一种水性环氧绝缘漆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性环氧绝缘漆及其制备方法，属于绝缘漆技术领域，包括如下重量份的原料：水性环氧树脂50

【技术实现步骤摘要】
一种水性环氧绝缘漆及其制备方法


[0001]本专利技术属于绝缘漆
，具体地，涉及一种水性环氧绝缘漆及其制备方法。

技术介绍

[0002]绝缘漆是电力方面的必备材料，主要用在一些电工设备上，有效的起到给导体绝缘的效果，它以高分子聚合物为基础，能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体，具有良好的电性能、热性能、机械性能和化学性能。按其中的高分子聚合物分，主要有环氧类、聚酯类和环氧聚酯类等品种，其中以环氧树脂类较多，环氧树脂具有附着力高、耐化学性好、耐磨性好和绝缘性能好等优点。另外，随着环保要求的日益严格，以水性环氧树脂作为基质、水作为溶剂的环氧绝缘漆受到越来越广泛的关注。
[0003]由于环氧树脂形成的涂膜硬脆，不耐冲击，需要添加增韧剂提高涂膜的冲击韧性，而现有的增塑剂存在于环氧树脂相容性低的问题，难以实现较高的增韧效果。此外，在某些特定电气设备上，例如电机，要求环氧绝缘漆同时具备机械性能、阻燃性能以及耐热性能。现有技术中201010234600.6公开了一种无卤阻燃耐高温电机用绝缘漆，其由如下重量配比的组分组成：改性环氧树脂100份；引发剂0.1～0.5份；活性稀释剂10～30份；含氮超支化聚磷酸酯10～30份；固化剂5～20份；固化促进剂0.1～1份。其中的含氮超支化聚磷酸酯与环氧树脂基体的相容性较低，阻燃效果难以满足使用要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种水性环氧绝缘漆及其制备方法。
[0005]本专利技术的环氧绝缘漆以水性环氧树脂作为基体，以水作为溶剂，符合环保要求；同时，在绝缘漆中加入了助剂，该助剂含有聚乙二醇长分子链、苯环、含氮基团、磷酸酯基团以及含硅基团，聚乙二醇长分子链能够起到增韧效果，苯环能够提高助剂与环氧树脂的相容性；含氮基团、磷酸酯基团以及含硅基团作为P、N、Si的协效阻燃成分，能够赋予绝缘漆阻燃的功能特性，且随着助剂均布于绝缘漆中，最终获得一种综合性能强且具备耐温阻燃功能特性的绝缘漆，具有更高的应用价值和更广的应用范围。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种水性环氧绝缘漆，包括如下重量份的原料：水性环氧树脂50
‑
60份、助剂9
‑
11份、颜填料10
‑
16份、固化剂18
‑
22份、消泡剂0.3
‑
0.5份、流平剂0.4
‑
0.6份、增稠剂0.3
‑
0.5份、去离子水20
‑
30份；
[0008]所述水性环氧绝缘漆的制备方法如下：
[0009]按比例将各原料混合后，高速搅拌3
‑
4h，研磨，至细度小于20μm以下，得到水性环氧绝缘漆。
[0010]进一步地，所述水性环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂中的任一种。
[0011]进一步地，所述固化剂为酸酐类或咪唑类固化剂，比如：甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、2
‑
苯基
‑4‑
甲基
‑5‑
羟甲基咪唑、1
‑
苯甲基
‑2‑
甲基咪唑等。
[0012]进一步地，所述消泡剂、流平剂和增稠剂均为水性物质；具体的，水性消泡剂包括有机硅型消泡剂BYK
‑
018、聚醚型消泡剂BYK
‑
019和聚醚改性硅型消泡剂迪高TEGO
‑
810中的一种或多种；水性流平剂包括改性聚醚类流平剂TEGO
‑
450和改性有机硅类流平剂BYK
‑
306中的一种或多种；水性增稠剂包括纤维素类增稠剂NatrosolHEC、聚丙烯酸类增稠剂VISCOLAM330和聚氨酯类增稠剂DOW公司的RM
‑
8W中一种或多种。
[0013]进一步地，所述助剂通过如下步骤制备：
[0014]S1、将N
‑
甲基乙二胺投入反应釜，抽真空、通氮气反复操作三次后(确保釜内无空气)，升高温度，分步通入环氧乙烷，通过加压控制反应温度为40℃，反应2h，反应结束后保温1h，抽真空，冷却出料，得到中间产物1；N
‑
甲基乙二胺与环氧乙烷的用量之比为7.4g:8.8g；
[0015]N
‑
甲基乙二胺上的
‑
NH2与环氧乙烷发生反应，通过控制N
‑
甲基乙二胺与环氧乙烷的摩尔比1:2，发生如下所示的反应过程，获得含有二元醇结构的中间产物1：
[0016][0017]S2、将聚乙二醇衍生物与乙腈加入带有磁力搅拌装置的三口烧瓶中，在氮气保护下磁力搅拌10min后，加入碳酸钾、碘化钾和中间产物1，加热，在85℃、避光条件和氮气保护下，常压回流24h，反应结束后，抽滤除去碳酸钾和碘化钾盐，减压旋蒸除去溶剂乙腈，获得中间产物2；聚乙二醇衍生物、乙腈、碳酸钾、碘化钾和中间产物1的用量之比为0.1mol:300mL:13.8g:1.8g:16.2g；
[0018]在碳酸钾和碘化钾作用下，聚乙二醇衍生物分子链上的端
‑
Cl与中间产物1分子上的
‑
NH
‑
反应(仲胺的亲核性强于醇羟基)，得到中间产物2；
[0019][0020]S3、依次将乙腈、三乙胺(缚酸剂)、三氯氧磷和4
‑
二甲氨基吡啶(催化剂)加入至三口烧瓶中，室温搅拌混合均匀后，将中间产物2的乙腈溶液缓慢滴加到三口烧瓶中(滴加速度为4mL/min)，继续搅拌30min，然后升温至60℃反应3h，反应结束后，旋蒸除去大部分乙腈后，往产物中加入甲苯，搅拌均匀后，用热的蒸馏水进行萃取，取水相，无水硫酸镁初步干燥，再放入50℃真空烘箱中继续干燥4
‑
5h，获得中间产物3；乙腈、三乙胺、三氯氧磷、4
‑
二甲氨基吡啶、中间产物2的乙腈溶液的用量之比为150mL:20.2g:15.3g:0.14g:100mL；中间产物2的乙腈溶液的浓度为1mol/L；
[0021]在4
‑
二甲氨基吡啶和三乙胺的作用下，中间产物2与三氯氧磷发生亲核取代反应，生成环状磷酸酯，反应过程如下所示：
[0022][0023]S4、将中间产物3和乙腈混合均匀后加入反应釜中，再加入碳酸钾和碘化钾，在N2保护下搅拌加热至55℃，然后滴入二甲基苯基硅醇，滴加完全后，加压、升温，在75
‑
80℃反应6h，反应结束后，抽滤除去碳酸钾和碘化钾盐，减压旋蒸除去溶剂乙腈，得到助剂；中间产物3、乙腈、碳酸钾、碘化钾和二甲基苯基硅醇的用量之比为0.1mol:200mL:13.8g:2.0g:15.2g；
[0024]中间产物3与二甲基苯基硅醇发生如下所示的化学反应，得到助剂：
[0025][0026]进一步地，所述聚乙二醇衍生物通过如下步骤制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性环氧绝缘漆，其特征在于，包括如下重量份的原料：水性环氧树脂50
‑
60份、助剂9
‑
11份、颜填料10
‑
16份、固化剂18
‑
22份、消泡剂0.3
‑
0.5份、流平剂0.4
‑
0.6份、增稠剂0.3
‑
0.5份、去离子水20
‑
30份；其中，所述助剂通过如下步骤制备：S1、将N
‑
甲基乙二胺投入反应釜，抽真空、通氮气反复操作三次后，升高温度，分步通入环氧乙烷，通过加压控制反应温度为40℃，反应2h，反应结束后保温1h，抽真空，冷却出料，得到中间产物1；S2、将聚乙二醇衍生物与乙腈加入带有磁力搅拌装置的三口烧瓶中，在氮气保护下磁力搅拌10min后，加入碳酸钾、碘化钾和中间产物1，加热，在85℃、避光条件和氮气保护下，常压回流24h，反应结束后，抽滤除去碳酸钾和碘化钾盐，减压旋蒸除去溶剂乙腈，获得中间产物2；S3、依次将乙腈、三乙胺、三氯氧磷和4
‑
二甲氨基吡啶加入至三口烧瓶中，室温搅拌混合均匀后，将中间产物2的乙腈溶液缓慢滴加到三口烧瓶中，继续搅拌30min，然后升温至60℃反应3h，反应结束后，旋蒸除去大部分乙腈后，往产物中加入甲苯，搅拌均匀后，用热的蒸馏水进行萃取，取水相，无水硫酸镁初步干燥，再放入50℃真空烘箱中继续干燥4
‑
5h，获得中间产物3；S4、将中间产物3与二甲基苯基硅醇反应，得到助剂。2.根据权利要求1所述的一种水性环氧绝缘漆，其特征在于，步骤S1中N
‑
甲基乙二胺与环氧乙烷的用量之比为7.4g:8.8g。3.根据权利要求1所述的一种水性环氧绝缘漆，其特征在于，步骤S2中聚乙二醇衍生物、乙腈、碳酸钾、碘化钾和中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈庆，刘翔，汪太平，胡坤，张斌，张杰，李淑心，陈明阳，李延东，张志强，黄永生，赵巨龙，胡可，房姗姗，杨娇娇，丁诗洋，崔玮，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司超高压分公司，
类型：发明
国别省市：