(6)原料成本低，工艺简单，在保证水性绝缘涂料性能的基础上，极大地降低了原料成本和制造成本，有利于产品的市场推广和应用。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，具体对本发明的实施进行说明。

实施例1

按如下步骤制备：

步骤1：取硅土100克，在400℃下研磨至6000目以下；

步骤2：取2克偶联剂加100克到硅土

步骤3：取5克经偶联剂改性的硅土至22克聚氨酯乙组分，反复研磨至颗粒在1um以下；

步骤4：将11克聚氨酯甲组分加入到步骤3所得的混合物，混合；

步骤5：熟化5分钟、涂覆。

所制备的水性聚氨酯涂料的性能稳定，按GB/T6753.3-1986《涂料贮存稳定性试验方法》，室内静止储存6个月，无结皮，有沉淀，稍加搅拌，无硬块。

按照标准GB/T9286-88测试，涂料的附着力1级。

实施例2

按如下步骤制备：

步骤1：取硅土100克，在350℃下研磨至6000目；

步骤2：取2克偶联剂加入100克硅土填料；

步骤3：取6克改性的硅土填料至20克聚氨酯乙组分，反复研磨至颗粒在1um以下；

步骤4：取聚氨酯甲组分10克与步骤3所得的混合物中，混合；

步骤5：熟化，涂敷。

所制备的水性聚氨酯涂料的性能稳定，按GB/T6753.3-1986《涂料贮存稳定性试验方法》，室内静止储存6个月，无结皮，有沉淀，稍加搅拌，无硬块。

按照标准GB/T9286-88测试，涂料的附着力1级。

发明人已经实现了本发明所述的水性绝缘涂料的工业化应用生产，即水性绝缘涂料实现了在漆包线上的应用生产。

根据发明人通过如下工序在传统设备上进行的工业化应用生产：

(1)漆包线软化工序；

(2)漆包线涂覆涂料工序；

(3)烘干工序；

(4)绕线工序；

所述的水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用，其特征在于：所述的漆包线涂覆涂料工艺涂覆次数为5～10次；所述的烘干工序，烘箱长4～6米，烘烤温度为350～420℃

所述的水性聚氨酯绝缘涂料在漆包线上的应用，优选工艺条件：漆包线涂覆涂料工艺涂覆次数为8次；所述的烘干工序，烘箱长5米，烘烤温度为420℃。

所得产品经耐击穿电压测试，耐击穿电压在2500V以上，耐击穿电压性能优异。并实现了在传统设备上的工业化应用生产。

Claims (5)

1.一种水性聚氨酯绝缘涂料，其组成为：聚氨酯甲组分、聚氨酯乙组分、颜填料、表面改性剂、去离子水；聚氨酯甲组分为短链醚类或醇类封端异氰酸酯、用作水性聚氨酯绝缘涂料的固化剂，聚氨酯乙组分为水性柔性聚酯类树脂，表面改性剂为硅烷偶联剂，颜填料为层状结构的硅土；其中，表面改性剂与颜填料的重量比为1:100～3:100，经表面改性剂改性后的颜填料与聚氨酯乙组分重量比为1:2～1:4，聚氨酯甲组分与聚氨酯乙组份的重量比为1:2～1:4。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯绝缘涂料，其特征在于：所述层状结构的硅土，其颗粒平面的长宽之和与厚度的比为5:1～8:1。

3.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的聚氨酯甲组分与聚氨酯乙组分，其重量比聚氨酯甲组分：聚氨酯乙组份之比为1：3。

4.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯涂料，其特征在于：所述的颜填料细度在6000目以上。

5.一种制备如权利要求1中所述的水性聚氨酯涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：颜填料经过400℃的温度下烘烤，然后将颜填料研磨至6000目；

步骤2：取100份颜填料、加入2份硅烷偶联剂反复混合研磨；

步骤3：取7份经步骤2改性颜填料，加入到22份聚氨酯乙组分，混合搅拌；

在砂磨机里反复研磨，直至混合物的细度小于1μm；包装备用；

步骤4：涂装现场，取聚氨酯甲组分11份与步骤3所得混合物29份混合；

步骤5：熟化5分钟后，涂敷。