CN106118320A - 一种紫外光固化绝缘底漆组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紫外光固化绝缘底漆组合物及其应用；所述紫外光固化绝缘底漆组合物所含组分及各组分的重量份数为：紫外光固化树脂15‑80份，光聚合单体5‑50份，紫外光聚合引发剂1‑15份，助剂0‑5份。与现有技术相比，本发明的紫外光固化绝缘底漆组合物不含有机溶剂，施工过程中无溶剂排放，环境友好，另外光照快速固化，相比传统热固化绝缘漆具有节能高效的特点。

Description

一种紫外光固化绝缘底漆组合物及其应用
技术领域
本发明涉及一种紫外光固化绝缘底漆组合物及其应用。
背景技术
绝缘漆是漆类中的一种特种漆，是以高分子聚合物为基础，能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的重要绝缘材料。
绝缘漆主要应用于漆包线漆，漆包线漆主要用于漆包线芯的涂覆绝缘。由于导线在绕制线圈、嵌线等过程中，将经受热、化学和多种机械力的作用，因此要求漆包线漆具有良好的涂覆性(即能均匀涂覆)，漆膜附着力强，表面光滑柔软有韧性，有一定的耐磨性和弹性，电气性能好，耐热，耐溶性，对导体无腐蚀等特性。传统的漆包线漆为溶剂型，采用热固化的工艺，使用过程中大量有机溶剂挥发到空气中造成环境污染，同时消耗大量热能，操作环境恶劣。
紫外光固化绝缘底漆组合物使用过程中无溶剂挥发，紫外光固化节约大量能源，相比目前使用的传统溶剂型绝缘漆更环保节能。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种紫外光固化绝缘底漆组合物及其应用，使用过程中无溶剂挥发，紫外光固化节约大量能源。同时紫外光固化绝缘底漆组合物在金属上附着力好，且具有一定的耐磨性和弹性，电气性能好，耐热，耐溶剂，对导体无腐蚀等特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供一种紫外光固化绝缘底漆组合物，所含组分及各组分的重量份数为：
优选地，所述的紫外光固化树脂为分子中含有至少两个乙烯型不饱和键的感光性树脂。
进一步地，所述的紫外光固化树脂为合成方法(1)、(2)、(3)、(4)制备产物中的一种或几种的混合物：
(1)分子中具有两个以上环氧基的多官能团的环氧化合物(a)和不饱和单羧酸(b)进行酯化反应，所得的产物；
(2)(甲基)丙烯酸和除(甲基)丙烯酸以外的具有乙烯型不饱和键的共聚单体(d)反应形成的共聚物再与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯反应，所得的产物；
(3)(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和除(甲基)丙烯酸以外的具有乙烯型不饱和键的共聚单体(d)的共聚物与不饱和单羧酸(b)反应，所得的产物；
(4)多异氰酸酯(e)和长链二醇(f)反应得到的聚氨酯预聚物(g)再与羟基官能化丙烯酸酯(h)反应，所得的产物。
优选地，所述(1)中，环氧化合物(a)和不饱和单羧酸(b)的重量比为100：40。
优选地，所述(1)中，环氧化合物(a)为双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、可溶可熔酚醛环氧树脂、甲酚可溶环氧树脂、双酚A的可溶可熔环氧树脂、联苯酚型环氧树脂、联二甲苯酚型环氧树脂、三酚基甲烷型环氧树脂、N-缩水甘油型环氧树脂中的一种或几种的混合。
进一步地，所述环氧化合物中的双酚A的可溶可熔环氧树脂，因其可以得到具有附着力好以及耐试剂性等性能而优选使用。
优选地，所述(1)、(3)中，不饱和单羧酸(b)为丙烯酸、丙烯酸的二聚物、甲基丙烯酸、β-苯乙烯基丙烯酸、β-糠基丙烯酸、丁烯酸、α-氰基肉桂酸、肉桂酸、饱和或不饱和二元酸酐与分子中含有一个羟基的(甲基)丙烯酸酯类的反应物、饱和或不饱和二元酸与不饱和单缩水甘油化合物的反应物中的一种或几种的混合。
进一步地，考虑到光固化性，在这些不饱和单羧酸中优选使用丙烯酸或甲基丙烯酸。
优选地，所述(2)和(3)中，具有乙烯型不饱和键的共聚单体(d)为下述物质中的一种或几种的混合：苯乙烯、氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯；由甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、氨基、2-乙基己基、辛基、癸酰、壬基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、环己基、异冰片基、甲氧基乙基、丁氧基乙基、2-羟基乙基、2-羟基丙基取代的丙烯酸酯、2-羟基丙基取代的甲基丙烯酸酯、3-氯-2-羟基丙基取代的丙烯酸酯、3-氯-2-羟基丙基取代的甲基丙烯酸酯；聚乙二醇的单丙烯酸酯、聚乙二醇的单甲基丙烯酸酯、聚丙二醇的单丙烯酸酯、聚丙二醇的单甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、丙烯腈、马来酸酐。
优选地，所述(4)中，多异氰酸酯(e)包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)或氢化苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI)等。进一步优选为IPDI和HMDI。最优选为HMDI。
优选地，所述(4)中，长链二醇(f)为聚醚二醇、聚酯二醇两大类中的一类或者两类的混合；其中所述聚醚二醇包括聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷－环氧丙烷共聚物、聚(1,4－丁二醇)；所述聚酯二醇为二元羧酸(或酸酐)同二元醇缩聚反应制备，优选为聚醚二醇。
优选地，所述(4)中，羟基官能化丙烯酸酯(h)为(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种。进一步优选为丙烯酸-2-羟乙酯或丙烯酸-2-羟丙酯。
本发明紫外光固化绝缘底漆组合物中的紫外光固化树脂(A)并不限于以上所述的物质，只要是分子中具有至少两个乙烯型不饱和键都可以在本发明中使用。上述物质也可以混合使用。
优选地，所述紫外光固化树脂(A)为合成方法(1)、(2)、(3)、(4)制备产物中的两种或两种以上的混合物。
特别优选地，所述紫外光固化树脂(A)为含有合成方法(1)制备产物的混合物。
优选地，所述紫外光聚合光引发剂为苯偶姻、苯偶姻烷基醚、苯乙酮类光引发剂、蒽醌类光引发剂中的至少一种。
优选地，所述光聚合单体为(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或两种。
更优选地，所述光聚合单体为含有(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯的组合。
优选地，所述助剂为流平剂、消泡剂、阻聚剂、光引发助剂、附着力促进剂中的一种或几种。
第二方面，本发明提供一种所述紫外光固化绝缘底漆组合物作为漆包线漆在制备漆包线中的用途。
本发明所使用术语含义如下：“(甲基)丙烯酸”系指丙烯酸、甲基丙烯酸以及其混合物的总称，其它类似的表示含义相仿。“乙烯型不饱和键”系指分子中含有烯键。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、无烘烤环节，减少能源消耗；
2、快速固化，提高生产效率；
3、采用百分百固含UV配方，无溶剂挥发，环境友好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
下述实施例中的紫外光固化树脂为下述(1)、(2)、(3)、(4)制备产物中的一种或几种的混合物：
(1)合成例1：紫外光固化树脂A1的合成
在反应器中加入100克双酚A型环氧树脂(E51树脂，环氧当量200)(无锡树脂厂生产)、40克丙烯酸、0.5克对苯二酚和2克N,N-二甲基苄氨，并在95-98℃的温度反应15小时，测定其酸值小于3。得到浅黄色的树脂液A1。
(2)合成例2：紫外光固化树脂A2的合成
在反应器中按照摩尔比为1:2:1的比例加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸，溶剂使用卡必醇醋酸酯，催化剂使用偶氮二异丁腈(AIBN)，在80℃搅拌4小时，得到树脂溶液。
冷却该树脂液，使用甲基氢醌作为阻聚剂，三苯基膦作为催化剂，在90-95℃条件下与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，甲基丙烯酸缩水甘油酯与第一步反应中丙烯酸的摩尔比为1:1，反应进行16小时，冷却后将生成物树脂液A2。
(3)合成例3：紫外光固化树脂A3的合成
在反应器中按照摩尔比为1:1:1的比例加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯，催化剂使用偶氮二异丁腈(AIBN)，在80℃搅拌4小时，得到树脂液。
冷却该树脂液，使用甲基氢醌作为阻聚剂，三苯基膦作为催化剂，在90-95℃条件下与丙烯酸反应，丙烯酸与第一步反应中所用的甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1:1，反应进行16小时，冷却后将生成物树脂液A3取出。
(4)合成例4：紫外光固化树脂A4的合成
在反应器中按照摩尔比为2:1的比例加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚乙二醇400，在75-80℃下，在乙酸乙酯中反应2-3小时，得到双端异氰酸酯基的聚氨酯树脂液，然后加入与HDI等摩尔的丙烯酸羟乙酯，在75-80℃下进行封端反应1-2小时，得到树脂液A4取出。
实施例1-9
实施例1-9分别提供了一种紫外光固化绝缘底漆组合物，各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示；
分别将各实施例对应的原料组分按其重量份数混合，中速分散2小时，过滤，即得对应的一种紫外光固化绝缘底漆组合物。
对比例1-4
对比例1-4各提供了一种紫外光固化绝缘底漆组合物，其制备方法包括如下步骤：
(a)按照表2所示的组分及重量份数备料；
(b)将所述原料组分混合，中速分散2小时，过滤，即得一种感光拼版涂料组合物。
表1
表2
性能检测
为了本发明与现有技术的涂料进行比较，用下面的方法进行涂布，测定涂料的平整度、附着力、镀铝牢度、样张外观、耐温。
一、外观
用浸涂法将紫外光固化绝缘底漆组合物涂布在退火后的铜线上，采用300mJ/cm2的紫外光光照固化，然后目测涂层外观。
评价方法：外观有针孔及刮痕为差；外观光滑无漆瘤为优。
二、电性能
用浸涂法将紫外光固化绝缘底漆组合物涂布在退火后的铜线上，做成测试漆包线，取漆包线0.5m对折一次，将对折部分剪断并刮去四根线漆皮，将对折后的漆包线拧成麻花状，分别用高压仪测试同一端两根线头的高压。
评价方法：
击穿电压在2700V以下为差；
击穿电压在2700V-5000V为良；
击穿电压在5000V以上为优。
三、附着力
用刮涂法将涂料涂布在退火后的铜线上，做成测试漆包线，将漆包线与相对应的绕上十圈，检验漆膜有无开裂脱落。
评估方法：完全没有开裂脱落为优，有开裂脱落为差。
四、伸长率
用浸涂法将紫外光固化绝缘底漆组合物涂布在退火后的铜线上，做成测试漆包线，按照GBT 4074.1-2008标准使用拉伸仪测试拉伸率。
计算方法：(拉伸后的长度－拉伸前的长度)/拉伸前的长度
评估方法：拉伸率超过30％为优，拉伸率低于30％为差。
五、急拉断
按照GBT 4074.1-2008标准每秒2米的速度急拉，检验漆膜有无开裂。
评估方法：无开裂为优，开裂为差。
六、热冲击
按照GBT 4074.1-2008标准将卷绕漆包线放在烘箱中烘0.5小时，烘完以后检验漆膜有无开裂。
评估方法：无开裂为优，开裂为差。
性能检测结果如表3所示：
表3 对比例性能检测情况
由表3可知，实施例-6制得的紫外光固化绝缘底漆组合物与实施例7-9所示紫外光固化绝缘底漆组合物相比，性能整体较好；实施例7-9因未含有树脂液A1在附着力、热冲击测试表现稍差，树脂液A1为环氧丙烯酸树脂，对基材具有良好的附着力，形成的涂层耐温高。
表4 对比例性能检测情况
由表4可知，当组分的含量超过本发明的限定时，所得组合物的效果整体显著下滑，说明本发明的组合物组分的筛选是创造性优选的结果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所含组分及各组分的重量份数为：
2.根据权利要求1所述的紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所述的紫外光固化树脂为分子中含有至少两个乙烯型不饱和键的感光性树脂。
3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所述的紫外光固化树脂为合成方法(1)、(2)、(3)、(4)制备产物中的一种或几种的混合物：
(1)分子中具有两个以上环氧基的多官能团的环氧化合物和不饱和单羧酸进行酯化反应，所得的产物；
(2)(甲基)丙烯酸和除(甲基)丙烯酸以外的具有乙烯型不饱和键的共聚单体反应形成的共聚物再与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯反应，所得的产物；
(3)(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和除(甲基)丙烯酸以外的具有乙烯型不饱和键的共聚单体的共聚物与不饱和单羧酸反应，所得的产物；
(4)多异氰酸酯和长链二醇反应得到的聚氨酯预聚物再与羟基官能化丙烯酸酯反应，所得的产物。
4.根据权利要求3所述的紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所述紫外光固化树脂为合成方法(1)、(2)、(3)、(4)制备产物中的两种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求4所述的紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所述紫外光固化树脂为合成方法(1)制备产物与合成方法(2)、(3)、(4)制备产物中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所述紫外光聚合光引发剂为苯偶姻、苯偶姻烷基醚、苯乙酮类光引发剂、蒽醌类光引发剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所述光聚合单体为(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的紫外光固化绝缘底漆组合物，其特征在于，所述助剂为流平剂、消泡剂、阻聚剂、光引发助剂、附着力促进剂中的一种或几种。
9.一种根据权利要求1-8任一所述的紫外光固化绝缘底漆组合物作为漆包线漆在制备漆包线中的用途。
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