專利名稱：一種中高壓電機用浸漬絕緣漆及其制備方法
技術領域：
本發明屬于絕緣漆，具體涉及一種中高壓電機用浸潰絕緣漆及其制備方法。
背景技術：
不飽和聚酯和環氧樹脂是兩種在電氣絕緣領域中最常用的樹脂，這兩種樹脂在這一領域中的應用各自都有自己的優缺點。不飽和聚酯的優點是耐熱性高，機械性能好，可以用高活性的反應性稀釋劑稀釋到比較低的粘度，也可以通過選擇不同的自由基引發劑改變固化溫度和固化速度，從而滿足各種不同的電氣絕緣的應用。但是它也有缺點，其耐化學品和耐潮濕性能比較差，尤其是固化收縮大，厚層固化易開裂，這一點大大限制了它的應用。環氧樹脂的多羥基結構提供了非常好的附著力，多苯環結構提供了較高的剛性、拉伸強度、熱穩定性和耐腐蝕性，開環固化機理決定了其固化收縮率很小，因而不易開裂。但其缺點是粘度較大，盡管有各種環氧稀釋劑可以選擇去降低粘度，但是由于環氧稀釋劑的低活性，因此會固化不完全，從而大幅降低環氧樹脂的綜合性能。在某些中高壓電氣絕緣領域，由于其電氣絕緣性能和機械性能要求高，因此要求所用的絕緣材料必須粘度低至100-500cps，這樣才具有良好的滲透性；高溫固化和機械長時間運轉后漆膜不能開裂；高溫下也必須要保持一定的強度。在這一領域目前不飽和聚酯雖然能夠滿足粘度要求，但是由于固化收縮大、開裂，所以無法應用；純的環氧樹脂由于其粘度高而無法應用，即使使用環氧稀釋劑稀釋至粘度應用范圍，也會由于使用了大量的環氧稀釋劑而導致性能無法達標。酸酐固化環氧體系雖然粘度能夠符合要求，但是由于其穩定性差而亦無法應用于該領域。環氧酯/苯乙烯/VT體系在該領域的VPI (真空壓力浸漆)應用較為成功，但是其較高的粘度限制了其應用的范圍，并且苯乙烯/VT也由于環保要求而呈現被淘汰趨勢。在這些領域中，迫切需要粘度低(100-500cps),長時間固化和機械運轉不開裂，常溫高溫下機械性能好，電氣絕緣性能優良的絕緣材料。此外由于人們日益提高的環保意識，此絕緣材料還應具有高溫固化或機械長時間高溫下運轉的低揮發性(揮發率小于 3%) ο

發明內容
本發明的一個目的在于提供一種中高壓電機用浸潰絕緣漆。本發明通過使用不飽和聚酯改性的環氧樹脂，使漆膜兼具環氧樹脂和不飽和聚酯的性能，同時不飽和稀釋劑和環氧稀釋劑的用量都被嚴格控制在40%以內。本發明的絕緣漆具有低粘度、常溫高溫下機械強度高、電氣絕緣性能優良、低揮發等特性，適用于各種電機馬達的浸潰工藝。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種中高壓電機用浸潰絕緣漆，所述絕緣漆由如下重量百分比的組分組成不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液20 60%
環氧樹脂20 50%
不飽和活性稀釋劑10 30%
潛伏性環氧固化劑過氧化物引發劑環氧稀釋劑流平劑
3 5% ；
O. 5 1% ；
O 10% ；·
O. 05 O. 1%ο用于對環氧樹脂進行改性的不飽和聚酯是由不飽和二元酸、一元醇和二元醇按照重量比1: > 0-1:彡0-0. 5經酯化反應制成。這里，數學式“>0-1”和“彡0-0. 5”表示一元醇和二元醇的取值范圍分別是0-1和0-0. 5，并且一元醇不取端值0，二元醇可以取端值0，即用數學上的區間表示上述取值范圍時它們分別為(0，1]和
。所述不飽和二元酸為順丁烯二酸酐、四氫苯酐和反丁烯二酸中的任意一種，所述一元醇為二甘醇單甲醚、烯丙醇和異戊烯醇中的任意一種或幾種，所述二元醇為丁烯二醇、乙二醇和二甘醇中的任意一種或幾種。所述不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液是由上述不飽和聚酯、環氧樹脂和三乙胺催化劑按照重量比1:0. 5-4:0. 0001-0. 01反應得到不飽和聚酯改性的環氧樹脂后，再加入不飽和活性稀釋劑混合而成，其中不飽和活性稀釋劑占總的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液重量的9 11%，不飽和聚酯改性的環氧樹脂占總的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液重量的89 91%。所述環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和酚醛環氧樹脂中的任意一種或幾種。其中優選為以下幾種E44雙酚A環氧樹脂、E51雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂(6458，環氧值O. 55-0. 62)、TDE-85脂肪族環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂(6201，環氧值O. 6-0. 64)和F51酚醛環氧樹脂。所述不飽和活性稀釋劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、丁二醇二甲基丙烯酸酯(BDDMA)和甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)中的任意一種或兩種。所述潛伏性環氧固化劑是三氟化硼單乙胺、三氯化硼單乙胺中的任意一種。所述過氧化物引發劑是過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)和過氧化二異丙苯(DCP)中的任意一種。所述環氧稀釋劑為叔碳酸縮水甘油酯(Cardura E10)和新戊二醇二縮水甘油醚中的任意一種。本發明的另一個目的在于提供一種制備該中高壓電機用浸潰絕緣漆的方法。一種制備該中高壓電機用浸潰絕緣漆的方法，包括以下步驟A :制備不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液a)向第一反應釜中加入不飽和二元酸、一元醇和二元醇，升溫至150_240°C進行酯化反應；b)測定步驟a)的反應物的酸值，直至酸值為80_500mgK0H/g，將溫度降至室溫，得到含有大量羧基的不飽和聚酯；c)向第二反應釜中加入步驟b)制得的含有羧基的不飽和聚酯、環氧樹脂和三乙胺催化劑，升溫至80-150°C ；d)測定步驟c)的反應物的酸值，直至酸值為l_30mgK0H/g，此時體系的環氧值為O. 08-0. 2，將溫度降至80°C以下，加入不飽和活性稀釋劑，得到不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液；
B :由步驟A制得的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液制備本發明產品在混合釜中加入步驟A制得的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液、環氧樹脂、不飽和活性稀釋劑、潛伏性環氧固化劑、過氧化物引發劑、環氧稀釋劑和流平劑，攪拌均勻后得到本發明產品。A步驟中，通過定量測定反應物的酸值可以知道反應物中羧基的含量，從而判斷反應的進程。如通過步驟b)中酸值的測定結果，可以根據需要在適當的酸值下停止反應，得到含有期望數量羧基的產物。步驟c)中不飽和聚酯和環氧樹脂反應的機理是不飽和聚酯上的羧基跟環氧樹脂上的環氧基在三乙胺催化劑的存在下進行反應，一個羧基對應一個環氧基。隨著反應進行，反應物中不飽和聚酯逐漸消耗，羧基的量逐漸減少，反應物的酸值呈下降趨勢，因此步驟d)中酸值的測定結果可以反映步驟c)的反應進行的程度。當反應物的酸值低于30mgK0H/g，即可繼續下一步過程。將酸值控制在低于30mgK0H/g是綜合考慮產品的穩定性和粘度的互相平衡之后的優選范圍，因為在反應后期，酸值越低，則產品粘度越 高，另一方面酸值的降低有利于產品的穩定性，因此為了滿足本發明產品的低粘度和高性能的要求，將體系反應后的酸值控制在低于30mgK0H/g是比較合適的。選用的三乙胺催化劑對環氧樹脂的改性具有較好的反應選擇性，能大大減少分子發生支化、交聯反應，可以有效降低環氧樹脂的粘度。本發明的有益效果是使用的不飽和聚酯改性的環氧樹脂，因為用不飽和聚酯去改性，所以分子中含有不飽和鍵；環氧樹脂在設計配方時就使其相對于不飽和聚酯過量，所以反應后分子中會有較多的環氧基殘留。因此其分子內既有不飽和鍵又有環氧基，因此具有兩種固化方式，這樣環氧樹脂體系和不飽和聚酯體系在升溫固化時，不飽和鍵之間會發生交聯，同時環氧基之間也會發生交聯，形成交聯網絡，使產品漆膜兼具環氧樹脂和不飽和聚酯的性能；同時該體系可以有效降低整體樹脂的粘度，因此減少了為滿足低粘度要求所需不飽和稀釋劑和環氧稀釋劑的用量，本發明中所需的不飽和稀釋劑和環氧稀釋劑的總用量能夠嚴格控制在40%以內，同時改性后的環氧樹脂粘度又可以低至150cps(25°C )，從而全面提高了制成的絕緣漆漆膜固化后的性能，其得漆膜固化后不開裂，收縮小，常溫高溫下機械強度高、電氣絕緣性能優良；此外本發明所選用的不飽和活性稀釋劑也使得該絕緣漆在長時間高溫烘烤下的揮發份可以低至1%左右，完全滿足環保要求。本發明絕緣漆的相關性能指標見下表。表I
權利要求
1.一種中高壓電機用浸潰絕緣漆，其特征在于所述絕緣漆由如下重量百分比的組分組成 不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液 20 60% ； 環氧樹脂20 50% ； 不飽和活性稀釋劑10 30% ； 潛伏性環氧固化劑3 5% ； 過氧化物引發劑O. 5 1%; 環氧稀釋劑O 10% ； 流平劑O. 05 O. 1%。
2.根據權利要求1所述的絕緣漆，其特征在于用于對環氧樹脂進行改性的不飽和聚酯是由不飽和二元酸、一元醇和二元醇按照重量比1: > 0-1: > 0-0. 5經酯化反應制成。
3.根據權利要求2所述的絕緣漆，其特征在于所述不飽和二元酸為順丁烯二酸酐、四氫苯酐和反丁烯二酸中的任意一種，所述一元醇為二甘醇單甲醚、烯丙醇和異戊烯醇中的任意一種或幾種，所述二元醇為丁烯二醇、乙二醇和二甘醇中的任意一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的絕緣漆，其特征在于所述不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液是由上述不飽和聚酯、環氧樹脂和三乙胺催化劑按照重量比1:0. 5-4:0. 0001-0. 01反應得到不飽和聚酯改性的環氧樹脂后，再加入不飽和活性稀釋劑混合而成，其中不飽和活性稀釋劑占總的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液重量的9 11%，不飽和聚酯改性的環氧樹脂占總的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液重量的89 91%。
5.根據權利要求1或4所述的絕緣漆，其特征在于所述環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和酚醛環氧樹脂中的任意一種或幾種。
6.根據權利要求1或4所述的絕緣漆，其特征在于所述不飽和活性稀釋劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸羥乙酯中的任意一種或兩種。
7.根據權利要求1所述的絕緣漆，其特征在于所述潛伏性環氧固化劑是三氟化硼單乙胺和三氯化硼單乙胺中的任意一種。
8.根據權利要求1所述的絕緣漆，其特征在于所述過氧化物引發劑是過氧化苯甲酸叔丁酯和過氧化二異丙苯中的任意一種。
9.根據權利要求1所述的絕緣漆，其特征在于所述環氧稀釋劑為叔碳酸縮水甘油酯和新戊二醇二縮水甘油醚中的任意一種。
10.一種制備權利要求1所述的絕緣漆的方法，其特征在于包括以下步驟 A :制備不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液 a)向第一反應爸中加入不飽和二元酸、一元醇和二元醇，升溫至150-240°C進行酯化反應； b)測定步驟a)的反應物的酸值，直至酸值為80-500mgK0H/g，將溫度降至室溫，得到不飽和聚酯； c)向第二反應釜中加入步驟b)制得的不飽和聚酯、環氧樹脂和三乙胺催化劑，升溫至80-150°C ； d)測定步驟c)的反應物的酸值，直至酸值為l_30mgK0H/g，將溫度降至80°C以下，加入不飽和活性稀釋劑，得到不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液；B :由步驟A制得的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液制備本發明產品 在混合釜中加入步驟A制得的不飽和聚酯改性的環氧樹脂溶液、環氧樹脂、不飽和活性稀釋劑、潛伏性環氧固化劑、過氧化物引發劑、環氧稀釋劑和流平劑，攪拌均勻后得到本發明產品。·
全文摘要
本發明涉及一種中高壓電機用浸漬絕緣漆及其制備方法，其由如下組分通過如下制備方法得到通過不飽和二元酸、一元醇、二元醇和不飽和活性稀釋劑制備不飽和聚酯改性的環氧樹脂，再加入環氧樹脂、不飽和活性稀釋劑、潛伏性環氧固化劑、過氧化物引發劑、環氧稀釋劑、流平劑攪拌均勻而成。本發明的絕緣漆兼具環氧樹脂和不飽和聚酯的性能，同時具有較低的粘度以及較低的不飽和稀釋劑添加量，固化后漆膜的機械性能和電氣絕緣性能優異，此外所選用的不飽和活性稀釋劑也使得該絕緣漆在長時間高溫烘烤下的揮發份可以低至1%左右，完全滿足環保要求。
文檔編號C09D163/00GK102993917SQ20121048332
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者姚尚清, 程萬里, 徐星, 柴育科 申請人:艾倫塔斯電氣絕緣材料(珠海)有限公司