CN107189682A - 一种用于电气设备的绝缘漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂20～50份、改性聚氨酯树脂15～25份、热塑性酚醛树脂7～18份、醇酸树脂12～17份、丙烯酸树脂8～15份、纳米金刚石4～11份、分散剂2～5份、脱水蓖麻油脂肪酸8～14份、引发剂2～4份、固化剂3～7份。本发明所述用于电气设备的绝缘漆固化时间短，耐高温性能好，附着性能优，具有较好的绝缘性能，导热性能高，适用范围广。

Description

一种用于电气设备的绝缘漆及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘漆技术领域，具体涉及一种用于电气设备的绝缘漆及其制备方法。
背景技术
绝缘就是使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来，以对触电起保护作用的一种安全措施。良好的绝缘对于保证电气设备与线路的安全运行，防止人身触电事故的发生是最基本的和最可靠的手段。绝缘漆是漆类中的一种特种漆，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。国家标准GB2900--5规定绝缘材料的定义是：“用来使在电器元器件上绝缘的材料”，也就是能够阻止电流、屏蔽电流通过的材料。它的标准电阻率很高，通常在10～10Ω·m的范围内。目前国内生产的绝缘漆，普遍存在固化时间长、耐高温效果差及连带的附着性差的问题，容易出现裂翘现象，在一定程度上影响了绝缘漆所起到的绝缘效果。
发明内容
本发明提供了一种用于电气设备的绝缘漆及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述绝缘漆固化时间短，耐高温性能好，附着性能优，具有较好的绝缘性能，导热性能高，适用范围广。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂20～50份、改性聚氨酯树脂15～25份、热塑性酚醛树脂7～18份、醇酸树脂12～17份、丙烯酸树脂8～15份、纳米金刚石4～11份、分散剂2～5份、脱水蓖麻油脂肪酸8～14份、引发剂2～4份、固化剂3～7份。
优选的，所述用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂30～40份、改性聚氨酯树脂18～22份、热塑性酚醛树脂11～16份、醇酸树脂13～16份、丙烯酸树脂10～13份、纳米金刚石7～10份、分散剂3～4份、脱水蓖麻油脂肪酸11～13份、引发剂2.4～3.2份、固化剂4～6份。
优选的，所述用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂36份、改性聚氨酯树脂20份、热塑性酚醛树脂13份、醇酸树脂15份、丙烯酸树脂12份、纳米金刚石9份、分散剂3.7份、脱水蓖麻油脂肪酸12份、引发剂2.7份、固化剂5份。
优选的，所述环氧改性有机硅树脂由环氧树脂、醋酸丁酯溶剂与硅醇中间体在160～190℃下反应形成，所述环氧树脂与硅醇中间体重量比为50：50。
优选的，所述固化剂为二乙烯三胺和/或间苯二甲胺。
优选的，所述的热塑性酚醛树脂由苯酚、间甲酚以及3,5-二甲酚与多聚甲醛反应，质量比为苯酚：间甲酚：3,5-二甲酚：多聚甲醛=2：1：1：0.8，加入醇胺作为催化剂，并用水杨酸进行改性，多聚甲醛在加热过程中逐步分解产生甲醛与上述混合酚反应生成热塑性的酚醛树脂。
优选的，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺和/或硬脂酸单甘油酯。
一种制备所述用于电气设备的绝缘漆的方法，包括如下步骤：
（1）按上述组分称取环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、纳米金刚石、分散剂、脱水蓖麻油脂肪酸、引发剂、固化剂，备用；
（2）将纳米金刚石先置于去离子水，加入脱水蓖麻油脂肪酸，加热至70～80℃，边加热，边搅拌，搅拌速度为1300～1700r/min，搅拌时间为1～2小时，过滤，取出改性纳米金刚石，放入烘干机中以130～150℃烘干，备用；
（3）先将环氧改性有机硅树脂和热塑性酚醛树脂混合，加入引发剂，放入高温反应釜中聚合反应15～25分钟，再加入改性聚氨酯树脂聚合反应10～15分钟，然后加入醇酸树脂、丙烯酸树脂聚合反应13～18分钟，冷却至常温，得混合物料；
（4）将步骤（3）得到的混合混料放入高速分散机中，加入分散剂，搅拌均匀，然后加入步骤（2）得到的改性纳米金刚石，高速分散10～20分钟，加入固化剂，高速分散5～13分钟，即得所述用于电气设备的绝缘漆。
优选的，所述步骤（3）中高温反应釜的温度为160～180℃。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述用于电气设备的绝缘漆固化时间短，耐高温性能好，附着性能优，具有较好的绝缘性能，导热性能高，具体如下：
（1）本发明采用环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂作为原料，将环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂加入引发剂进行高温聚合，从而大大提高制得的绝缘漆的韧性，同时在其中加入固化剂，使其能在较短时间内干燥，并辅以成膜剂的加入，尽可能锁住绝缘漆中的水分，以避免水分的快速蒸发导致其龟裂，从而达到快干且具有较好的韧性的效果，所得绝缘漆具有良好的耐高温性及附着性，耐候性良好、绝缘效果发生时间长；
（2）本发明添加了纳米金刚石，纳米金刚石通过绝缘涂覆或浸渍在高功率密度电气设备内，既绝缘又有很好的导热传热性能，能够用于电路板表面涂覆以增强电路板自身导热散热能力，提高电路工作稳定性，也能够用于高功率密度的电气设备内部浸渍或者涂覆，从而顺利将电气设备内部产生的热量导出，达到快速散热或者将热量带出的实用效果，提高电气设备的负载能力，适用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂20份、改性聚氨酯树脂15份、热塑性酚醛树脂7份、醇酸树脂12份、丙烯酸树脂8份、纳米金刚石4份、分散剂2份、脱水蓖麻油脂肪酸8份、引发剂2份、固化剂3份。
其中，所述环氧改性有机硅树脂由环氧树脂、醋酸丁酯溶剂与硅醇中间体在160℃下反应形成，所述环氧树脂与硅醇中间体重量比为50：50。
其中，所述固化剂为二乙烯三胺。
其中，所述的热塑性酚醛树脂由苯酚、间甲酚以及3,5-二甲酚与多聚甲醛反应，质量比为苯酚：间甲酚：3,5-二甲酚：多聚甲醛=2：1：1：0.8，加入醇胺作为催化剂，并用水杨酸进行改性，多聚甲醛在加热过程中逐步分解产生甲醛与上述混合酚反应生成热塑性的酚醛树脂。
其中，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺。
一种制备所述用于电气设备的绝缘漆的方法，包括如下步骤：
（1）按上述组分称取环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、纳米金刚石、分散剂、脱水蓖麻油脂肪酸、引发剂、固化剂，备用；
（2）将纳米金刚石先置于去离子水，加入脱水蓖麻油脂肪酸，加热至70℃，边加热，边搅拌，搅拌速度为1300r/min，搅拌时间为1小时，过滤，取出改性纳米金刚石，放入烘干机中以130℃烘干，备用；
（3）先将环氧改性有机硅树脂和热塑性酚醛树脂混合，加入引发剂，放入高温反应釜中聚合反应15分钟，再加入改性聚氨酯树脂聚合反应10分钟，然后加入醇酸树脂、丙烯酸树脂聚合反应13分钟，冷却至常温，得混合物料；
（4）将步骤（3）得到的混合混料放入高速分散机中，加入分散剂，搅拌均匀，然后加入步骤（2）得到的改性纳米金刚石，高速分散10分钟，加入固化剂，高速分散5分钟，即得所述用于电气设备的绝缘漆。
其中，所述步骤（3）中高温反应釜的温度为160℃。
实施例2
本实施例涉及一种用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂50份、改性聚氨酯树脂25份、热塑性酚醛树脂18份、醇酸树脂17份、丙烯酸树脂15份、纳米金刚石11份、分散剂5份、脱水蓖麻油脂肪酸14份、引发剂4份、固化剂7份。
其中，所述环氧改性有机硅树脂由环氧树脂、醋酸丁酯溶剂与硅醇中间体在190℃下反应形成，所述环氧树脂与硅醇中间体重量比为50：50。
其中，所述固化剂为间苯二甲胺。
其中，所述的热塑性酚醛树脂由苯酚、间甲酚以及3,5-二甲酚与多聚甲醛反应，质量比为苯酚：间甲酚：3,5-二甲酚：多聚甲醛=2：1：1：0.8，加入醇胺作为催化剂，并用水杨酸进行改性，多聚甲醛在加热过程中逐步分解产生甲醛与上述混合酚反应生成热塑性的酚醛树脂。
其中，所述分散剂为硬脂酸单甘油酯。
一种制备所述用于电气设备的绝缘漆的方法，包括如下步骤：
（1）按上述组分称取环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、纳米金刚石、分散剂、脱水蓖麻油脂肪酸、引发剂、固化剂，备用；
（2）将纳米金刚石先置于去离子水，加入脱水蓖麻油脂肪酸，加热至80℃，边加热，边搅拌，搅拌速度为1700r/min，搅拌时间为2小时，过滤，取出改性纳米金刚石，放入烘干机中以150℃烘干，备用；
（3）先将环氧改性有机硅树脂和热塑性酚醛树脂混合，加入引发剂，放入高温反应釜中聚合反应25分钟，再加入改性聚氨酯树脂聚合反应15分钟，然后加入醇酸树脂、丙烯酸树脂聚合反应18分钟，冷却至常温，得混合物料；
（4）将步骤（3）得到的混合混料放入高速分散机中，加入分散剂，搅拌均匀，然后加入步骤（2）得到的改性纳米金刚石，高速分散20分钟，加入固化剂，高速分散13分钟，即得所述用于电气设备的绝缘漆。
其中，所述步骤（3）中高温反应釜的温度为160～180℃。
实施例3
本实施例涉及一种用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂30份、改性聚氨酯树脂18份、热塑性酚醛树脂11份、醇酸树脂13份、丙烯酸树脂10份、纳米金刚石7份、分散剂3份、脱水蓖麻油脂肪酸11份、引发剂2.4份、固化剂4份。
其中，所述环氧改性有机硅树脂由环氧树脂、醋酸丁酯溶剂与硅醇中间体在170℃下反应形成，所述环氧树脂与硅醇中间体重量比为50：50。
其中，所述固化剂为二乙烯三胺和间苯二甲胺。
其中，所述的热塑性酚醛树脂由苯酚、间甲酚以及3,5-二甲酚与多聚甲醛反应，质量比为苯酚：间甲酚：3,5-二甲酚：多聚甲醛=2：1：1：0.8，加入醇胺作为催化剂，并用水杨酸进行改性，多聚甲醛在加热过程中逐步分解产生甲醛与上述混合酚反应生成热塑性的酚醛树脂。
其中，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯。
一种制备所述用于电气设备的绝缘漆的方法，包括如下步骤：
（1）按上述组分称取环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、纳米金刚石、分散剂、脱水蓖麻油脂肪酸、引发剂、固化剂，备用；
（2）将纳米金刚石先置于去离子水，加入脱水蓖麻油脂肪酸，加热至70～80℃，边加热，边搅拌，搅拌速度为1400r/min，搅拌时间为1.2小时，过滤，取出改性纳米金刚石，放入烘干机中以135℃烘干，备用；
（3）先将环氧改性有机硅树脂和热塑性酚醛树脂混合，加入引发剂，放入高温反应釜中聚合反应18分钟，再加入改性聚氨酯树脂聚合反应11分钟，然后加入醇酸树脂、丙烯酸树脂聚合反应14分钟，冷却至常温，得混合物料；
（4）将步骤（3）得到的混合混料放入高速分散机中，加入分散剂，搅拌均匀，然后加入步骤（2）得到的改性纳米金刚石，高速分散12分钟，加入固化剂，高速分散5～13分钟，即得所述用于电气设备的绝缘漆。
其中，所述步骤（3）中高温反应釜的温度为165℃。
实施例4
本实施例涉及一种用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂40份、改性聚氨酯树脂22份、热塑性酚醛树脂16份、醇酸树脂16份、丙烯酸树脂13份、纳米金刚石10份、分散剂4份、脱水蓖麻油脂肪酸13份、引发剂3.2份、固化剂6份。
其中，所述环氧改性有机硅树脂由环氧树脂、醋酸丁酯溶剂与硅醇中间体在180℃下反应形成，所述环氧树脂与硅醇中间体重量比为50：50。
其中，所述固化剂为二乙烯三胺和间苯二甲胺。
其中，所述的热塑性酚醛树脂由苯酚、间甲酚以及3,5-二甲酚与多聚甲醛反应，质量比为苯酚：间甲酚：3,5-二甲酚：多聚甲醛=2：1：1：0.8，加入醇胺作为催化剂，并用水杨酸进行改性，多聚甲醛在加热过程中逐步分解产生甲醛与上述混合酚反应生成热塑性的酚醛树脂。
其中，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯。
一种制备所述用于电气设备的绝缘漆的方法，包括如下步骤：
（1）按上述组分称取环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、纳米金刚石、分散剂、脱水蓖麻油脂肪酸、引发剂、固化剂，备用；
（2）将纳米金刚石先置于去离子水，加入脱水蓖麻油脂肪酸，加热至78℃，边加热，边搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌时间为1.8小时，过滤，取出改性纳米金刚石，放入烘干机中以145℃烘干，备用；
（3）先将环氧改性有机硅树脂和热塑性酚醛树脂混合，加入引发剂，放入高温反应釜中聚合反应23分钟，再加入改性聚氨酯树脂聚合反应14分钟，然后加入醇酸树脂、丙烯酸树脂聚合反应17分钟，冷却至常温，得混合物料；
（4）将步骤（3）得到的混合混料放入高速分散机中，加入分散剂，搅拌均匀，然后加入步骤（2）得到的改性纳米金刚石，高速分散18分钟，加入固化剂，高速分散10分钟，即得所述用于电气设备的绝缘漆。
其中，所述步骤（3）中高温反应釜的温度为175℃。
实施例5
本实施例涉及一种用于电气设备的绝缘漆，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂36份、改性聚氨酯树脂20份、热塑性酚醛树脂13份、醇酸树脂15份、丙烯酸树脂12份、纳米金刚石9份、分散剂3.7份、脱水蓖麻油脂肪酸12份、引发剂2.7份、固化剂5份。
其中，所述环氧改性有机硅树脂由环氧树脂、醋酸丁酯溶剂与硅醇中间体在175℃下反应形成，所述环氧树脂与硅醇中间体重量比为50：50。
其中，所述固化剂为二乙烯三胺和间苯二甲胺。
其中，所述的热塑性酚醛树脂由苯酚、间甲酚以及3,5-二甲酚与多聚甲醛反应，质量比为苯酚：间甲酚：3,5-二甲酚：多聚甲醛=2：1：1：0.8，加入醇胺作为催化剂，并用水杨酸进行改性，多聚甲醛在加热过程中逐步分解产生甲醛与上述混合酚反应生成热塑性的酚醛树脂。
其中，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯。
一种制备所述用于电气设备的绝缘漆的方法，包括如下步骤：
（1）按上述组分称取环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、纳米金刚石、分散剂、脱水蓖麻油脂肪酸、引发剂、固化剂，备用；
（2）将纳米金刚石先置于去离子水，加入脱水蓖麻油脂肪酸，加热至75℃，边加热，边搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为1.5小时，过滤，取出改性纳米金刚石，放入烘干机中以140℃烘干，备用；
（3）先将环氧改性有机硅树脂和热塑性酚醛树脂混合，加入引发剂，放入高温反应釜中聚合反应20分钟，再加入改性聚氨酯树脂聚合反应13分钟，然后加入醇酸树脂、丙烯酸树脂聚合反应16分钟，冷却至常温，得混合物料；
（4）将步骤（3）得到的混合混料放入高速分散机中，加入分散剂，搅拌均匀，然后加入步骤（2）得到的改性纳米金刚石，高速分散15分钟，加入固化剂，高速分散8分钟，即得所述用于电气设备的绝缘漆。
其中，所述步骤（3）中高温反应釜的温度为170℃。
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)

1.一种用于电气设备的绝缘漆，其特征在于，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂20～50份、改性聚氨酯树脂15～25份、热塑性酚醛树脂7～18份、醇酸树脂12～17份、丙烯酸树脂8～15份、纳米金刚石4～11份、分散剂2～5份、脱水蓖麻油脂肪酸8～14份、引发剂2～4份、固化剂3～7份。
2.根据权利要求1所述的用于电气设备的绝缘漆，其特征在于，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂30～40份、改性聚氨酯树脂18～22份、热塑性酚醛树脂11～16份、醇酸树脂13～16份、丙烯酸树脂10～13份、纳米金刚石7～10份、分散剂3～4份、脱水蓖麻油脂肪酸11～13份、引发剂2.4～3.2份、固化剂4～6份。
3.根据权利要求1所述的用于电气设备的绝缘漆，其特征在于，包括如下重量份的原料：环氧改性有机硅树脂36份、改性聚氨酯树脂20份、热塑性酚醛树脂13份、醇酸树脂15份、丙烯酸树脂12份、纳米金刚石9份、分散剂3.7份、脱水蓖麻油脂肪酸12份、引发剂2.7份、固化剂5份。
4.根据权利要求1所述的用于电气设备的绝缘漆，其特征在于，所述环氧改性有机硅树脂由环氧树脂、醋酸丁酯溶剂与硅醇中间体在160～190℃下反应形成，所述环氧树脂与硅醇中间体重量比为50：50。
5.根据权利要求1所述的用于电气设备的绝缘漆，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺和/或间苯二甲胺。
6.根据权利要求1所述的用于电气设备的绝缘漆，其特征在于，所述的热塑性酚醛树脂由苯酚、间甲酚以及3,5-二甲酚与多聚甲醛反应，质量比为苯酚：间甲酚：3,5-二甲酚：多聚甲醛=2：1：1：0.8，加入醇胺作为催化剂，并用水杨酸进行改性，多聚甲醛在加热过程中逐步分解产生甲醛与上述混合酚反应生成热塑性的酚醛树脂。
7.根据权利要求1所述的用于电气设备的绝缘漆，其特征在于，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺和/或硬脂酸单甘油酯。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述用于电气设备的绝缘漆的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）按上述组分称取环氧改性有机硅树脂、改性聚氨酯树脂、热塑性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、纳米金刚石、分散剂、脱水蓖麻油脂肪酸、引发剂、固化剂，备用；
（2）将纳米金刚石先置于去离子水，加入脱水蓖麻油脂肪酸，加热至70～80℃，边加热，边搅拌，搅拌速度为1300～1700r/min，搅拌时间为1～2小时，过滤，取出改性纳米金刚石，放入烘干机中以130～150℃烘干，备用；
（3）先将环氧改性有机硅树脂和热塑性酚醛树脂混合，加入引发剂，放入高温反应釜中聚合反应15～25分钟，再加入改性聚氨酯树脂聚合反应10～15分钟，然后加入醇酸树脂、丙烯酸树脂聚合反应13～18分钟，冷却至常温，得混合物料；
（4）将步骤（3）得到的混合混料放入高速分散机中，加入分散剂，搅拌均匀，然后加入步骤（2）得到的改性纳米金刚石，高速分散10～20分钟，加入固化剂，高速分散5～13分钟，即得所述用于电气设备的绝缘漆。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中高温反应釜的温度为160～180℃。
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