一種光固化絕緣漆及其制備和使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種光固化絕緣漆，包括光活性樹(shù)脂、光活性稀釋劑、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、消泡劑、流平劑、偶聯(lián)劑。所述光固化絕緣漆可在一定功率密度的紫外光輻照下發(fā)生固化，形成具有一定電氣絕緣性能和機(jī)械性能的絕緣漆膜。該發(fā)明所制備產(chǎn)品配方中不含VOC，使用中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，環(huán)保性能突出。本發(fā)明還公開(kāi)了上述光固化絕緣漆的制備方法和使用方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種光固化絕緣漆及其制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣絕緣材料領(lǐng)域。具體屬于漆包銅線、漆包鋁線以及復(fù)合型漆包線所用絕緣漆；浸潰絕緣用絕緣漆；粘合用絕緣漆；覆蓋用絕緣漆；硅鋼片(矽鋼片)絕緣所用絕緣漆等方面絕緣漆的制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]漆是成膜物質(zhì)分散在溶劑中形成的膠體溶液的總稱(chēng)。絕緣漆則是漆類(lèi)中的一個(gè)特殊品種。絕緣漆是以高分子材料為基礎(chǔ)，能在一定的條件下固化成絕緣膜或絕緣整體的重要絕緣材料。絕緣漆屬于五大類(lèi)絕緣材料(即絕緣漆、浸潰纖維、層壓板、云母制品和壓塑料)中的一種，是一種典型的電介質(zhì)材料，其基本特征是以感應(yīng)而不是以傳導(dǎo)的方式來(lái)傳遞電的作用和影響。其性能特點(diǎn)體現(xiàn)為:絕緣性能優(yōu)良；附著力好、機(jī)械強(qiáng)度較高；收縮應(yīng)力??；耐熱性可以滿(mǎn)足變壓器的不同要求；對(duì)戶(hù)外或特殊環(huán)境可以滿(mǎn)足其特殊要求，防輻射、防腐蝕、防紫外線等；工藝性良好、操作性好、無(wú)毒或低毒、干燥時(shí)間短等。因而獲得了廣泛的應(yīng)用，性能良好的絕緣漆是保證電氣設(shè)備正常工作的必要條件之一，在電氣絕緣領(lǐng)域占有重要地位。
[0003]但傳統(tǒng)的絕緣漆為溶劑型產(chǎn)品，其固含量只有33%左右甚至更低，VOC (揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)，在該類(lèi)產(chǎn)品中主要是一系列的有機(jī)溶劑)含量高達(dá)近70%，大量的VOC在產(chǎn)品使用時(shí)揮發(fā)到空氣中，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重傷害。為減少污染，多數(shù)廠家將VOC回收后燃燒處理，但仍然有濃烈的刺激性氣味，且部分有機(jī)物燃燒會(huì)產(chǎn)生一定量的致癌、致畸物質(zhì)，對(duì)操作工人及廠區(qū)附近居民身體都有一定影響；將寶貴的有機(jī)物進(jìn)行燃燒也是一種巨大的資源浪費(fèi)，尤其石化資源漸趨枯竭，有機(jī)溶劑價(jià)格不斷上漲，減少VOC含量具有環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益兩方面的意義。
[0004]紫外光固化(常簡(jiǎn) 稱(chēng)為UV固化)漆是一種新型的環(huán)保漆。通過(guò)制備與該工藝匹配的特殊樹(shù)脂及稀釋劑并制成專(zhuān)用漆料，該種漆可在紫外光的輻照下，在數(shù)秒到數(shù)十秒的時(shí)間內(nèi)由具有流動(dòng)性的漆的涂膜固化形成干燥的漆膜。由于固化時(shí)間極短且樹(shù)脂及稀釋劑體系均具有光反應(yīng)活性，漆料使用時(shí)的VOC含量可降低到接近零的程度。因而紫外光固化漆是一種環(huán)保且高效率的新型漆。如能改變現(xiàn)有絕緣漆的樹(shù)脂及其稀釋劑體系，使之符合UV固化技術(shù)的要求，則將大大降低絕緣漆使用中的VOC含量，獲得環(huán)保的新型絕緣漆。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有絕緣漆VOC含量過(guò)高、環(huán)保性能差、使用中對(duì)空氣污染嚴(yán)重、操作工人工作條件惡劣等缺陷，本發(fā)明的目的在于制備一種含有紫外光活性基團(tuán)的樹(shù)脂(同時(shí)樹(shù)脂中含有可滿(mǎn)足絕緣漆膜機(jī)械性能、化學(xué)性能、熱性能等方面要求的官能團(tuán))及其相匹配的稀釋劑體系并配制成漆料，該漆料可在一定功率的紫外光及一定濃度光引發(fā)劑的作用下快速固化、形成干燥的漆膜。該漆料在使用中幾乎無(wú)VOC的釋放，環(huán)保性能極佳，可從根本上解決傳統(tǒng)絕緣漆的一系列環(huán)保問(wèn)題。[0006]本發(fā)明的上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種光固化絕緣漆，包括如下重量份的原料:
光活性樹(shù)脂100重量份；
光活性稀釋劑20-60重量份；
光引發(fā)劑0.5~10重量份；
交聯(lián)劑0.1~1.5重量份；
消泡劑0.1~1重量份；
流平劑ο.1~1重量份；
偶聯(lián)劑ο.1~1重量份。 [0007]在本發(fā)明中，所述光活性樹(shù)脂是指光活性聚酯樹(shù)脂、光活性聚氨酯樹(shù)脂或兩者的改性產(chǎn)物中的一種或幾種。其中，所述光活性聚酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂是指分子結(jié)構(gòu)中含有一定比例酯鍵(-C00-)的光活性樹(shù)脂，其通過(guò)含雙鍵原料、含羥基(或氨基)原料、含羧基原料或含酸酐原料中的幾種經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)得到。光活性聚氨酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂是指分子結(jié)構(gòu)中含一定比例氨基甲酸酯(-NHC00-)基團(tuán)的光活性樹(shù)脂，其通過(guò)含雙鍵原料、含活潑氫原料(主要是含羥基或氨基原料)與含異氰酸根原料反應(yīng)得到。
[0008]具體而言，所述光活性聚酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂是通過(guò)將一定比例的數(shù)種含雙鍵原料、含羥基(或氨基)原料、含羧基原料或含酸酐原料在一定溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，通過(guò)測(cè)量酸值檢測(cè)反應(yīng)進(jìn)行的程度。待反應(yīng)趨于完全時(shí)停止加熱，降溫，加入光活性稀釋劑及阻聚劑，攪拌均勻，出料而制備得到的。
[0009]具體而言，所述光活性聚氨酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂是通過(guò)將一定比例的數(shù)種含雙鍵原料、含活潑氫原料(主要是含羥基或氨基原料)與含異氰酸根原料在一定量催化劑存在的情況下于一定溫度下進(jìn)行聚合，利用二正丁胺滴定法檢測(cè)反應(yīng)進(jìn)行的程度。待反應(yīng)趨于完全時(shí)停止加熱，降溫，加入光活性稀釋劑及阻聚劑，攪拌均勻，出料而制備得到的。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述含雙鍵原料是指那些結(jié)構(gòu)中含有雙鍵的不飽和物質(zhì)，可以是烯、或含有雙鍵的不飽和酸、醇、氨、酯、酸酐等。具體而言，本發(fā)明中所述含雙鍵原料包括但不限于:丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丁酯、順式馬來(lái)酸酐、反式馬來(lái)酸酐、烯丙醇(亦稱(chēng)丙烯醇)、雙環(huán)戊二烯等。
[0011 ] 在上述技術(shù)方案中，所述含羥基(或氨基)原料是指是指那些結(jié)構(gòu)中含有羥基(或氨基)的物質(zhì)，可以是醇，包括一元醇、多元醇；酚，包括一元酚、多元酚；或胺、氨基酸等。具體而言，本發(fā)明中所述含羥基(或氨基)原料包括但不限于:尿素、三聚氰胺、己二胺、環(huán)己二胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、雙酚Α、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、新戊二醇、烯丙醇(亦稱(chēng)丙烯醇)、各種市售聚醚二元醇或聚醚多元醇、各種市售聚酯二元醇或聚酯多元醇等。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述含羧基原料或含酸酐原料是指那些結(jié)構(gòu)中含有羧基或羧基脫水形成的酸酐結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。可以是飽和酸或不飽和酸，可以是一元酸也可以是多元酸。具體而言，所述含羧基原料或含酸酐原料包括但不限于鄰苯二甲酸酐、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、順式馬來(lái)酸酐、反式馬來(lái)酸酐、己二酸等。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述含異氰酸根原料包括但不限于:甲苯二異氰酸酯、異佛爾
酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等。[0014]在本發(fā)明中，所述光活性稀釋劑是指含雙鍵的小分子酯類(lèi)，包括但不限于丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、氨基甲酸酯單丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。其用量可以是20、25、30、35、40、45、50或55重量份。
[0015]在本發(fā)明中，所述阻聚劑是指分子可與鏈自由基反應(yīng)，形成非自由基物質(zhì)或不能引發(fā)的低活性自由基，從而使聚合終止的物質(zhì)。可以是酚類(lèi)阻聚劑、醌類(lèi)阻聚劑、芳烴硝基化合物阻聚劑、無(wú)機(jī)化合物阻聚劑。具體而言，所述阻聚劑包括但不限于對(duì)苯二酚、對(duì)苯醌、酚噻嗪、β —苯基萘胺、對(duì)叔丁基鄰苯二酚、亞甲基藍(lán)、1，I 一二苯基一 2 —苦肼、2，2，6，6 —四甲基哌啶氮氧自由基、甲基氫醌、對(duì)羥基苯甲醚、2-叔丁基對(duì)苯二酚、2，5- 二叔丁基對(duì)苯二酚等。
[0016]在光活性聚酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂制備中，控制原料中羥基與羧基的物質(zhì)的量比為1.3:1~θ.9:1 ;具體而言可以是 0.95: 1、1.0: 1、1.05: 1、1.1: 1、1.15: 1、1.2:1 或 1.25:1 ;或控制原料中羥基與酸酐的物質(zhì)的量比為1.3:0.5、.9:0.5具體而言可以是0.95:0.5,1.0:
0.5,1.05: 0.5,1.1: 0.5,1.15: 0.5,1.2: 0.5 或 1.25: 0.5 ;或羥基與(羧基及 2 倍酸酐的總和)的物質(zhì)的量比為1.3:廣0.9:1，具體而言可以是0.95:1,1.0:1,1.05:1,1.1:1、
1.15: 1、1.2:1 或 1.25:1。反應(yīng)的溫度為 140~230°C。
[0017]在光活性聚酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂制備中，酸值的測(cè)定具體為:在錐形瓶中加入經(jīng)過(guò)精確稱(chēng)量的樣品0.5g，加入適量丙酮溶解，再加入2滴酚酞乙醇溶液。用0.lmol/1的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至粉紅色且紅色20s內(nèi)不褪。樣品的酸值按下式I計(jì)算。
【權(quán)利要求】
1.一種光固化絕緣漆，包括如下重量份的原料: 光活性樹(shù)脂100重量份； 光活性稀釋劑20-60重量份； 光引發(fā)劑0.5~10重量份； 交聯(lián)劑0.1-1.5重量份； 消泡劑0.1-1重量份； 流平劑0.1-ι重量份； 偶聯(lián)劑0.1-ι重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的光固化絕緣漆，所述光活性樹(shù)脂選自光活性聚酯樹(shù)脂、光活性聚氨酯樹(shù)脂或兩者改性產(chǎn)物中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求2所述的光固化絕緣漆，所述光活性聚酯樹(shù)脂或其改性產(chǎn)物是由含雙鍵原料、含羥基(或氨基)原料、含羧基原料或含酸酐原料中的幾種反應(yīng)得到；所述光活性聚氨酯樹(shù)脂或其改性產(chǎn)物是由含雙鍵原料、含活潑氫原料(含羥基或氨基原料)、含異氰酸根原料反應(yīng)得到。
4.如權(quán)利要求3所述的光固化絕緣漆，所述光活性聚酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂制備中，控制原料中羥基與羧基的物質(zhì)的量比為1.3: f 0.9:1 ;所述光活性聚氨酯樹(shù)脂或其改性樹(shù)脂制備中，控制含活潑氫原料(含羥基或氨基原料)與含異氰酸根原料中活潑氫與異氰酸根的物質(zhì)的量比為1.02:1~1.15:1。`
5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的光固化絕緣漆，所述光活性稀釋劑選自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、氨基甲酸酯單丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種；所述交聯(lián)劑選自二乙烯基苯、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)、鈦酸丁酯、鈦酸乙酯、二月桂酸二丁基錫中的一種或幾種；所述消泡劑選自聚二甲基硅氧烷、磷酸三丁酯、有機(jī)硅消泡劑中的一種或幾種；所述流平劑選自硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有機(jī)硅氧烷、烷基改性有機(jī)硅氧烷、端基改性有機(jī)硅、丙烯酸樹(shù)脂，脲醛樹(shù)脂及三聚氰胺甲醛樹(shù)脂中的一種或幾種；所述偶聯(lián)劑選自有機(jī)鉻絡(luò)合物、硅烷類(lèi)、鈦酸酯類(lèi)和鋁酸化合物中的一種或幾種；所述光引發(fā)劑選自1173、184、907、369、1490、1700的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的光固化絕緣漆的制備方法，包括將光活性樹(shù)脂中加入光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、消泡劑、流平劑、偶聯(lián)劑，攪拌均勻，通過(guò)三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨，出料，得到絕緣漆。
7.一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的光固化絕緣漆的使用方法，包括如下步驟: (1)將待涂覆絕緣漆的部件退火，在其表面涂飾光固化絕緣漆膜，并進(jìn)行流平； (2)利用紫外光對(duì)漆膜進(jìn)行輻照固化。
8.如權(quán)利要求7所述的使用方法，其中步驟I所述流平時(shí)間為3飛OOs;步驟2所述紫外光由紫外燈提供，其功率為0.2^25kff ;漆膜距離紫外燈的距離優(yōu)選為5~80cm，輻照固化的時(shí)間優(yōu)選為5~600s。
9.如權(quán)利要求7所述的使用方法，可在步驟2后再設(shè)置熱交聯(lián)步驟，包括將紫外光固化后的部件送入具有溫度梯度的爐子中加熱，完成漆膜的熱交聯(lián)。
10.如權(quán)利要求9述的使用方法，所述溫度梯度為低溫端12(T300°C，高溫端250^550°c ;溫度梯度的長(zhǎng)度為2~10m，加熱時(shí)間為0.2~45min。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK103694866SQ201310696676
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】馬素德, 張小蘭, 趙珉 申請(qǐng)人:四川優(yōu)特光電科技有限公司