CN112341598A - 一种绝缘型水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝缘型水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用，所述聚氨酯分散体由特定结构的大分子多元醇(A)、含异氰酸酯基化合物(B)反应而获得的聚氨酯预聚体(X)，加溶剂稀释后，进一步加入胺类扩链剂(C1)、羧酸盐亲水扩链剂(D)反应形成混合物，再加入一定的水分散得到粗水性聚氨酯分散体，最后再加入特定量的的链延长剂(C2)反应而得到。该法制备出的水性聚氨酯分散体具有很好的电绝缘性、耐热性、耐湿热性。可用作电气或电子器件的绝缘涂料使用；特别是适用于印刷电路板上作为封装绝缘涂料使用。

Description

一种绝缘型水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于一种水性聚氨酯涂层树脂技术领域，具体涉及一种绝缘型水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用。
背景技术
绝缘涂料是以高分子聚合物为基础，在一定条件下固化成绝缘膜；由于电阻系数大、耐热性能好、坚固的机械性能和良好的耐湿热被应用于绝缘领域；在工业电气施工中，为了保护电子电气设备免受周围水分、灰尘、冲击等的影响，需在电子电气设备表面刷绝缘涂料，如印刷电路板是在塑料板等基材上由铜等导体形成电路的电路板，需在上面刷一层绝缘涂料对其进行封装。绝缘涂料不仅可以使器材表面不导电，降低意外事故的发生率，而且可提高其精密度、减少能量损耗、延长使用寿命等；早期的绝缘涂料采用的是天然原料如沥青、干性油、天然纤维素等制成，但是气味大、不耐高温。自五十年代以来，随着高分子工业的发展，大批合成树脂生产，慢慢解决了早期的耐热性难题，作为树脂类绝缘涂料，一般有醇酸树脂型、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等。
醇酸树脂是用量最大的一类绝缘涂料，主要是由多元醇、多元酸、植物油或不饱和脂肪酸缩聚而成的一种改性聚酯，它原料易得，不完全依赖石油产品，工艺简单。但由于醇酸的耐热性不高，抗击穿电压不强，但醇酸廉价易得，因此只能用在中小型低压电机电器的绝缘处理上。
聚酰亚胺树脂是耐热性最好的聚合物，其主要是靠提高其中芳香环的含量来提高其耐热性，但是这样会使它的溶解性和柔韧性变差，同时，此类涂料固化时，释放出的小分子物质易形成气孔而影响其电气绝缘性，并且与其他聚合物比较，成本还是太高。
有机硅类树脂是是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷，其固化通过硅醇缩合形成硅氧链节来实现的，有机硅树脂及改性有机硅树脂制品以其优异的热氧化稳定性、电绝缘性能、耐候性等特性，被广泛应用于各种领域，但是它的缺陷就是机械性能以及附着力较差，与构成电气部件的基材的粘合力不一定充分，另外，透湿性大，存在无法充分的防止水分对电子电气部件的影响。
聚氨酯类树脂即聚氨基甲酸酯，其特点是在高聚物分子之间能形成非环或环形的氢键，在外力作用下，氢键可分离，当外力除去后又可重新再形成氢键。如此的氢键裂开，使聚氨酯漆膜具有高度机械耐磨性和韧性；涂膜的弹性也可根据需要而调节其成分配比，可以从极坚硬的涂层调节到极柔韧的弹性涂层，除此之外，其附着力强，耐水耐磨、电性能、低温固化性、综合性能好等特点，也广泛被用作电绝缘涂料。
现使用的聚氨酯类树脂作为绝缘涂料主要是以有机溶剂为稀释剂的双组份溶剂型树脂。CN201711196108.2就提供了一种溶剂型环氧聚氨酯绝缘涂料的制备方法，该方法包括A组份的制备和B组份的制备,使用时再混合使用；该环氧聚氨酯绝缘涂料具有良好的附着力、柔韧性和电绝缘性能，但是双组份溶剂型聚氨酯树脂存在如下的缺点：
1)以有机溶剂为稀释剂，含有可挥发性有机物(VOCs)，固化过程中挥发到空气中，产生刺激性气味，影响员工的心情，降低工作效率；
2)VOCs属于有毒有害气体，长期接触造成员工的职业白血病隐患；
3)对环境造成污染，环保政策要求越来越严格，面临政策压力；
4)VOCs易燃易爆，在生产、运输、储存过程中存在极大的安全隐患；
5)双组份树脂施工复杂，得现配现用，一次不宜配多，并且得严格按着产品说明中的配比来调配；
目前虽然有水性聚氨酯应用于绝缘涂料的研究，但是这些绝缘型聚氨酯都是与其他树脂的共用来达到绝缘性能的要求。例如文献(张笑瑞,井丰喜,刘立柱,等.水溶性低压电子变压器绝缘漆制备及性能研究[J].绝缘材料,2018,051(010):22-26.)是以水溶性聚氨酯树脂为基体、水溶性苯并噁嗪树脂为固化剂制备了水溶性低压电子变压器绝缘涂料。这种绝缘水性聚氨酯成分复杂，不易获得，且高性能单组份绝缘水性聚氨酯的合成，特别是耐热和耐湿热性能优异的绝缘型水性聚氨酯的研究鲜见报道。
因此，为了解决上述存在的问题，开发一种环保、完全无VOCs，综合性能优异、防护效果更好的单组分水性聚氨酯绝缘涂料变得很有意义。
另外，在新时代引领下，科技、材料与环保已成为具有时代特征的三大课题，并且随着5G商用的逐渐普及和集成电路的高度密集化及微型化，这无疑也是对绝缘涂料的选择提出了更高的要求，因此制备出符合时代特征的且综合性能优异的绝缘涂料迫在眉睫，绝缘型水性聚氨酯树脂就能很好的满足要求。
发明内容
为了解决上述存在的问题和不足，本发明提供一种耐热性、耐湿热性、电性能优异的绝缘型水性聚氨酯分散体及其制备方法。
用于解决技术问题的手段：
本发明人发现含有聚氨酯的水性聚氨酯分散体能够解决上述问题，至此完成了本发明；其中，该水性聚氨酯分散体是由特定结构的大分子多元醇(A)、含异氰酸酯基化合物(B)反应而获得的聚氨酯预聚体(X)，加有机溶剂稀释后，进一步加入胺类扩链剂(C1)、羧酸盐亲水扩链剂(D)反应形成混合物，再加入一定的水分散得到粗水性聚氨酯分散体，最后再加入特定量的的链延长剂(C2)反应而得到。该法制备出的水性聚氨酯分散体具有很好的电绝缘性、耐热性、耐湿热性。可用作电气或电子器件的绝缘涂料使用；特别是适用于印刷电路板上作为封装绝缘涂料使用。
本发明的目的为提供一种绝缘型水性聚氨酯分散体及其制备方法与应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
(1)首先将大分子多元醇A加入到反应容器中，在100-120℃和0.095-0.1MPa真空的条件下，脱水干燥1-2h；
(2)将步骤(1)的反应体系冷却至40-60℃，再加入二异氰酸酯B和催化剂，80-100℃反应0.5-3h得到聚氨酯预聚体X；
(3)降温加入有机溶剂，当温度降至45℃以下后，加入胺类扩链剂C1，反应10-30min，再加入羧酸盐型亲水扩链剂D，反应10-30min；
(4)在400-800r/min转速下，将步骤(3)的反应产物分散至水中得到水性聚氨酯分散体；
(5)待稳定分散0.5-1h后，再加入链延长剂C2进行后扩链，在室温下继续反应搅拌0.5-1h；
(6)升温至40-65℃，减压蒸馏除去有机溶剂，得到绝缘型水性聚氨酯分散体。
进一步的，按质量份数计，原料中各物质的用量如下：
大分子二元醇A：60-75份
二异氰酸酯B：15-30份
羧酸盐亲水扩链剂D：7.9-12.25份
胺类扩链剂C1：1.37-4.28份
链延长剂C2：0.65-0.89份
催化剂：0.01-0.1份
进一步地，步骤(1)中，所述大分子多元醇A包括聚二烯多元醇，所述聚二烯多元醇为聚丁二烯多元醇(HTPB)、氢化聚丁二烯多元醇(氢化HTPB)、聚异戊二烯多元醇(HTPI)、氢化聚异戊二烯多元醇(氢化HTPI)中选出的一种或多种；所述大分子多元醇A的数均相对分子量为500～6000。从乳化观点考虑，优选聚丁二烯多元醇(HTPB)的数均分子量在500-6000的范围，更优选在1000-4000的范围，进一步优选在1500～3000的范围。
另外，可以使用配合聚丁二烯多元醇(HTPB)、氢化聚丁二烯多元醇(氢化HTPB)、聚异戊二烯多元醇(HTPI)和氢化聚异戊二烯多元醇(氢化HTPI)以外的大分子多元醇A1。作为这样的多元醇，没有特别限定，例如可以举出：聚醚多元醇、聚酯多元醇等，这些可以使用一种或多种。其中，大分子多元醇A中聚二烯多元醇的质量含量为20％-80％，更优选为40％-80％。若在这些范围内，则在绝缘性、耐热性、耐湿热性方面是优选的。
作为聚醚多元醇，没有特别限制，可列举乙二醇、丙二醇、二乙二醇、而二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇等二元醇或者甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,2,5-己三醇、季戊四醇等三元以上的多元醇作起始剂和环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等环氧烷的加成聚合物。
作为聚酯多元醇，也没有特别限制，聚酯多元醇是脂肪酸与多元醇的反应物。作为脂肪酸，没有特别限定，可以是天然植物中提取的包括蓖麻油酸、亚麻仁油、椰子油、豆油棕榈油等，也可以是经过改性后制得的包括羟基己酸、间苯二甲酸、羟基十一烷酸、氧十六碳烯酸、羟基己烷癸烯酸、二聚酸等长链脂肪酸。作为与脂肪酸反应的多元醇，没有特别限制，可列举：乙二醇、丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、双丙三醇和季戊四醇、山梨糖醇等自主合成二元以上的多元醇。优选蓖麻油酸和甘油反应制得的蓖麻油酸甘油酯及Uniqema公司合成的“商品名PRIPLAST”系列二聚酸聚酯多元醇等；
进一步地，步骤(2)中，B包括4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯MDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、甲苯二异氰酸酯TDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、间苯二甲基异氰酸酯XDI、1,5'-萘二异氰酸酯NDI、四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI、碳化二亚胺改性聚异氰酸酯中的一种或多种；其中，优选4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI、碳化二亚胺改性聚异氰酸酯。
进一步地，步骤(2)中，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、羧酸铋和辛酸钾中的一种或多种；
进一步地，步骤(3)中，所述有机溶剂包括丙酮、丁酮、醋酸甲酯、甲苯中的中的一种或多种；所述的胺类扩链剂C1和步骤(5)所述的链延长剂C2包括乙二胺，丙二胺，丁二胺、己二胺、二羟甲基乙胺、四亚乙基五胺、异佛尔酮二胺、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、4,4'-二氨基二环己基甲烷、1,4-二氨基环己烷、间苯二胺、三聚氰胺、二羟甲基尿素、己二酸二酰肼、碳酸肼中的一种或几种；扩链剂C1和链延长剂C2可单独使用，也可两种以上组合使用。优选酰肼化合物，其具有工业上容易获得、与基材粘合力好、涂膜硬度大、耐久好等优点，更优选己二酸二酰肼、碳酸肼。
进一步地，步骤(5)中，所述的羧酸盐亲水扩链剂(D)包括如下结构：
H2N-R-NH-CH2-CH2COO
其中R为C2～C15的直链或支链或C6～C15的脂肪环或不饱和环；优选R如下结构：-CH2CH2-、
Figure BDA0002799957860000071
等。
进一步地，步骤(6)所述的绝缘型水性聚氨酯分散体固含率并无特定限制，通常优选15～65wt％，更优选20～55wt％。该绝缘型水性聚氨酯分散体固含若在15～65wt％，单组分绝缘性聚氨酯树脂在水中可溶解或稳定分散。
上述任一项所述的制备方法制得的绝缘型水性聚氨酯分散体。
上述的绝缘型水性聚氨酯分散体作为电子电气部件上的绝缘涂料的应用。
本发明与现有的技术相比，具有的有益效果：
本发明制备得到的绝缘型水性聚氨酯涂层树脂具有很好电绝缘性、耐热性、耐湿热性能，能够很好地作为电子电气部件上的绝缘涂料使用。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方案作进一步的说明，所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
作为本发明的电绝缘性用体积电阻率来衡量，优选体积电阻率(Ω.cm)为1010Ω.cm以上(25土5C，65土5％RH下测定)，该体积电阻率为1010Ω.cm以上时，可保持聚氨酯涂层良好的电绝缘性。更优选1011Ω.cm以上。
体积电阻率的测试使用日本日置(HIOKI)-SM7110高阻计搭配SME8311电极组成的数字式电阻测试仪，在25土5C，65土5％RH下，对得到的固化物(23mm×23mm×3.14，厚：3mm)上施加500V的测定电压，测定30秒后的数值。
耐热性测试：使用初期试样，将试样品放在120℃的烘箱中24h，然后测定处理后的体积电阻率，并与处理前进行对比。
耐湿热性测试：使用初期试样，将试样放在压力锅120℃、100％RH、2个大气压的条件下放置24h，测定处理后的体积电阻率，并与处理前进行对比。
吸水率测试：将固化后的水性聚氨酯膜剪成2cm×2cm正方形，称取胶膜质量M1。然后将胶膜浸泡于室温下的蒸馏水中一定时间后取出，用滤纸吸干表面水分后称其质量，记为M2：则吸水率S为：(M2-M1)/M1。
本发明使用原料型号及厂家信息如下：
四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI：工业纯，购自美国氰特化学公司
端羟基聚丁二烯HTPB(羟值0.83mol/kg，官能度2.2)：工业纯，购自淄博齐龙化工有限公司
二聚酸聚酯二元醇PDFA-3190(羟值1mol/kg，官能度2)：工业纯，购自Uniqema
丙酮ACE：分析纯，购自广州试剂厂
醋酸甲酯MA：分析纯，成都市科隆化学品有限公司
异佛尔酮二胺IPDA：分析纯，购自天津化学试剂一厂；
(2-氨基乙基)-氨基丙酸三乙胺盐(AAA)：自制
碳酸肼：工业级，购自江苏铭林化工科技有限公司；
去离子水(H2O)：自制。
实施例1
在装有电动搅拌机、冷凝管、温度计的500mL三口圆底烧瓶中加入62.21g二聚酸聚酯二醇PDFA-3190(羟值1mol/kg，官能度2)和0g端羟基聚丁二烯HTPB(羟值0.83mol/kg，官能度2.2)，在130℃、0.01MPa条件下真空脱水2h。降温至60℃加入22.80g四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI，0.01g辛酸亚锡催化剂，升温至100℃，反应2h，以二正丁胺法滴定-NCO剩余量，至-NCO含量达到6.15wt％。降温至60℃，加入丙酮ACE和醋酸甲酯MA各60g(1.2倍溶剂)溶解。控制体系温度为45℃，待预聚物溶解后，加入3.84g异佛尔酮二胺IPDA扩链、反应15min。随后再加入亲水扩链剂10.28g N-(2-氨基乙基)-氨基丙酸三乙胺盐(AAA)反应15min。在800r/min转速下缓慢加入120g去离子水搅拌30min，分散得到乳白色聚氨酯分散体，待稳定后，加入0.87g碳酸肼继续反应40min。最后升温至60℃，0.04MPa真空条件下，减压抽除丙酮和醋酸甲酯溶剂，制得固含量为45％的水性聚氨酯分散体PUD0。
实施例2
在装有电动搅拌机、冷凝管、温度计的500mL三口圆底烧瓶中加入38.32g二聚酸聚酯二醇PDFA-3190(羟值1mol/kg，官能度2)和25.55g端羟基聚丁二烯HTPB(羟值0.83mol/kg，官能度2.2)，在130℃、0.01MPa条件下真空脱水2h。降温至60℃加入21.67g四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI，0.01g辛酸亚锡催化剂，升温至100℃，反应2h，以二正丁胺法滴定-NCO剩余量，至-NCO含量达到5.81wt％。降温至60℃，加入丙酮ACE和醋酸甲酯MA各60g(1.2倍溶剂)溶解。控制体系温度为45℃，待预聚物溶解后，加入3.31g异佛尔酮二胺IPDA扩链、反应15min。随后再加入亲水扩链剂10.28g N-(2-氨基乙基)-氨基丙酸三乙胺盐(AAA)反应15min。在800r/min转速下缓慢加入120g去离子水搅拌30min，分散得到乳白色聚氨酯分散体，待稳定后，加入0.87g碳酸肼继续反应40min。最后升温至60℃，0.04MPa真空条件下，减压抽除丙酮和醋酸甲酯溶剂，制得固含量为45％的水性聚氨酯分散体PUD1。
实施例3
在装有电动搅拌机、冷凝管、温度计的500mL三口圆底烧瓶中加入32.15g二聚酸聚酯二醇PDFA-3190(羟值1mol/kg，官能度2)和32.15g端羟基聚丁二烯HTPB(羟值0.83mol/kg，官能度2.2)，在130℃、0.01MPa条件下真空脱水2h。降温至60℃加入21.38g四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI，0.01g辛酸亚锡催化剂,升温至100℃，反应2h，以二正丁胺法滴定-NCO剩余量，至-NCO含量达到5.72wt％。降温至60℃，加入丙酮ACE和醋酸甲酯MA各60g(1.2倍溶剂)溶解。控制体系温度为45℃，待预聚物溶解后，加入3.18g异佛尔酮二胺IPDA扩链、反应15min。随后再加入亲水扩链剂10.28g N-(2-氨基乙基)-氨基丙酸三乙胺盐(AAA)反应15min。在800r/min转速下缓慢加入120g去离子水搅拌30min，分散得到乳白色聚氨酯分散体，待稳定后，加入0.87g碳酸肼继续反应40min。最后升温至60℃，0.04MPa真空条件下，减压抽除丙酮和醋酸甲酯溶剂，制得固含量为45％的水性聚氨酯分散体PUD2。
实施例4
在装有电动搅拌机、冷凝管、温度计的500mL三口圆底烧瓶中加入25.89g二聚酸聚酯二醇PDFA-3190(羟值1mol/kg，官能度2)和38.84g端羟基聚丁二烯HTPB(羟值0.83mol/kg，官能度2.2)，在130℃、0.01MPa条件下真空脱水2h。降温至60℃加入21.08g四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI，0.01g辛酸亚锡催化剂，升温至100℃，反应2h，以二正丁胺法滴定-NCO剩余量，至-NCO含量达到5.63wt％。降温至60℃，加入丙酮ACE和醋酸甲酯MA各60g(1.2倍溶剂)溶解。控制体系温度为45℃，待预聚物溶解后，加入3.04g异佛尔酮二胺IPDA扩链、反应15min。随后再加入亲水扩链剂10.28g N-(2-氨基乙基)-氨基丙酸三乙胺盐(AAA)反应15min。在800r/min转速下缓慢加入120g去离子水搅拌30min，分散得到乳白色聚氨酯分散体，待稳定后，加入0.87g碳酸肼继续反应40min。最后升温至60℃，0.04MPa真空条件下，减压抽除丙酮和醋酸甲酯溶剂，制得固含量为45％的水性聚氨酯分散体PUD3。
实施例5
在装有电动搅拌机、冷凝管、温度计的500mL三口圆底烧瓶中加入19.55g二聚酸聚酯二醇PDFA-3190(羟值1mol/kg，官能度2)和45.62g端羟基聚丁二烯HTPB(羟值0.83mol/kg，官能度2.2)，在130℃、0.01MPa条件下真空脱水2h。降温至60℃加入20.78g四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI，0.01g辛酸亚锡催化剂，升温至100℃，反应2h，以二正丁胺法滴定-NCO剩余量，至-NCO含量达到5.54wt％。降温至60℃，加入丙酮ACE和醋酸甲酯MA各60g(1.2倍溶剂)溶解。控制体系温度为45℃，待预聚物溶解后，加入2.90g异佛尔酮二胺IPDA扩链、反应15min。随后再加入亲水扩链剂10.28g N-(2-氨基乙基)-氨基丙酸三乙铵盐(AAA)反应15min。在800r/min转速下缓慢加入120g去离子水搅拌30min，分散得到乳白色聚氨酯分散体，待稳定后，加入0.87g碳酸肼继续反应40min。最后升温至60℃，0.04MPa真空条件下，减压抽除丙酮和醋酸甲酯溶剂，制得固含量为45％的水性聚氨酯分散体PUD4。
实施例6
在装有电动搅拌机、冷凝管、温度计的500mL三口圆底烧瓶中加入13.12g二聚酸聚酯二醇PDFA-3190(羟值1mol/kg，官能度2)和52.49g端羟基聚丁二烯HTPB(羟值0.83mol/kg，官能度2.2)，在130℃、0.01MPa条件下真空脱水2h。降温至60℃加入20.48g四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI，0.01g辛酸亚锡催化剂，升温至100℃，反应2h，以二正丁胺法滴定-NCO剩余量，至-NCO含量达到5.45wt％。降温至60℃，加入丙酮ACE和醋酸甲酯MA各60g(1.2倍溶剂)溶解。控制体系温度为45℃，待预聚物溶解后，加入2.77g异佛尔酮二胺IPDA扩链、反应15min。随后再加入亲水扩链剂10.28g N-(2-氨基乙基)-氨基丙酸三乙铵盐(AAA)反应15min。在800r/min转速下缓慢加入120g去离子水搅拌30min，分散得到乳白色聚氨酯分散体，待稳定后，加入0.87g碳酸肼继续反应40min。最后升温至60℃，0.04MPa真空条件下，减压抽除丙酮和醋酸甲酯溶剂，制得固含量为45％的水性聚氨酯分散体PUD5。
各实施例的具体用料如表1所示：
表1
Figure BDA0002799957860000121
其中，HTPB的含量是指其占聚氨酯软段的质量分数，即：
W(HTPB)/％＝m(HTPB)/[m(HTPB)+m(PDFA-3190)]×100％
对上述步骤制得的水性聚氨酯分散体，在60℃鼓风干燥箱中烘干中干燥24h，制得(23mm×23mm×3.14，厚度3mm)固化物试样，对固化物进行体积电阻率测试、吸水率测试、耐热、耐湿热处理测定其处理后的体积电阻率，结果见表2所示。
表2
Figure BDA0002799957860000131
发明效果：
从表2可以看出，与PUD0相比，在500V的测定电压下，PUD1-PUD5处理前的体积电阻率均达到了1014Ω·cm以上，说明制备的水性聚氨酯分散体固化物具有极好的电绝缘性；耐热和耐湿热处理后，体积电阻率均达到1012Ω·cm以上，依旧能达到绝缘的要求；PUD1-PUD5吸水率均在10％以下，表明水性聚氨酯分散体固化物具有很好的耐水性。本发明的水性绝缘型聚氨酯分散体，可得到耐热性、耐湿热性优异、吸水率低的绝缘性固化物，该绝缘型水性聚氨酯分散体不含溶剂，对环境无影响，单组分操作也简便。可作为一种电子电气部件的绝缘涂料使用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本发明的技术方案对上述实施例作出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)首先将大分子多元醇A加入到反应容器中，在100-120℃和0.095-0.1MPa真空的条件下，脱水干燥1-2h；
(2)将步骤(1)的反应体系冷却至40-60℃，再加入二异氰酸酯B和催化剂，80-100℃反应0.5-3h得到聚氨酯预聚体X；
(3)降温加入有机溶剂，当温度降至45℃以下后，加入胺类扩链剂C1，反应10-30min；再加入羧酸盐型亲水扩链剂D，反应10-30min；
(4)在400-800r/min转速下，将步骤(3)的反应产物分散至水中得到水性聚氨酯分散体；
(5)待稳定分散0.5-1h后，再加入链延长剂C2进行后扩链，在室温下继续搅拌反应0.5-1h；
(6)升温至40-65℃，减压蒸馏除去有机溶剂，得到绝缘型水性聚氨酯分散体。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，按质量份数计，原料中各物质的用量如下：
大分子二元醇A：60-75份
二异氰酸酯B：15-30份
羧酸盐亲水扩链剂D：7.9-12.25份
胺类扩链剂C1：1.37-4.28份
链延长剂C2：0.65-0.89份
催化剂：0.01-0.1份。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述大分子多元醇A包括聚二烯多元醇，所述聚二烯多元醇为聚丁二烯多元醇、氢化聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇、氢化聚异戊二烯多元醇中的一种或多种，所述大分子二元醇的数均相对分子量为500～6000。
4.根据权利要求3所述的一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，所述大分子多元醇A还包括聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种；所述大分子多元醇A中聚二烯多元醇的质量含量为20％-80％。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二异氰酸酯B包括4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯MDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、甲苯二异氰酸酯TDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、间苯二甲基异氰酸酯XDI、1,5'-萘二异氰酸酯NDI、四甲基苯二甲基二异氰酸酯TMXDI中的一种或多种；步骤(2)所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、羧酸铋和辛酸钾中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述有机溶剂包括丙酮、丁酮、醋酸甲酯、甲苯中的中的一种或多种：所述的胺类扩链剂C1和步骤(5)所述的链延长剂C2为乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、二羟甲基乙胺、四亚乙基五胺、异佛尔酮二胺、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、4,4'-二氨基二环己基甲烷、1,4-二氨基环己烷、间苯二胺、三聚氰胺、二羟甲基尿素、己二酸二酰肼、碳酸肼中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的羧酸盐亲水扩链剂D包括如下结构：
H2N-R-NH-CH2-CH2COO
其中R为C2～C15的直链或支链或C6～C15的脂肪环或不饱和环。
8.根据权利要求1所述的一种绝缘型水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(6)得到的绝缘型水性聚氨酯分散体固含量为15-65wt％。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的绝缘型水性聚氨酯分散体。
10.权利要求9所述的绝缘型水性聚氨酯分散体作为电子电气部件上的绝缘涂料的应用。
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