CN108624153A - 一种用于电气设备的绝缘涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电气设备的绝缘涂料及其制备方法，由以下成分制备而成：改性丙烯酸乳液、改性环氧树脂、改性二氧化硅、羧甲基纤维素、填料、助溶剂、分散剂、偶联剂、流平剂和去离子水。本发明制备的涂料具有优异的绝缘、导热、耐高温的性能，还具有优良的耐湿热性、耐溶剂性、附着性、耐腐蚀性和高的层间电阻等优异性能，满足各类电气设备的要求。

Description

一种用于电气设备的绝缘涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及一种用于电气设备的绝缘涂料及其制备方法。
背景技术
涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。随着社会经济的高速发展和人们生活水平的提高，工业电气设备以及民用电器的对于使用的涂料也提出了更高的要求。工业上很多场合要求电气设备能够导热、耐热，如换热片；家庭中众多的设备如电磁炉、电热水器等也要求设备能够绝缘、传热、耐高温，因此同时具有绝缘导热耐高温的网版印刷涂料具有广泛的工业和社会前景。
专利公开号：CN104341828A，公开了一种绝缘涂料，所述涂料由以下各组分的原料组成：环烷酸钴1.5份、丁醇6份、亚油酸38份、乙二酸聚酯26份。本发明产生有益效果：本发明的绝缘涂料，能够满足一般绝缘涂料的不足，涂料的制作原料简单，涂料具备绝缘的功能，原料生产成本低。然而，该专利所提供的涂料，成分简单，绝缘性能只能满足一般要求，无法满足更高的绝缘要求。
综上所述，因此需要一种更好的绝缘涂料，来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电气设备的绝缘涂料及其制备方法，本发明制备的涂料具有优异的绝缘、导热、耐高温的性能，还具有优良的耐湿热性、耐溶剂性、附着性、耐腐蚀性和高的层间电阻等优异性能，满足各类电气设备的要求。
本发明提供了如下的技术方案：
一种用于电气设备的绝缘涂料，包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液18-24份、改性环氧树脂17-25份、改性二氧化硅12-19份、羧甲基纤维素22-28份、填料11-17份、助溶剂7-12份、分散剂8-13份、偶联剂6-11份、流平剂5-11份和去离子水12-19份。
优选的，所述涂料包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液18-21份、改性环氧树脂17-23份、改性二氧化硅12-15份、羧甲基纤维素22-26份、填料14-17份、助溶剂9-12份、分散剂10-13份、偶联剂8-11份、流平剂7-10份和去离子水14-19份。
优选的，所述涂料包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液20份、改性环氧树脂22份、改性二氧化硅15份、羧甲基纤维素22份、填料17份、助溶剂9份、分散剂13份、偶联剂8份、流平剂10份和去离子水16份。
一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性二氧化硅、填料、助溶剂、分散剂和去离子水混合，导入混料机中，在200-300r/min的转速下搅拌30-40min，得到材料一；
b、向材料一中加入改性环氧树脂和偶联剂，升温至90-120℃，以120-140r/min的转速搅拌1-2h，再加入羧甲基纤维素，以300-450r/min的转速搅拌40-50min，得到材料二；
c、向材料二中加入改性丙烯酸乳液和流平剂，在55-65℃下，以600-800r/min的转速搅拌40-60min，得到材料三；
d、对材料三进行脱水处理，脱水至搅拌成粘稠状，即可得到成品。
优选的，所述步骤a的改性二氧化硅的制备方法为：将二氧化硅在超声下粉碎成纳米颗粒，再加入浓度为30-50%的乙醇溶液、乙酸丁酯和磷酸二氢盐，在55-70℃下搅拌反应30-45min，即可得到改性二氧化硅。
优选的，所述步骤a的填料为氮化硅、氧化镁粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和空心玻璃微珠的混合物。
优选的，所述步骤b的改性环氧树脂的制备方法为：将氨基硅油、双酚A环氧树脂和丙酮混合，以150-250r/min的转速，在90-110℃下反应1-2h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，再加入二氨基-二苯-甲烷，在120-180r/min的转速下搅拌15-20min，经干燥后，冷却至室温，即可得到改性环氧树脂。
优选的，所述步骤c的改性丙烯酸乳液的制备方法为：将水溶性丙烯酸乳液、十二烷基本磺酸钠、柠檬酸钠和水混合，缓慢搅拌50-60min，即可得到改性丙烯酸乳液。
本发明的有益效果是：
本发明制备的涂料具有优异的绝缘、导热、耐高温的性能，还具有优良的耐湿热性、耐溶剂性、附着性、耐腐蚀性和高的层间电阻等优异性能，满足各类电气设备的要求。
本发明中的各类添加剂，如助溶剂、分散剂等，可有效提高涂料的稳定性，并且加快制备流程，缩短制备时间，使得制备工艺更为简单，操作方便，从而使得本发明更易被推广生产。
本发明中添加的改性环氧树脂，其具有较好的力学性能、耐老化性能及耐磨性能，在与填料的复配后，制备的涂料保留了改性环氧树脂的性能外，还具有填料中的氧化镁粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和空心玻璃微珠所具有的良好的光泽度、良好的抗静电能力，还可有效提升涂料抗氧化及阻燃能力，其附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长。
本发明中添加的改性丙烯酸乳液与改性二氧化硅，改性二氧化硅的添加可以有效提高改性丙烯酸乳液的成膜性能，增加制备的涂料所形成的涂层的致密性，从而提高绝缘涂层层间电阻。
具体实施方式
实施例1
一种用于电气设备的绝缘涂料，包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液18份、改性环氧树脂17份、改性二氧化硅19份、羧甲基纤维素28份、填料17份、助溶剂12份、分散剂13份、偶联剂6份、流平剂5份和去离子水12份。
一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性二氧化硅、填料、助溶剂、分散剂和去离子水混合，导入混料机中，在300r/min的转速下搅拌30min，得到材料一；
b、向材料一中加入改性环氧树脂和偶联剂，升温至90℃，以140r/min的转速搅拌2h，再加入羧甲基纤维素，以300r/min的转速搅拌50min，得到材料二；
c、向材料二中加入改性丙烯酸乳液和流平剂，在55℃下，以600r/min的转速搅拌40min，得到材料三；
d、对材料三进行脱水处理，脱水至搅拌成粘稠状，即可得到成品。
步骤a的改性二氧化硅的制备方法为：将二氧化硅在超声下粉碎成纳米颗粒，再加入浓度为50%的乙醇溶液、乙酸丁酯和磷酸二氢盐，在55℃下搅拌反应35min，即可得到改性二氧化硅。
步骤a的填料为氮化硅、氧化镁粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和空心玻璃微珠的混合物。
步骤b的改性环氧树脂的制备方法为：将氨基硅油、双酚A环氧树脂和丙酮混合，以150r/min的转速，在90℃下反应1h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，再加入二氨基-二苯-甲烷，在120r/min的转速下搅拌20min，经干燥后，冷却至室温，即可得到改性环氧树脂。
步骤c的改性丙烯酸乳液的制备方法为：将水溶性丙烯酸乳液、十二烷基本磺酸钠、柠檬酸钠和水混合，缓慢搅拌60min，即可得到改性丙烯酸乳液。
实施例2
一种用于电气设备的绝缘涂料，包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液18份、改性环氧树脂17份、改性二氧化硅12份、羧甲基纤维素22份、填料17份、助溶剂9份、分散剂10份、偶联剂8份、流平剂7份和去离子水14份。
一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性二氧化硅、填料、助溶剂、分散剂和去离子水混合，导入混料机中，在200r/min的转速下搅拌30min，得到材料一；
b、向材料一中加入改性环氧树脂和偶联剂，升温至90℃，以120r/min的转速搅拌1h，再加入羧甲基纤维素，以300r/min的转速搅拌40min，得到材料二；
c、向材料二中加入改性丙烯酸乳液和流平剂，在55℃下，以600r/min的转速搅拌40min，得到材料三；
d、对材料三进行脱水处理，脱水至搅拌成粘稠状，即可得到成品。
步骤a的改性二氧化硅的制备方法为：将二氧化硅在超声下粉碎成纳米颗粒，再加入浓度为30%的乙醇溶液、乙酸丁酯和磷酸二氢盐，在55℃下搅拌反应30min，即可得到改性二氧化硅。
步骤a的填料为氮化硅、氧化镁粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和空心玻璃微珠的混合物。
步骤b的改性环氧树脂的制备方法为：将氨基硅油、双酚A环氧树脂和丙酮混合，以150r/min的转速，在90℃下反应1h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，再加入二氨基-二苯-甲烷，在120r/min的转速下搅拌15min，经干燥后，冷却至室温，即可得到改性环氧树脂。
步骤c的改性丙烯酸乳液的制备方法为：将水溶性丙烯酸乳液、十二烷基本磺酸钠、柠檬酸钠和水混合，缓慢搅拌50min，即可得到改性丙烯酸乳液。
实施例3
一种用于电气设备的绝缘涂料，包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液20份、改性环氧树脂22份、改性二氧化硅15份、羧甲基纤维素22份、填料17份、助溶剂9份、分散剂13份、偶联剂8份、流平剂10份和去离子水16份。
一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性二氧化硅、填料、助溶剂、分散剂和去离子水混合，导入混料机中，在300r/min的转速下搅拌40min，得到材料一；
b、向材料一中加入改性环氧树脂和偶联剂，升温至120℃，以140r/min的转速搅拌2h，再加入羧甲基纤维素，以450r/min的转速搅拌50min，得到材料二；
c、向材料二中加入改性丙烯酸乳液和流平剂，在65℃下，以800r/min的转速搅拌60min，得到材料三；
d、对材料三进行脱水处理，脱水至搅拌成粘稠状，即可得到成品。
步骤a的改性二氧化硅的制备方法为：将二氧化硅在超声下粉碎成纳米颗粒，再加入浓度为50%的乙醇溶液、乙酸丁酯和磷酸二氢盐，在70℃下搅拌反应45min，即可得到改性二氧化硅。
步骤a的填料为氮化硅、氧化镁粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和空心玻璃微珠的混合物。
步骤b的改性环氧树脂的制备方法为：将氨基硅油、双酚A环氧树脂和丙酮混合，以150r/min的转速，在110℃下反应2h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，再加入二氨基-二苯-甲烷，在180r/min的转速下搅拌20min，经干燥后，冷却至室温，即可得到改性环氧树脂。
步骤c的改性丙烯酸乳液的制备方法为：将水溶性丙烯酸乳液、十二烷基本磺酸钠、柠檬酸钠和水混合，缓慢搅拌60min，即可得到改性丙烯酸乳液。
检测以上实施例制备的成品，得到以下实验数据：
表一：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
表面电阻率（GB/T1410）Ω 3.8×1012 4.3×1012 4.4×1012
工频击穿强度（GB/T1981.2）MV/m 36 42 41
湿热试验（GB/T2423.4）45℃/2d 漆膜外观无起泡、无分层 漆膜外观无起泡、无分层 漆膜外观无起泡、无分层
盐雾试验（GB/T2423.18） 漆膜外观无起泡、无腐蚀 漆膜外观无起泡、无腐蚀 漆膜外观无起泡、无腐蚀
附着力等级（GB/T9286） 1级 1级 1级
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于电气设备的绝缘涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液18-24份、改性环氧树脂17-25份、改性二氧化硅12-19份、羧甲基纤维素22-28份、填料11-17份、助溶剂7-12份、分散剂8-13份、偶联剂6-11份、流平剂5-11份和去离子水12-19份。
2.根据权利要求1所述的一种用于电气设备的绝缘涂料，其特征在于，所述涂料包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液18-21份、改性环氧树脂17-23份、改性二氧化硅12-15份、羧甲基纤维素22-26份、填料14-17份、助溶剂9-12份、分散剂10-13份、偶联剂8-11份、流平剂7-10份和去离子水14-19份。
3.根据权利要求1所述的一种用于电气设备的绝缘涂料，其特征在于，所述涂料包括以下重量份的原料：改性丙烯酸乳液20份、改性环氧树脂22份、改性二氧化硅15份、羧甲基纤维素22份、填料17份、助溶剂9份、分散剂13份、偶联剂8份、流平剂10份和去离子水16份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将改性二氧化硅、填料、助溶剂、分散剂和去离子水混合，导入混料机中，在200-300r/min的转速下搅拌30-40min，得到材料一；
b、向材料一中加入改性环氧树脂和偶联剂，升温至90-120℃，以120-140r/min的转速搅拌1-2h，再加入羧甲基纤维素，以300-450r/min的转速搅拌40-50min，得到材料二；
c、向材料二中加入改性丙烯酸乳液和流平剂，在55-65℃下，以600-800r/min的转速搅拌40-60min，得到材料三；
d、对材料三进行脱水处理，脱水至搅拌成粘稠状，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的改性二氧化硅的制备方法为：将二氧化硅在超声下粉碎成纳米颗粒，再加入浓度为30-50%的乙醇溶液、乙酸丁酯和磷酸二氢盐，在55-70℃下搅拌反应30-45min，即可得到改性二氧化硅。
6.根据权利要求4所述的一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的填料为氮化硅、氧化镁粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和空心玻璃微珠的混合物。
7.根据权利要求4所述的一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的改性环氧树脂的制备方法为：将氨基硅油、双酚A环氧树脂和丙酮混合，以150-250r/min的转速，在90-110℃下反应1-2h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，再加入二氨基-二苯-甲烷，在120-180r/min的转速下搅拌15-20min，经干燥后，冷却至室温，即可得到改性环氧树脂。
8.根据权利要求4所述的一种用于电气设备的绝缘涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的改性丙烯酸乳液的制备方法为：将水溶性丙烯酸乳液、十二烷基本磺酸钠、柠檬酸钠和水混合，缓慢搅拌50-60min，即可得到改性丙烯酸乳液。
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