CN109181528A - 一种耐高温绝缘漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温绝缘漆，为多组分，包括A组分和B组分，A组分由以下重量含量的原料制备而成：聚酯亚胺树脂20～70％，芳纶树脂1～20％，颜料1～30％，填料1～15％，助剂1～10％，有机溶剂10～30％；B组分为异氰酸酯固化剂。本发明还公开了该耐高温绝缘漆的制备方法：将聚酯亚胺树脂、芳纶树脂、分散剂、气相二氧化硅、膨润土和有机溶剂混合并分散均匀；加入颜料和填料，分散均匀，过滤；加入消泡剂、流平剂，调节粘度，获得A组分；准备异氰酸酯固化剂作为B组分。本发明采用含亚胺耐热结构的聚酯树脂为主体树脂，同时引入耐热和阻燃性能优异的芳纶树脂，使得改性后的绝缘漆由具有良好的耐腐蚀性能和机械性能。

Description

一种耐高温绝缘漆及其制备方法

技术领域

本发明属于绝缘漆领域，尤其涉及一种牵引电机表面涂装用的耐高温绝缘漆及其制备方法。

背景技术

传统的表面绝缘漆的基体树脂一般为环氧树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、醇酸树脂等，这一类绝缘漆具有良好的电气性能，广泛应用于电气绝缘的各个领域。

然而目前的这些表面绝缘磁漆耐热性能一般，只适合做B级(耐热130℃)、F级(耐热155℃)、H级(耐热180℃)表面绝缘漆，而牵引电机由于工作特殊性要求，需要表面绝缘漆长期耐热200℃以上，达到C级绝缘材料的要求，以确保安全行车的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种用于牵引电机领域、符合C级绝缘(耐热200℃)以上的耐高温绝缘漆及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种耐高温绝缘漆，所述耐高温绝缘漆为多组分，包括A组分和B组分，所述A组分由以下重量含量的原料制备而成：

所述的B组分为异氰酸酯固化剂。

上述的耐高温绝缘漆，优选的，所述聚酯亚胺树脂为含亚胺结构和羟基基团的饱和聚酯树脂，羟值90～110mgKOH/g，酸值≤8mgKOH/g，亚胺含量20～22％。聚酯亚胺树脂具有亚胺含量高、交替共聚对称性好、羟基含量高、交联密度大的特点。

上述的耐高温绝缘漆，优选的，所述芳纶树脂为聚对苯二甲酰对苯二胺树脂1414或/和聚间苯二甲酰间苯二胺树脂1313，其固含量为15～18％。芳纶树脂分子结构中的酰胺基团与苯基相互连接，大分子链呈柔性结构，晶体内氢键作用强烈，具有优异的耐热性和阻燃性；同时又具有高强高模，低比密度的特点。

上述的耐高温绝缘漆，优选的，所述颜料为氧化铁红、钛白粉、不导电炭黑和复合磷酸锌中的一种或几种；所述填料为硅微粉和云母粉中的一种或几种。

上述的耐高温绝缘漆，优选的，所述助剂为分散剂、消泡剂、气相二氧化硅、膨润土、流平剂中的一种或多种；所述有机溶剂为N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、酯类溶剂(优选为丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯)、芳香烃类溶剂(优选为二甲苯，100#溶剂油)中的一种或几种混合物；这些有机溶剂对树脂的溶解性能最佳，尤其是难溶于一般有机溶剂中的芳纶树脂。在耐高温绝缘漆中加入特种功能性助剂(气相二氧化硅和膨润土)可以保证绝缘漆防流挂、防沉降。

上述的耐高温绝缘漆，优选的，所述异氰酸酯固化剂为含苯环结构的二苯基甲烷二异氰酸酯固化剂，纯度≥99.5％，异氰酸酯含量为30.5～32％，选择此种结构的固化剂可以进一步保证绝缘漆的耐热性能。

本发明采用羟基含量高的、可常温交联固化的聚酯亚胺树脂为基料，以耐热性好的含苯环结构的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为固化剂，并使用耐热性和阻燃性能优异的芳纶树脂进行改性，所得的产品具有高交联密度，涂层具有良好的电气绝缘性能、耐热性能、阻燃性能和耐腐蚀性能。

上述的耐高温绝缘漆，优选的，所述A组分与B组分的质量比为(6～8)：1。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的耐高温绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚酯亚胺树脂、芳纶树脂、分散剂、气相二氧化硅、膨润土和有机溶剂混合并分散均匀；

(2)在步骤(1)后的混合料中加入颜料和填料，分散均匀，过滤；

(3)将步骤(2)后的物料进行研磨后加入消泡剂、流平剂，并用有机溶剂调节粘度至100～120s(涂4#杯)，即获得A组分；

(4)按照A组分与B组分的质量比为(6～8)：1的量准备异氰酸酯固化剂作为B组分。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，分散过程在分散机中速进行，分散时间为20～30分钟，分散速率为1000～1500转/分；

所述步骤(2)中，分散的时间为30～60分钟，分散速率为1500～2500转/分；过滤是采用40目的过滤网过滤。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，研磨过程在卧式砂磨机中研磨，研磨温度为50～60℃，控制研磨细度不大于20μm。控制研磨的温度在合适的范围内，既可以避免温度过高会导致部分有机物挥发分解，又可以避免温度太低降低了研磨效率。

市场上一般常用的聚酯亚胺树脂需要在高温下固化，而本发明通过在聚酯亚胺树脂中引入活性高的羟基，使其可以在常温下固化，解决了表面绝缘漆在牵引电机上面应用的工艺制造难题；同时，本发明采用特殊的强极性溶剂解决了芳纶树脂与其它树脂的相溶性，并提高了绝缘漆的耐热性、阻燃性，扩展了芳纶树脂的应用领域。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明采用含亚胺耐热结构的聚酯树脂为主体树脂，同时引入耐热和阻燃性能优异的芳纶树脂，使得改性后的绝缘漆由具有良好的耐腐蚀性能和机械性能；同时加入的无机颜料、填料也大幅度提高了绝缘漆的耐热性能。

(2)本发明制得的绝缘漆常态体积电阻率可达1×10¹⁴Ω·m，电气强度在40KV/mm以上，长期耐热220℃以上，符合C级绝缘，耐盐雾腐蚀500小时，氧指数可达到29及以上，属阻燃级别。

(3)本发明的制备方法采用分步物料分散方法，在研磨阶段通过控制研磨温度，极大提高了产品的分散和研磨效率，保证了产品质量。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种牵引电机用白色耐高温表面绝缘漆，包括独立包装的A组分和B组分，其中，A组分主要由以下重量份的原料制备而成：

其中，聚酯亚胺树脂为含亚胺结构和羟基基团的饱和聚酯树脂，羟值90～110mgKOH/g，酸值≤8mgKOH/g，亚胺含量20～22％；有机混合溶剂在本实施例中为N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、丁酯溶剂、二甲苯按质量比1:1:1:1的量配成的混合溶剂。

本实施例中的牵引电机用白色耐高温表面绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将460g聚酯亚胺树脂、100g芳纶树脂1313、12gBYK163分散剂、2g气相二氧化硅、5g膨润土和有机混合溶剂称重后投入分散器皿中，并用分散机进行中速分散，分散时间为20分钟，分散速率为1000转/分；

(2)将200g金红石型钛白粉R902、50g复合磷酸锌A和50g硅微粉称重后加入分散器皿中，边加料边分散，高速分散40分钟，分散速率控制在2000转/分，然后将混合料润湿24小时后用40目的过滤网过滤，过滤后投入卧式砂磨机中进行研磨，研磨温度控制在50～60℃，控制研磨细度不大于20μm；

(3)最后加入3gBYK141消泡剂、8gBYK358流平剂，并调节粘度至100～120s(涂4#杯)，即制得A组分。

将A组分与B组分(含100％异氰酸酯固化剂PM-400(MDI)，异氰酸酯含量为30.5～32％)按照质量比为7：1的量混合，并用有机混合溶剂调节粘度至18～50s(涂4#杯)，熟化15分钟后采用喷涂方式施工，干燥成膜，制得耐高温表面绝缘漆漆膜。

实施例2：

一种牵引电机用铁红色耐高温表面绝缘漆，包括独立包装的A组分和B组分，其中，A组分主要由以下重量份的原料制备而成：

其中，聚酯亚胺树脂为含亚胺结构和羟基基团的饱和聚酯树脂，羟值90～110mgKOH/g，酸值≤8mgKOH/g，亚胺含量20～22％；有机混合溶剂为N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、丁酯溶剂、二甲苯溶剂按质量比1:1:1:1的量配成的混合溶剂。

本实施例中的牵引电机用白色耐高温表面绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将500g聚酯亚胺树脂、80g芳纶树脂1313、16gBYK163分散剂、3g气相二氧化硅、5g膨润土和有机混合溶剂称重后投入分散器皿中，并用分散机进行中速分散，分散时间为30分钟，分散速率为1500转/分；

(2)将150g氧化铁红CT、70g复合磷酸锌A和60g云母粉称重后加入分散器皿中，边加料边分散，高速分散50分钟，分散速率控制在1500转/分，然后将混合料润湿24小时后用40目的过滤网过滤，过滤后投入卧式砂磨机中进行研磨，研磨温度控制在50～60℃，控制研磨细度不大于20μm；

(3)最后加入3gBYK141消泡剂、8gBYK358流平剂，并调节粘度至100～120s(涂4#杯)，即制得A组分。

将A组分与B组分(含100％异氰酸酯固化剂PM-400(MDI)，异氰酸酯含量为30.5～32％)按照质量比为6：1的量混合，并用有机混合溶剂调节粘度至18～50s(涂4#杯)，熟化15分钟后采用刷涂方式施工，干燥成膜，制得耐高温表面绝缘漆漆膜。

实施例3：

一种牵引电机用浅灰色耐高温表面绝缘漆，包括独立包装的A组分和B组分，其中，A组分主要由以下重量份的原料制备而成：

其中，聚酯亚胺树脂为含亚胺结构和羟基基团的饱和聚酯树脂，羟值90～110mgKOH/g，酸值≤8mgKOH/g，亚胺含量20～22％；有机混合溶剂在本实施例中为N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、丁酯溶剂、二甲苯溶剂按质量比1:1:1:1的量配成的混合溶剂。

本实施例中的牵引电机用白色耐高温表面绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将430g聚酯亚胺树脂、80g芳纶树脂1414、16gBYK163分散剂、3g气相二氧化硅、5g膨润土和有机混合溶剂称重后投入分散器皿中，并用分散机进行中速分散，分散时间为30分钟，分散速率为1500转/分；

(2)将180g钛白粉R902、70g复合磷酸锌A、60g硅微粉和5g不导电炭黑称重后加入分散器皿中，边加料边分散，高速分散40分钟，分散速率控制在2500转/分，然后将混合料润湿24小时后用40目的过滤网过滤，过滤后投入卧式砂磨机中进行研磨，研磨温度控制在50～60℃，控制研磨细度不大于20μm；

(3)最后加入3gBYK141消泡剂、8gBYK358流平剂，并调节粘度至100～120s(涂4#杯)，即制得A组分。

将A组分与B组分(含100％异氰酸酯固化剂PM-400(MDI)，异氰酸酯含量为30.5～32％)按照质量比为6：1的量混合，并用有机混合溶剂调节粘度至18～50s(涂4#杯)，熟化15分钟后采用刷涂方式施工，干燥成膜，制得耐高温表面绝缘漆漆膜。

参照有关国家或行业标准，对上述具体实施例制备的耐高温表面绝缘漆漆膜进行性能检测，结果如下表：

Claims (10)

1.一种耐高温绝缘漆，其特征在于，所述耐高温绝缘漆为多组分，包括A组分和B组分，所述A组分由以下重量含量的原料制备而成：

所述B组分为异氰酸酯固化剂。

2.如权利要求1所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，所述聚酯亚胺树脂为含亚胺结构和羟基基团的饱和聚酯树脂，羟值90～110mgKOH/g，酸值≤8mgKOH/g，亚胺含量20～22％。

3.如权利要求1所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，所述芳纶树脂为聚对苯二甲酰对苯二胺树脂或/和聚间苯二甲酰间苯二胺树脂，其固含量为15～18％。

4.如权利要求1所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，所述颜料为氧化铁红、钛白粉、不导电炭黑和复合磷酸锌中的一种或几种；所述填料为硅微粉和云母粉中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，所述助剂为分散剂、消泡剂、气相二氧化硅、膨润土、流平剂中的一种或多种；所述有机溶剂为N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、酯类溶剂、芳香烃类溶剂中的一种或几种混合物。

6.如权利要求1～5任一项所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂为含苯环结构的二苯基甲烷二异氰酸酯固化剂，纯度≥99.5％，异氰酸酯含量为30.5～32％。

7.如权利要求1～5任一项所述的耐高温绝缘漆，其特征在于，所述A组分与B组分的质量比为(6～8)：1。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的耐高温绝缘漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚酯亚胺树脂、芳纶树脂、分散剂、气相二氧化硅、膨润土和有机溶剂混合并分散均匀；

(2)在步骤(1)后的混合料中加入颜料和填料，分散均匀，过滤；

(3)将步骤(2)后的物料进行研磨后加入消泡剂、流平剂，调节粘度，即获得A组分；

(4)按照A组分与B组分的质量比为(6～8)：1的量准备异氰酸酯固化剂作为B组分。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，分散过程在分散机中进行，分散时间为20～30分钟，分散速率为1000～1500转/分；

所述步骤(2)中，分散的时间为30～60分钟，分散速率为1500～2500转/分；过滤是采用40目的过滤网过滤。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，研磨过程在卧式砂磨机中研磨，研磨温度为50～60℃，控制研磨细度不大于20μm。