一种聚噁唑烷酮树脂、其制备方法及在绝缘漆中的应用技术

本发明专利技术涉及一种聚噁唑烷酮树脂、其制备方法及应用，在催化剂存在下，在150~170℃下，向脂环族环氧树脂中一次性加入封闭二异氰酸酯，保温反应3~5小时，制备得到所述的聚噁唑烷酮树脂，其中，所述的封闭二异氰酸酯是通过二异氰酸酯与封闭剂反应制得，所述的封闭二异氰酸酯的异氰酸根与所述的脂环族环氧树脂的环氧基的投料摩尔比为1:1.8~2.2。本发明专利技术首次利用脂环族环氧树脂与封闭二异氰酸酯制备了低粘度的聚噁唑烷酮树脂，该聚噁唑烷酮树脂具有粘度低，工艺性好，热稳定性能好的优点，并且该制备方法操作简单，反应条件温和。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚噁唑烷酮树脂、其制备方法及在绝缘漆中的应用。
技术介绍
电机绕组经过绝缘浸渍处理后可以提高电机内绕组的运行安全，提高其绝缘性能和机械强度、避免内部气隙产生局部放电，增强运行可靠性，提高防潮和耐盐雾等能力，延长使用寿命。如今国内电机制造商普遍采用真空压力浸渍(VPI)技术对电机、变压器等电机电器进行绝缘处理，因此市场上对VPI无溶剂绝缘漆的需求量日益增加。近年来，聚噁唑烷酮树脂在耐高温、耐化学腐蚀、阻燃等方面表现出优异的特性，已应用于多个领域。在电绝缘方面，已经成果应用在层压板、覆铜板等方面。利用聚噁唑烷酮树脂制成绝缘漆，其固化物具有良好的尺寸稳定性和耐热耐阻燃性能。文献报道有季承均制备了耐热等级达到F级的有溶剂型噁唑烷酮浸渍绝缘漆。中国专利技术专利申请201210050342.5公布了一种含有聚噁唑烷酮树脂的无溶剂浸渍绝缘漆配方，按照重量配比计算，其组分包括：固含量为65％～75％的不饱和聚酯亚胺树脂溶液40～65份，固含量为75％～85％的聚噁唑烷酮树脂溶液15～35份；环保型稀释剂10～25份；固化剂3～8份；引发剂1～3份；阻聚剂0.01～0.06份。上述已有采用聚噁唑烷酮树脂的无溶剂浸渍绝缘漆，聚噁唑烷酮树脂都是作为辅助树脂而非主体树脂，主要原因是聚噁唑烷酮树脂一般采用过量的通用型环氧树脂和二异氰酸酯反应形成环氧封端的噁唑烷酮五元环与三嗪六元环共存的化合物，其粘度较大。如果以此为主体树脂制备无溶剂浸渍绝缘漆，漆的粘度会比较大，在真空压力条件下不能充分渗透电机绕组中的云母带，固化后绝缘存在气隙，绝缘效果受较大影响。申请号为201510874470.5的专利技术专利公开了一种聚噁唑烷酮树脂、其制备方法及在绝缘漆中的应用，其是通过将二异氰酸酯逐滴滴加到脂环族环氧树脂中进行制备的，从而导致制备时，耗时较长，且较为繁琐。
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粘度低的聚噁唑烷酮树脂、其制备方法及在绝缘漆中的应用，该绝缘漆具有优异的耐热性能和阻燃性能。为解决以上技术问题，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术的一个目的是提供一种聚噁唑烷酮树脂的制备方法，在催化剂存在下，在150～170℃下，向脂环族环氧树脂中一次性加入封闭二异氰酸酯，保温反应3～5小时，制备得到所述的聚噁唑烷酮树脂，其中，所述的封闭二异氰酸酯是通过二异氰酸酯与封闭剂反应制得，所述的封闭二异氰酸酯的异氰酸根与所述的脂环族环氧树脂的环氧基的投料摩尔比为1:1.8～2.2。具体地，所述的制备方法的具体步骤为：向反应器中加入所述的脂环族环氧树脂和所述的催化剂，在搅拌的条件下，升温至150～170℃，然后一次性加入所述的封闭二异氰酸酯，保温反应3～5小时，制备得到所述的聚噁唑烷酮树脂。优选地，所述的脂环族环氧树脂为选自3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、3,4-环氧-6-甲基-环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、己二酸二(3,4-环氧-6-甲基环己基甲酯)中的一种或多种的组合。优选地，所述的催化剂为选自咪唑类、路易斯酸或季盐中的一种或多种的组合。进一步优选地，所述路易斯酸为氯化镁的三氟甲磺酸盐或氯化锆的三氟甲磺酸盐。进一步优选地，所述咪唑类为2-乙基-4-甲基咪唑或2-苯基咪唑。进一步优选地，所述季盐为四丁基溴化膦或四乙基溴化铵。进一步优选地，所述的催化剂与所述的脂环族环氧树脂的投料质量比为0.004～0.006:1。优选地，所述的封闭二异氰酸酯的制备方法的具体步骤为：将二异氰酸酯和封闭剂在催化剂的存在下，在60～80℃下，保温反应3～5小时，制备得到所述的封闭二异氰酸酯，其中，所述的二异氰酸酯的异氰酸根与所述的封闭剂的投料摩尔比为1:1.1～1.3。进一步优选地，所述的二异氰酸酯为选自甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二撑二异氰酸酯中的一种或多种的组合。进一步优选地，所述的封闭剂为选自甲乙酮肟、乙酰丙酮、ε-己内酰胺、丙二酸二乙酯、β-萘硫酚中的一种或多种的组合。进一步优选地，所述的催化剂为选自有机锡、叔胺和羧酸金属盐中的一种或多种的组合。更为优选地，所述有机锡为辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。更为优选地，所述叔胺为三乙胺或三亚乙基二胺。更为优选地，所述羧酸金属盐为环烷酸锌或辛酸锌。本专利技术的另一个目的是提供一种所述的制备方法制得的聚噁唑烷酮树脂，所述的聚噁唑烷酮树脂在25℃时的粘度为1000～3000cps。本专利技术的第三个目的是提供一种所述的聚噁唑烷酮树脂在绝缘漆中的应用。本专利技术中，3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯的结构式表示如下：3,4-环氧-6-甲基-环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯的结构式表示如下：双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯的结构式表示如下：己二酸二(3,4-环氧-6-甲基环己基甲酯)的结构式表示如下：由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术首次利用脂环族环氧树脂与封闭二异氰酸酯制备了低粘度的聚噁唑烷酮树脂，该聚噁唑烷酮树脂具有粘度低，工艺性好，热稳定性能好的优点，并且该制备方法操作简单，反应条件温和。附图说明附图1为实施例2制得的聚噁唑烷酮树脂的红外谱图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步详细的说明，但本专利技术不限于以下实施例。实施例1在反应器中，加入ε-己内酰胺87g(0.77mol)，二月桂酸二丁基锡0.5g，开动搅拌，升温至70℃，将80g亚甲基二苯基二异氰酸酯(0.64mol的异氰酸根)溶于120mL甲苯，滴加至反应器中，并在此温度下保持4h，结束反应，冷却后加入石油醚搅拌，抽滤，滤饼于真空干燥箱中65℃烘干，得ε-己内酰胺封闭二异氰酸酯(封闭MDI)。实施例2在反应器中，加入3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯100g(0.8mol的环氧基)，2-乙基-4-甲基咪唑0.5g，开动搅拌，升温至160℃，一次性加入95g实施例1制得的封闭MDI(0.40mol的异氰酸根)，并在此温度下保温4h，结束反应，制得聚噁唑烷酮树脂，其25℃时测得的粘度为1250cps，其红外谱图参见图1，从图1可知：2900cm-1附近的峰为C-H伸缩振动特征峰，1614cm-1和1514cm-1为苯环骨架振动的特征峰，1728cm-1为与脂环相连的羰基的伸缩振动峰，1761cm-1附近的肩峰为噁唑烷酮环上羰基的伸缩振动峰，901cm-1为环氧醚键C-O-C的对称伸缩振动峰，2267cm-1附近的异氰酸酯伸缩振动峰完全消失，这些峰说明了聚噁唑烷酮树脂结构合成成功。实施例3在反应器中，加入3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯100g(0.80mol的环氧基)，2-乙基-4-甲基咪唑0.5g，开动搅拌，升温至150℃，一次性加入95g实施例1制得的封闭MDI(0.40mol的异氰酸根)，并在此温度下保温4h，结束反应，制得聚噁唑烷酮树脂，其25℃时测得的粘度为1120cps。实施例4在反应器中，加入3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯100g(0.80mol的环氧基)，2-乙基-4-甲基咪唑0.5g，开动搅拌，升温至170℃，一次性加入95g实施例1制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚噁唑烷酮树脂的制备方法，其特征在于：在催化剂存在下，在150~170℃下，向脂环族环氧树脂中一次性加入封闭二异氰酸酯，保温反应3~5小时，制备得到所述的聚噁唑烷酮树脂，其中，所述的封闭二异氰酸酯是通过二异氰酸酯与封闭剂反应制得，所述的封闭二异氰酸酯的异氰酸根与所述的脂环族环氧树脂的环氧基的投料摩尔比为1:1.8~2.2。

【技术特征摘要】
1.一种聚噁唑烷酮树脂的制备方法，其特征在于：在催化剂存在下，在150~170℃下，向脂环族环氧树脂中一次性加入封闭二异氰酸酯，保温反应3~5小时，制备得到所述的聚噁唑烷酮树脂，其中，所述的封闭二异氰酸酯是通过二异氰酸酯与封闭剂反应制得，所述的封闭二异氰酸酯的异氰酸根与所述的脂环族环氧树脂的环氧基的投料摩尔比为1:1.8~2.2。2.根据权利要求1所述的聚噁唑烷酮树脂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法的具体步骤为：向反应器中加入所述的脂环族环氧树脂和所述的催化剂，在搅拌的条件下，升温至150~170℃，然后一次性加入所述的封闭二异氰酸酯，保温反应3~5小时，制备得到所述的聚噁唑烷酮树脂。3.根据权利要求1或2所述的聚噁唑烷酮树脂的制备方法，其特征在于：所述的脂环族环氧树脂为选自3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、3,4-环氧-6-甲基-环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双（（3,4-环氧环己基）甲基）己二酸酯、己二酸二（3,4-环氧-6-甲基环己基甲酯）中的一种或多种的组合。4.根据权利要求1或2所述的聚噁唑烷酮树脂的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为选自咪唑类、路易斯酸或季盐中的一种或多种的组合。5.根据权利要求4所述的聚噁唑烷酮树脂的制备方法，其特征在于：所述路易斯酸为氯化镁的三氟甲磺酸盐或氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，张春琪，井丰喜，顾健峰，夏媛娇，黄芬，杨明华，
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