一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆及其制备方法，绝缘漆包括：纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物100份；有机树脂5~50份；钛酸四异丙基酯0.5~1.5份；乙烯基引发剂1~5份；促进剂0.1~2份；储存稳定剂0.01~0.1份。本发明专利技术所得产品中纳米颗粒粒度小而均，良好地分布在树脂中，不团聚，不沉降，所得产物粘度可控，本发明专利技术的绝缘漆具有环保、低温固化、耐温等级高、耐电晕性优、介电损耗小、贮存稳定性好、机械强度高、综合性能优异，干燥速度快以及粘度低等优势，各种绝缘漆的制备工艺简单，原料成本低廉，适合规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆及其制备方法
本专利技术属于电工电子新材料
，具体涉及一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆及其制备方法。
技术介绍
在传统的有机硅树脂类的绝缘漆中所采用的有机硅树脂绝大多数为溶剂型，因而在产品使用过程中由于挥发性气体对环境的污染是不可避免的，且需要高温固化，耗能十分惊人。而现在为数不多的无溶剂有机硅树脂则存在粘度大，活性低，需高温固化等不足，由于树脂粘度过大，需要加入活性稀释剂的质量分数达到30％以上，导致挥发份超过5％，耐热性和机械性能下降，在VPI应用中，需要加热树脂，使用完后需要低温保存，对设备要求高，工艺繁琐。随着国内外电机市场迅速发展，电机制造向着高效节能小型化方向发展，对于绝缘浸渍漆的耐热等级和节能环保提出了更高要求的同时还需要有一定的防电晕能力，以满足行业的需求。在现有的技术中，通常采用直接掺杂纳米颗粒以提高绝缘漆的耐电晕性，但由于颗粒易团聚沉降导致效果大大打折。综合而言，现有技术中有机硅类绝缘漆不符合节能减排，绿色经济的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐电晕性能好的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆及其制备方法。为解决以上技术问题，本专利技术采取如下技术方案：一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，以重量份计，包括：其中，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物的结构式为：其中：表示纳米二氧化硅颗粒；表示或x、y、z、m独立地为0～20之间的数且均不为0；t为0.1～2.0之间的数；xt表示x与t的乘积，yt表示y与t的乘积，zt表示z与t的乘积，mt表示m与t的乘积；R1、R2、R3中有两个为甲基，一个为乙烯基。本专利技术中，x、y、z、m代表了原料有机硅醇溶液中有机硅醇的分子链结构大小的参数，其绝对值表征了大分子的平均聚合度，它是由聚合反应的原料配比、催化剂种类和用量、反应温度及反应时间所决定，可采用GPC分子量测定法结合元素分析法，并通过计算而得出。此外，本领域技术人员应理解，虽然结构式中各结构单元按照一定次序连接在一起，但，这只是为了表述硅中物分子组成的方便，并不表示硅中物中各结构单元就是按照这样的次序连接的，通常意义上，各结构单元是呈无规次序连接的。本专利技术中的x、y、z、m的大小由原料有机硅醇溶液决定，t的大小由分子量调节剂决定，当分子量调节剂的用量越大时，t的值越小。优选地，所述的纳米二氧化硅颗粒在所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中的质量含量为1％～10％；所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中硅原子上所连接的苯基、甲基以及乙烯基的总摩尔数为1.5～1.6；所述的苯基占所述的硅原子上所连接的苯基、甲基以及乙烯基的总摩尔数的比例为35％～45％；所述的乙烯基在所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中的质量含量为0.6％～4.1％。优选地，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物按照割线法所测的温度指数为200℃～240℃，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物在常态下、在大气湿度为30％～85％、施加工频电压为2kv的条件下测得的耐电晕时间为18～36h，按照GPC法测定所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物分子量为2000～3000。以上所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中温度指数、耐电晕时间性能测定试样均是按照180℃4h、220℃4h处理后的固化物。优选地，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物由如下配方经聚合反应制得，按重量份计，其原料配方为：其中，所述的有机硅醇溶液为选自TH-1#、TH-2#、TH-3#中的一种或几种的组合。本专利技术中的TH-1#、TH-2#、TH-3#购自苏州太湖电工新材料股份有限公司。本专利技术中的TH-1#、TH-2#、TH-3#的固含量为60％，其是由苯基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷和乙烯基三氯硅烷中的任意三种按照不同比例进行混合水解产生的产物，其技术参数为R/Si＝1.5～1.6，Ph/R＝0.35～0.45，乙烯基含量0.6％～4.0％。进一步优选地，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物的制备方法包括如下步骤：步骤(1)、使有机硅醇溶液和硅酸乙酯在氮气保护下和有机溶剂的存在下，在20℃～35℃下搅拌0.1～1h，然后升温至60±5℃；步骤(2)、向经步骤(1)处理后的反应体系中加入催化剂、分子量调节剂和水，升温至60℃～80℃维持回流反应2～4h，然后经减压蒸馏得到所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物。进一步优选地，步骤(1)的具体实施方式为：将所述的有机硅醇溶液加入带有搅拌恒温装置的反应器中，然后通入氮气以驱除反应器中的空气，然后加入所述的硅酸乙酯和所述的有机溶剂，在20℃～35℃下搅拌0.1～1h，然后升温至60±5℃。进一步优选地，步骤(2)的具体实施方式为：将所述的催化剂、所述的分子量调节剂和所述的水混合均匀制成混合液，然后将所述的混合液滴加到经步骤(1)处理后的反应体系中，并控制所述的混合液在1h内滴加完毕，然后在搅拌的条件下升温至60℃～80℃维持回流反应2～4h，然后在温度为80℃～120℃、压力为-0.085MPa～-0.098MPa下减压蒸馏除去聚合反应中产生的H2O、乙醇以及有机溶剂，得粘稠至固体状的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物。进一步优选地，所述的有机溶剂为选自N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯中的一种或几种的组合；所述的催化剂为选自质量百分含量为5％～15％的三氟乙酸水溶液、质量百分含量为5％～15％的三氟丙酸水溶液、质量百分含量为5％～15％的盐酸水溶液中的一种或几种的组合；所述的分子量调节剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷，所述的硅酸乙酯为硅酸乙酯28。优选地，所述的有机树脂为选自E51型环氧树脂、F51型环氧树脂、HR199不饱和聚酯树脂中的一种或几种的混合物；所述的乙烯基引发剂为选自过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢中的一种或几种的混合物；所述的促进剂为乙酰丙酮氧钛；所述的储存稳定剂为选自对苯二酚、氢醌单甲醚、2，5-二叔丁基对苯二酚中的一种或几种的混合物。进一步优选地，所述的E51型环氧树脂和所述的F51型环氧树脂中的环氧值为0.49～0.53；所述的HR199不饱和聚酯树脂的数均分子量为400～1000。优选地，所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆还包括5～20重量份的活性稀释剂；所述的活性稀释剂为选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(环氧丙基)异氰尿酸三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。优选地，所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆还包括0.01～8重量份的环氧潜伏性固化剂；所述的环氧潜伏性固化剂为选自2-乙基己酸锌、丙烯酸甲酯改性2-异丙基咪唑、邻苯二酚二甲基乙醇胺硼酸酯中的一种或几种的混合物。一种所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)、将配方量的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物和有机树脂混合加热至110℃～130℃，减压蒸馏20～40min以除去体系中的微量水分；步骤(2)、向经步骤(1)处理后的体系中加入钛酸四异丙基酯，升温至160℃～180℃维持搅拌反应2～4小时，降温冷却至70℃～90℃；步骤(3)、向经步骤(2)处理后的体系中加入配方量的储存稳定剂、乙烯基引发剂和促进剂，选择性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，其特征在于：以重量份计，包括：其中，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物的结构式为：其中：表示纳米二氧化硅颗粒；表示x、y、z、m独立地为0～20之间的数且均不为0；t为0.1～2.0之间的数；xt表示x与t的乘积，yt表示y与t的乘积，zt表示z与t的乘积，mt表示m与t的乘积；R1、R2、R3中有两个为甲基，一个为乙烯基。

【技术特征摘要】
1.一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，其特征在于：以重量份计，包括：其中，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物的结构式为：其中：表示纳米二氧化硅颗粒；表示x、y、z、m独立地为0～20之间的数且均不为0；t为0.1～2.0之间的数；xt表示x与t的乘积，yt表示y与t的乘积，zt表示z与t的乘积，mt表示m与t的乘积；R1、R2、R3中有两个为甲基，一个为乙烯基。2.根据权利要求1所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，其特征在于：所述的纳米二氧化硅颗粒在所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中的质量含量为1％～10％；所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中硅原子上所连接的苯基、甲基以及乙烯基的总摩尔数为1.5～1.6；所述的苯基占所述的硅原子上所连接的苯基、甲基以及乙烯基的总摩尔数的比例为35％～45％；所述的乙烯基在所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中的质量含量为0.6％～4.1％。3.根据权利要求1所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，其特征在于：所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物按照割线法所测的温度指数为200℃～240℃，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物在常态下、在大气湿度为30％～85％、施加工频电压为2kv的条件下测得的耐电晕时间为18～36h，按照GPC法测定所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物分子量为2000～3000。4.根据权利要求1所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，其特征在于：所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物由如下配方经聚合反应制得，按重量份计，其原料配方为：其中，所述的有机硅醇溶液为选自购自苏州太湖电工新材料股份有限公司的产品名为TH-1#、TH-2#、TH-3#中的一种或几种的组合。5.根据权利要求4所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，其特征在于：所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物的制备方法包括如下步骤：步骤(1)、使有机硅醇溶液和硅酸乙酯在氮气保护下和有机溶剂的存在下，在20℃～35℃下搅拌0.1～1h，然后升温至60±5℃；步骤(2)、向经步骤(1)处理后的反应体系中加入催化剂、分子量调节剂和水，升温至60℃～80℃维持回流反应2～4h，然后经减压蒸馏得到所述的纳米二氧化硅杂化乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：景录如，张春琪，吴斌，单升升，徐晓风，夏智峰，石兆丛，
申请(专利权)人：苏州太湖电工新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32