CN109627726B - 一种纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，主要由以下质量份数的原料制备而成：低粘度聚酯丙烯酸酯树脂40.0～80.0份，改性环氧树脂10.0～40.0份，环氧固化剂1.0～4.0份，自由基引发剂0.5～1.0份，阻聚剂0.02～0.2份。本发明的制备方法：将低粘度聚酯丙烯酸酯树脂、改性环氧树脂、环氧固化剂、阻聚剂、自由基引发剂按配比混合均匀，然后在线速度为10m/s～15m/s的高剪切作用下分散均匀，过滤，即得到所述纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂。本发明的浸渍树脂不含稀释剂，直接采用低粘度聚酯丙烯酸酯树脂控制整体树脂粘度，使所得到的浸渍树脂固化挥发分接近于零，满足真正意义上的环保型浸渍树脂要求。

Description

一种纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂及其制备方法

技术领域

本发明属于绝缘材料领域，尤其涉及一种纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂。

背景技术

浸渍树脂是用于电机、变压器等电器线圈绕组的绝缘浸渍处理，起电气绝缘、粘结成型和防潮的作用。浸渍树脂的应用极大的推动了我国大中型电机行业VPI工艺的迅速发展，为我国大中型电机绝缘制造工艺水平的提高做出了不可磨灭的贡献。但是目前的浸渍树脂树脂中均含有活性稀释剂，活性稀释剂挥发在大气中变为刺激性气味，影响环境危害人体健康，不满足环保的要求。因此，减少甚至不用活性稀释剂是浸渍树脂的未来研究方向。

中国专利CN201610977800.8和CN201610266677.9分别报道了两种环保型聚酯环氧体系浸渍树脂，其树脂体系主要是基于耐热不饱和聚酯、环氧树脂及环保型活性稀释剂展开配方设计，所得树脂体系综合性能优异，然而该类体系浸渍树脂所采用的环保型活性稀释剂一般为高沸点的丙烯酸酯、脂肪族缩水甘油醚类稀释剂，这类高沸点低挥发稀释剂虽然具有低挥发低低气味等环保优点，但在高温烘焙时仍会产生约整体树脂量1.0％～5.0％的固化挥发分排放，难以达到真正意义上的绿色环保要求，因此研究一种趋于零挥发的环保型聚酯环氧浸渍树脂对于本技术领域来说具有十分重要的意义。

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，提供一种零挥发的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，主要由以下质量份数的原料制备而成：

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述低粘度聚酯丙烯酸酯树脂的粘度为200mPa.s～4000mPa.s。

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述低粘度聚酯丙烯酸酯树脂的结构式为式(I)或式(II)：

其中，A表示丙烯酸端基，M表示二元醇的结构单元，N表示二元酸的结构单元，X表示多元醇的结构单元，Y表示多元酸的结构单元，n＝1-20。

上述所采用的低粘度聚酯丙烯酸酯树脂，由于分子结构中具有多官能的高活性丙烯酸酯端基，有利于提高树脂反应活性，增大交联固化程度，进一步提升浸渍树脂固化物的物化性能，同时由于其本身粘度不大，在不含稀释剂的条件下，有利于提高树脂的渗透流动性，满足电器线圈绕组的绝缘浸渍要求。

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述低粘度聚酯丙烯酸酯树脂为东亚合成株式会社的M6100、M6250、M6500、M7300K、M8030、M8530中的一种或两种以上的组合。

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述纯树脂型环保浸渍树脂中不含有活性稀释剂。

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述改性环氧树脂为丙烯酸改性双酚A环氧树脂或甲基丙烯酸改性双酚A环氧树脂。本发明通过采用丙烯酸或甲基丙烯酸对环氧树脂进行改性，使所得到的改性环氧树脂分子链端部具有高活性的丙烯酸酯端基，从而使改性环氧树脂与聚酯丙烯酸酯树脂间能够产生交联共聚反应，形成热固性的交联互穿网络，有利于提高浸渍树脂固化物的物化性能，改善聚酯环氧体系浸渍树脂的机械粘结性能、耐热性能及介电性能。

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述改性环氧树脂为丙烯酸改性E51环氧树脂或甲基丙烯酸改性E51环氧树脂。

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述改性环氧树脂是由以下制备方法制备获得的：将摩尔比为(0.2～0.6):1的丙烯酸或甲基丙烯酸与环氧树脂放入反应容器中，通入氮气，然后在110℃～140℃下反应4h～8h，冷却出料，即获得改性环氧树脂。

上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，优选的，所述环氧固化剂为环烷酸锌、环烷酸钴、环烷酸铬、异辛酸钴、异辛酸铬、异辛酸锌中的一种或多种；所述阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、2,6-二叔丁基对甲酚、对叔丁基邻苯二酚和对甲氧基苯酚中的一种或多种；所述自由基引发剂为DCP。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂的制备方法，包括以下步骤：

将低粘度聚酯丙烯酸酯树脂、改性环氧树脂、环氧固化剂、阻聚剂、自由基引发剂按配比混合均匀，然后在线速度为10m/s～15m/s的高剪切作用下分散均匀，过滤，即得到所述纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂不含稀释剂，直接采用低粘度聚酯丙烯酸酯树脂控制整体树脂粘度，使所得到的浸渍树脂固化挥发分接近于零，满足真正意义上的环保型浸渍树脂要求。

(2)本发明丙烯酸改性环氧树脂作为原料，丙烯酸改性环氧树脂兼具有不饱和树脂和环氧树脂的双重性能优点，既能与聚酯丙烯酸酯树脂间产生交联共聚反应，又能自身进行环氧固化交联反应，有利于提高树脂体系共聚程度和交联密度，使浸渍树脂具有优良的机械粘结性能、耐热性能及介电性能。

(3)本发明的制备方法、工艺操作简单，工艺条件要求不高，生产成本低，工艺过程环境友好，便于大规模生产。

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：

一种本发明的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，主要由以下质量分数的原料制备而成：

75.0g低粘度聚酯丙烯酸酯(包括40.0gM6100和35.0gM8530，东亚合成株式会社，粘度为600mPa.s)，

20.0g改性环氧树脂MEP-1，

2.0g环氧固化剂环烷酸锌，

0.8gDCP，

0.2g阻聚剂(包括0.1g2,6-二叔丁基对甲酚和0.1g对叔丁基邻苯二酚)。

本实施例的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备改性环氧树脂MEP-1：在带有机械搅拌、回流冷凝管和导气管的1000mL四口圆底烧瓶中，加入E51环氧树脂800.0g、甲基丙烯酸98.0g和阻聚剂对苯二酚0.2g，于氮气保护下在135℃温度下反应6.0h，抽真空除去未反应物，得到棕黄色透明改性环氧树脂树脂MEP-1；

(2)制备纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂：将20.0g步骤(1)制备的改性环氧树脂MEP-1、75.0g低粘度聚酯丙烯酸酯(包括40.0份M6100和35份M8530，东亚合成株式会社)、2.0g环氧固化剂环烷酸锌、0.8gDCP、0.2g阻聚剂(包括0.1g2,6-二叔丁基对甲酚和0.1g对叔丁基邻苯二酚)混合均匀，然后在线速度12m/s的高剪切作用下，均匀分散，过滤，即得本实施例的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂。

本实施例的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂在25℃下粘度为2562mPa.s，可常温或加热条件下进行沉浸、滴浸及VPI浸渍。

实施例2：

一种本发明的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，主要由以下质量份数的原料制备而成：

75.0g低粘度聚酯丙烯酸酯(包括45.0gM6500和30gM8030，东亚合成株式会社，，粘度为680mPa.s)、

18.0g份改性环氧树脂MEP-2、

2.0g环氧固化剂环烷酸锌、

0.8gDCP、

0.2g阻聚剂(包括0.1g2,6-二叔丁基对甲酚和0.1g对叔丁基邻苯二酚)。

本实施例的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂制备方法，包括如下步骤：

(1)制备改性环氧树脂MEP-2：在带有机械搅拌、回流冷凝管和导气管的1000mL干燥四口圆底烧瓶中，加入E51环氧树脂800.0g、丙烯酸92.0g和阻聚剂对苯二酚0.2g，于氮气保护下在135℃温度下反应6.0h，抽真空除去未反应物，得到棕黄色透明改性环氧树脂树脂MEP-1；

(2)制备纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂：将20.0g步骤(1)制备的改性环氧树脂MEP-2、75.0g低粘度聚酯丙烯酸酯(包括40.0gM6100和35gM8530，东亚合成株式会社)、1.5g环氧固化剂环烷酸锌、0.8gDCP、0.2g阻聚剂(包括0.1g对甲氧基苯酚和0.1g对叔丁基邻苯二酚)混合均匀，然后在线速度15m/s的高剪切作用下，均匀分散，过滤，即得本发明纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂。

本实施例的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂在25℃下粘度为2753mPa.s，可常温或加热条件下进行沉浸、滴浸及VPI浸渍。

对实施例1～2所制得的浸渍树脂的介质损耗因素、机械粘结强度、固化挥发份及电气强度进行了测试对比，结果参见表1。

表1：性能测试对比

由表1检测结果可知，实施例1～2所制备的聚酯环氧环保浸渍树脂，其机械粘结强度、介质损耗性能、电气强度均表现优良，满足一般中高压电机、电器用浸渍树脂的性能要求。两种浸渍树脂的固化挥发分仅约为0.06％，已趋近于零排放，符合真正意义上的绿色环保浸渍树脂要求。

以上实施例只是为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，其特征在于，主要由以下质量份数的原料制备而成：

2.如权利要求1所述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，其特征在于，所述低粘度聚酯丙烯酸酯树脂的结构式为式(I)或式(II)：

其中，A表示丙烯酸端基，M表示二元醇的结构单元，N表示二元酸的结构单元，X表示多元醇的结构单元，Y表示多元酸的结构单元，n＝1-20。

3.如权利要求1所述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，其特征在于，所述低粘度聚酯丙烯酸酯树脂为东亚合成株式会社的M6100、M6250、M6500、M7300K、M8030、M8530中的一种或两种以上的组合。

4.如权利要求1所述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，其特征在于，所述改性环氧树脂为丙烯酸改性E51环氧树脂或甲基丙烯酸改性E51环氧树脂。

5.如权利要求1所述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，其特征在于，所述改性环氧树脂是由以下制备方法制备获得的：将摩尔比为(0.2～0.6):1的丙烯酸或甲基丙烯酸与环氧树脂放入反应容器中，通入氮气，然后在110℃～140℃下反应4h～8h，冷却出料，即获得改性环氧树脂。

6.如权利要求1～3任一项所述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂，其特征在于，所述环氧固化剂为环烷酸锌、环烷酸钴、环烷酸铬、异辛酸钴、异辛酸铬、异辛酸锌中的一种或多种；所述阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、2,6-二叔丁基对甲酚、对叔丁基邻苯二酚和对甲氧基苯酚中的一种或多种；所述自由基引发剂为DCP。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将低粘度聚酯丙烯酸酯树脂、改性环氧树脂、环氧固化剂、阻聚剂、自由基引发剂按配比混合均匀，然后在线速度为10m/s～15m/s的高剪切作用下分散均匀，过滤，即得到所述纯树脂型聚酯环氧环保浸渍树脂。