CN109705694B - 一种耐热阻燃绝缘漆及其制备方法 - Google Patents

一种耐热阻燃绝缘漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本案公开了一种耐热阻燃绝缘漆及其制备方法，在绝缘漆中包含环氧树脂、马来酸酐、丙烯酸醇酸树脂、阻燃剂、阻燃促进剂以及各类助剂，所述的阻燃剂与阻燃促进剂的重量比为(5～8)：(5～8)。本案以环氧树脂为基体材料，在环氧树脂链上引入N‑(2，4，6‑三溴苯基)马来酰亚胺为阻燃剂，在体系中添加甲基丙烯酸苯酯为阻燃促进剂，不饱和双键的高聚物在空气中于高温下裂解成耐高温、抗氧化的碳层，并促进阻燃剂在高温下的裂解，两者协效作用有力提高体系的阻燃与耐热性，同时可有效降低体系中卤素的配比，减少污染；在环氧树脂体系引入马来酸酐与丙烯酸醇酸树脂，在保护阻燃剂链段的同时，大大提高了绝缘漆的韧性与亲水性。

Description

一种耐热阻燃绝缘漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能涂料领域，具体涉及一种涂覆于电机表层的耐热阻燃绝缘漆。
背景技术
绝缘漆又称绝缘涂料，是一种特种功能漆，以高分子聚合物为基础，能在一定条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的功能涂料；绝缘材料是电机设备中不可缺少的材料，被喻为“电机的心脏”，对电工设备的经济技术指标和运行寿命起到关键作用。绝缘漆便于灌注、使用方便，常用于电子元器件及光电器件的粘接、密封与灌封，固化后形成一个密实的整体，提高其绝缘性、机械性能、阻燃性能以及耐热性能。对于电机绝缘漆，耐高温性和阻燃性是其关键控制因素，高性能的耐热阻燃绝缘漆能够杜绝电机长时间连续工作下的电机过热、引发火灾、火势蔓延等危险情况。
现用的阻燃绝缘漆主要有3种制备方法：(1)使用添加剂型阻燃剂物理混合；(2)使用反应型阻燃剂；(3)使用具有阻燃性的树脂。这些制备方法所制得的绝缘漆耐热与阻燃性能一般，但随着科技的进步，大功率电器使用量大幅度提高，电力需求量增大、电力安全越来越受到重视，开发一种高性能的耐热绝缘漆迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高效耐热阻燃绝缘漆，能够实现在高温高压强条件下保证电机的长期使用，并抑制引发火灾、阻止火势蔓延。
本发明的技术方案概述如下：
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000011
Figure BDA0001932083890000021
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将40～50重量份环氧树脂、10～20重量份马来酸酐、10～20重量份丙烯酸醇酸树脂与40～50重量份马来酸酐在100～120℃的惰性气体保护下反应1～2小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在60～80℃的惰性气体环境下，将上述步骤(1)所得的环氧预聚体乳液匀速滴入5～8重量份阻燃剂，再恒温反应0.5～1小时；
(3)在100～120℃条件下，将5～8重量份阻燃促进剂、0.1～1重量份引发剂、1～2重量份消泡剂和1～2重量份流平剂与上述步骤(2)所制得的乳液恒温反应1～2小时；
(4)向上述步骤(3)所制得的乳液中加入2～4重量份固化剂和2～4重量份成膜剂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
优选的是，所述的耐热阻燃绝缘漆，其中，所属的有机溶剂为丙三醇、正丁醇中的任一种或两种。
优选的是，所述的耐热阻燃绝缘漆，其中，所述的阻燃剂为N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，所述的阻燃促进剂为甲基丙烯酸苯酯。
优选的是，所述的耐热阻燃绝缘漆，其中，所述的引发剂为过氧化苯甲酰。
优选的是，所述的耐热阻燃绝缘漆，其中，所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚中的任一种或多种。
优选的是，所述的耐热阻燃绝缘漆，其中，所述的流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
优选的是，所述的耐热阻燃绝缘漆，其中，所述的固化剂为二乙烯三胺、间苯二甲胺中的任一种或两种。
优选的是，所述的耐热阻燃绝缘漆，其中，所述的成膜剂为丙烯酸树脂。
本发明的有益效果是：本案涉及的绝缘漆以环氧树脂为基体材料，在环氧树脂链上引入N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺为阻燃剂，在体系中添加甲基丙烯酸苯酯为阻燃促进剂，不饱和双键的高聚物在空气中于高温下裂解成耐高温、抗氧化的碳层，并促进阻燃剂在高温下的裂解，两者协效作用有力提高体系的阻燃与耐热性，同时可有效降低体系中卤素的配比，减少污染；在环氧树脂体系引入马来酸酐与丙烯酸醇酸树脂，在保护阻燃剂链段的同时，大大提高了绝缘漆的韧性与亲水性；最后，通过乳液的成膜与固化，使绝缘漆在较短时间内干燥、快速成膜，避免水分流失而造成的涂层干裂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000031
Figure BDA0001932083890000041
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入5重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将5重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例2
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000042
Figure BDA0001932083890000051
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入5重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将6.5重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例3
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000052
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入5重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将8重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例4
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000061
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入6.5重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将5重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例5
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000071
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入6.5重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将6.5重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例6
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000081
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入6.5重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将8重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例7
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000091
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入8重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将5重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例8
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000101
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入8重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将6.5重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
实施例9
一种耐热阻燃绝缘漆，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0001932083890000102
Figure BDA0001932083890000111
如上所述的耐热阻燃绝缘漆的制备方法，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将50重量份环氧树脂、15重量份马来酸酐、15重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在110℃的惰性气体保护下反应1小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在70℃的惰性气体环境下，将上述步骤所得的环氧预聚体乳液匀速滴入5重量份N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，再恒温反应1小时；
(3)在110℃条件下，将5重量份甲基丙烯酸苯酯、0.5重量份过氧化苯甲酰、1.5重量份聚氧丙烯甘油醚和1.5重量份聚醚聚酯改性有机硅氧烷与上述步骤所制得的乳液恒温反应2小时；
(4)向上述步骤所制得的乳液中加入3重量份二乙烯三胺和3重量份丙烯酸树脂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
表一列出不同实施例制得耐热阻燃绝缘漆的性能参数：
表一
Figure BDA0001932083890000112
Figure BDA0001932083890000121
表二列出不同对比例的具体组成(质量份)及其制得耐热阻燃绝缘漆的性能参数：
表二
Figure BDA0001932083890000122
Figure BDA0001932083890000131
由表一和表二可以看出，本发明实施范围内制得的绝缘漆阻燃等级和耐热等级普遍高于常规材料，N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺是体系的主要阻燃材料，而甲基丙烯酸苯酯的加入可以促进体系的阻燃与耐热性，但过量的阻燃剂与阻燃促进剂会降低阻燃性能；此外，二乙烯三胺、丙烯酸树脂分为作为固化剂和成膜剂，并不影响体系的阻燃与耐热性，但能够改善干燥时间与柔韧性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (7)

1.一种耐热阻燃绝缘漆，其特征在于，包括以下重量份的材料：
Figure FDA0002685629830000011
所述的有机溶剂为丙三醇、正丁醇中的任一种或两种，所述的阻燃剂为N-(2，4，6-三溴苯基)马来酰亚胺，所述的阻燃促进剂为甲基丙烯酸苯酯。
2.根据权利要求1所述的耐热阻燃绝缘漆，其特征在于，通过如下方法制备获得：
(1)首先将40～50重量份环氧树脂、10～20重量份马来酸酐、10～20重量份丙烯酸醇酸树脂与50重量份正丁醇在100～120℃的惰性气体保护下反应1～2小时，然后加入50重量份去离子水高速离心分散，得环氧预聚体乳液；
(2)在60～80℃的惰性气体环境下，将上述步骤(1)所得的环氧预聚体乳液匀速滴入5～8重量份阻燃剂，再恒温反应0.5～1小时；
(3)在100～120℃条件下，将5～8重量份阻燃促进剂、0.1～1重量份引发剂、1～2重量份消泡剂和1～2重量份流平剂与上述步骤(2)所制得的乳液恒温反应1～2小时；
(4)向上述步骤(3)所制得的乳液中加入2～4重量份固化剂和2～4重量份成膜剂，固化密封，即得耐热阻燃绝缘漆。
3.根据权利要求1～2任一项所述的耐热阻燃绝缘漆，其特征在于，所述的引发剂为过氧化苯甲酰。
4.根据权利要求1～2任一项所述的耐热阻燃绝缘漆，其特征在于，所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚中的任一种或多种。
5.根据权利要求1～2任一项所述的耐热阻燃绝缘漆，其特征在于，所述的流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
6.根据权利要求1～2任一项所述的耐热阻燃绝缘漆，其特征在于，所述的固化剂为二乙烯三胺、间苯二甲胺中的任一种或两种。
7.根据权利要求1～2任一项所述的耐热阻燃绝缘漆，其特征在于，所述的成膜剂为丙烯酸树脂。
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