一種水性環(huán)氧浸漬絕緣漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水性環(huán)氧浸漬絕緣漆及其制備方法，屬于制漆技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的浸漬絕緣漆一般以甲苯、二甲苯、苯乙烯、溶劑油等作為稀釋劑，這些稀釋 劑為易燃易爆、有毒有害的有機溶劑，它們在生產(chǎn)、施工和干燥過程中，直接排入大氣，不僅 造成環(huán)境污染，還對人體健康產(chǎn)生很大危害。據(jù)統(tǒng)計，每年由此排放到大氣中的有機溶劑 就達數(shù)萬噸，造成極大的資源浪費，此外，溶劑型絕緣漆在使用和儲存過程中還存在安全隱 患。
[0003] 水性浸漬絕緣漆采用水作溶劑，相對于傳統(tǒng)溶劑型絕緣漆能極大地減少V0C的排 放，有效降低了對環(huán)境的影響，降低職業(yè)病發(fā)生的潛在機率，以及減少火災風險和儲存隱患 等優(yōu)勢。但目前水性絕緣漆存在以下幾個缺點：1)大部分水性漆中含有助溶劑，或者在固 化過程中產(chǎn)生有害有機小分子，這些助溶劑或有機小分子會殘留在電機中，并在使用過程 中會對軸承上的防銹油產(chǎn)生破壞，加速軸承的生銹，使電機產(chǎn)生噪音。2)耐水解性差，特別 是水性醇酸類水性絕緣漆，漆加水后容易水解變混，甚至是乳白色，造成儲存穩(wěn)定性差；3) 固化后機械強度不高，耐熱性差；4)吸水率高，從而使其電氣絕緣性能差，特別是吸水后的 電氣絕緣性。
[0004] 在諸多涂料用樹脂中，環(huán)氧樹脂具有化學穩(wěn)定性好、粘結(jié)性強、電絕緣性能優(yōu)異， 機械強度高等特點，因此廣泛應用于防腐涂料、汽車涂料、金屬罐裝涂料以及電器、醫(yī)療器 械等領(lǐng)域。水性環(huán)氧樹脂特別是水性環(huán)氧乳液很好地保留了環(huán)氧樹脂這些優(yōu)點，能解決目 前水性絕緣漆存在的問題如機械強度不高，耐水解性差，含有助溶劑，無法做到0V0C等等 問題。但還存在以下幾個問題：1)單組份環(huán)氧乳液涉及潛伏性固化劑的問題，目前潛伏性 固化劑都存在固化溫度和儲存期的矛盾，固化溫度低的儲存期短，儲存期長的固化溫度高， 很難做到中低溫固化而存儲期好的潛伏性固化劑。2)流平性差，特別是0V0C體系，環(huán)氧固 化時流平性較差，所以一般環(huán)氧乳液中含有部分助溶劑，這部分助溶劑除了有降低乳化溫 度外還可以提高體系的流平性。3)稀釋穩(wěn)定性差，一般配制成20%固含時，放置72h就會 出現(xiàn)沉底，有些乳液甚至出現(xiàn)結(jié)塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有的水性絕緣漆體系存在的缺點與不足，本發(fā)明的一個目的是在于提 供一種0V0C，以及穩(wěn)定性、固化性等綜合性能優(yōu)異的水性環(huán)氧浸漬絕緣漆。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作簡單、低成本制備所述水性環(huán)氧乳液的方 法。
[0007] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種水性環(huán)氧浸漬絕緣漆，包括以下質(zhì)量 份組分：
[0008] 環(huán)氧當量為190~1000的環(huán)氧樹脂，80~100份；
[0009] 環(huán)氧增塑劑，彡10份；
[0010] 油性流平劑，〇· 1~〇· 5份；
[0011] 潛伏性固化劑，1~5份；
[0012] 促進劑，彡2份；
[0013] 固含量為45~55%的環(huán)氧乳化劑，10~20份；
[0014] 固含量為5~15%的聚乙烯醇水溶液，彡5份；
[0015] 防閃銹劑，0.5~2份；
[0016] 7義，以水性環(huán)氧浸漬絕緣漆乳液體系的固含量為55~65%計量；
[0017] 所述的環(huán)氧乳化劑由環(huán)氧樹脂與聚乙二醇在三氟化硼乙醚絡(luò)合物催化作用下反 應得到。
[0018] 本發(fā)明的水性環(huán)氧浸漬絕緣漆配方以水為稀釋劑，不包含任何易揮發(fā)有毒害的有 機溶劑，且生產(chǎn)、加工及使用過程也無有害氣體及有機小分子揮發(fā)和釋放，實現(xiàn)0V0C排放， 同時能有效防止電機在存放或使用過程中軸承防護油層被揮發(fā)或釋放的有機小分子腐蝕。 此外，該水性環(huán)氧浸漬絕緣漆穩(wěn)定性好，特別是稀釋穩(wěn)定性，可以長時間保存，原漆可存放 6~9個月，且固化溫度低，速度快，在110~120°C溫度下1. 5~3h即可實現(xiàn)快速固化。
[0019] 優(yōu)選的方案，將環(huán)氧當量為190~1000的環(huán)氧樹脂與分子量為4000~6000的聚 乙二醇按質(zhì)量比5~10:30~50充分混合后，于三氟化硼乙醚絡(luò)合物催化下，在75~90°C 溫度下反應2~3h，即得環(huán)氧乳化劑。所得環(huán)氧乳化劑加入到水中能完全溶解，且呈透明 狀。如出現(xiàn)混濁，即說明未反應完全，應當繼續(xù)反應，一般反應時間維持在2~3h內(nèi)能保證 反應充分。
[0020] 本發(fā)明的環(huán)氧乳化劑的制備過程：于反應釜中加入5~10份的環(huán)氧樹脂（環(huán)氧當 量為190~1000)和30~50份的聚乙二醇（分子量4000~6000)，升溫至60~75°C使 聚乙二醇熔解并與環(huán)氧樹脂充分混合均勻，然后滴加0. 1~0. 25份三氟化硼乙醚絡(luò)合物催 化劑，滴加完后繼續(xù)攪拌0. 4~0. 6h，然后升溫至75~90°C，并在此溫度下繼續(xù)反應2~ 3h，即得環(huán)氧乳化劑。所得環(huán)氧乳化劑可以根據(jù)需要添加水稀釋成任意固含量的乳化劑。
[0021] 較優(yōu)選的方案，三氟化硼乙醚絡(luò)合物催化劑的加入量與環(huán)氧樹脂及聚乙二醇的質(zhì) 量比為0. 1~0. 25:5~10:30~50。聚乙二醇最佳為聚乙二醇4000和/或聚乙二醇6000。
[0022] 優(yōu)選的方案，環(huán)氧樹脂為E51、E44、E20和E12的至少一種。
[0023] 優(yōu)選的方案，聚乙烯醇為PVA24-88、PVA20-88、PVA17-88和PVA17-99中的至少一 種。
[0024] 優(yōu)選的方案，環(huán)氧增塑劑為環(huán)氧大豆油、蓖麻油、環(huán)氧丙烷苯基醚和碳鏈為Cs~ C14的縮水甘油醚中的至少一種。
[0025] 優(yōu)選的方案，油性流平劑為有機硅類、丙烯酸酯類和氟碳類中的至少一種。
[0026] 優(yōu)選的方案，潛伏性固化劑為雙氰胺、己二酸二酰肼和癸二酸二酰肼中的至少一 種。
[0027] 優(yōu)選的方案，促進劑為芳香族有機脲類化合物，如0ΜΙ⑶REU-24M，0ΜΙ⑶RE U-35M、OMICUREU-52M和異氰酸酯封閉咪唑類化合物中的至少一種。
[0028] 優(yōu)選的方案，防閃銹劑為北京之途化工的ZT-708和ZT-707及路博潤的Lubrizol 2120中的至少一種。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種制備所述的水性環(huán)氧浸漬絕緣漆的方法，該方法是將環(huán)氧樹 月旨、環(huán)氧增塑劑和油性流平劑在加熱及攪拌條件下混合均勻后，依次加入潛伏性固化劑和 促進劑，攪拌20~40min，加入環(huán)氧乳化劑，攪拌20~40min，再緩慢加入水，同時控制體系 溫度不超過80°C，在1500~2500rpm剪切速率下剪切20~40min，再加入聚乙烯醇水溶液， 繼續(xù)剪切10~30min后，加入水稀釋至固含量為55~65%，冷卻至室溫，加入防閃銹劑，過 濾網(wǎng)，即得。
[0030] 本發(fā)明的固含5~15%的聚乙烯醇水溶液配制：將10份聚乙烯醇顆粒加入至90 份75~90°C的水中攪拌溶解呈透明狀液體。
[0031] 本發(fā)明的水性環(huán)氧浸漬絕緣漆的制備：在反應釜中加入80~100份的環(huán)氧樹脂， 不大于10份環(huán)氧增塑劑，〇. 1~〇. 5份油性流平劑，升溫至70~80°C，攪拌混合均勻后； 加入1~5固化劑和不大于2份的促進劑，攪拌20~40min后加入10~20份固含量為 45~55 %的環(huán)氧乳化劑，攪拌20~40min混合均勻后；緩慢加水，并開啟高速剪切器，轉(zhuǎn) 速為1500~2500rpm，粘度隨之增加，加水至體系表面由平整變粗糙時停止加水，高速剪切 20~40min左右，控制體系溫度不超過80°C，體系溫度過高有凝膠風險，然后加入不大于5 份的固含量為5~15%的聚乙烯醇水溶液，高速剪切10~30min后往體系中繼續(xù)滴加水至 固含55~65 %左右，冷卻至室溫后加入0. 5~2份防閃銹劑，最后過200目濾網(wǎng)后，分裝。
[0032] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下的優(yōu)點及效果：
[0033] (1)整個水性環(huán)氧浸漬絕緣漆體系以水為稀釋劑，不含任何揮發(fā)性有害有機溶劑， 環(huán)保安全；且在固化過程中也無小分子有機化合物釋放，實現(xiàn)了在整個生產(chǎn)、運輸、施工使 用過程中無有害氣體放出，無爆炸易燃等安全風險。
[0034] (2)水性環(huán)氧浸漬絕緣漆乳液儲存穩(wěn)定性好，特別是稀釋穩(wěn)定性。本發(fā)明的水性 環(huán)氧浸漬絕緣漆配方通過采用特殊的環(huán)氧乳化劑能將環(huán)氧樹脂分散在水體系中，特別是在 乳膠粒子穩(wěn)定劑的作用下，通過剪切乳化得到的乳液具有粒徑?。?. 8μm左右）、粒徑分布 窄，稀釋穩(wěn)定性好，一般稀釋至固含20 %左右放置七天無沉淀。
[0035] (3)水性環(huán)氧浸漬絕緣漆儲存期長，固化溫度低，速度快。主要是選用了配套的潛 伏性固化劑和促進劑，兩者與油性的環(huán)氧樹脂一起被乳化，得到的乳液具有儲存期長，原漆 可存放6~9個月，且可在110~120°C下實現(xiàn)快速固化，固化時間一般為1. 5~3h。
[0036] (4)水性環(huán)氧浸漬絕緣漆使用過程中無有機小分子揮發(fā)，浸漬了水性環(huán)氧絕緣漆 的電機在存放或使用過程中其軸承不易生銹。常用的水性絕緣漆常含有助溶劑，或在固化 過程中放出小分子化合物，這些助溶劑或小分子化合物會殘留電機定子中，對軸承上的防 護油會有溶解或腐蝕作用，從而使軸承生銹，特別在全封閉型電機中，軸承生銹情況特別嚴 重。大量實驗表明：本發(fā)明的水性環(huán)氧浸漬絕緣漆在軸承加速生銹試驗中，5個月仍未發(fā)現(xiàn) 軸承生銹；而目前市場常用的水性絕緣漆的軸承生銹時間一般不超過10天。
[0037] (5)水性環(huán)氧浸漬絕緣漆的制備過程簡單，無需采用任何易揮發(fā)有機溶劑，成本較 低。
【附圖說明】
[0038]【圖1】為本發(fā)明的水性環(huán)氧浸漬絕緣漆用于定子線圈上漆的固化效果圖；a為定 子線圈上漆后的效果圖，b為上漆后的定子鋸開后的效果圖。
[0039]【圖2】為本發(fā)明的水性環(huán)氧浸漬絕緣漆與市售水性絕緣漆防止軸承腐蝕的效果對 比圖。
【具體實施方式】
[0040] 下面結(jié)合實施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進一步詳細的描述，而本發(fā)明權(quán)利要求的保護范 圍不限于此。
[0041] 實施例1