[发明专利]一种耐高温绝缘材料复合用聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种聚氨酯胶粘剂，一种特别可用于耐高温绝缘材料复合的聚氨酯胶粘剂及其制备方法。 

二、背景技术

绝缘材料是电工产品的重要材料，它是否先进是影响电气设备性能、重量、功率、安全的关键。目前，电气绝缘用柔软复合材料一般为105℃～130℃B级和E级聚酯薄膜/绝缘纸/聚酯薄膜(MFM)；155℃F级复合用聚酯纤维非织布/聚酯薄膜/聚酯纤维非织布(DMD)；180℃H级复合用聚酯薄膜/聚芳酰胺纤维纸一般为Nomex(NMN)；180～220℃H～C级则用聚酰亚胺/聚芳酰胺纤维纸(NHKN)，也有用厚型聚酯薄膜复合的。随着国民经济的高速发展，F级以至H级电机也已经不能完全满足工业生产需要，特别是用于牵引、冶金、防爆、直流、耐氟利昂等特种电机，要求使用H级及C级的复合材料；而耐热复合材料生产所使用的复合胶粘剂，对耐热性、粘接性、工艺性、柔软性等方面都有较特殊要求。 

现在广泛使用的聚氨酯胶虽具有良好的粘接性，优异的柔韧性，但其耐热性较差。通用型PU胶对聚酯薄膜等柔性复合材料具有独特的优越性，并长期作为B级、E级绝缘材料的柔性复合胶应用于机电产品，升级产品聚氨酯F胶也已经广泛使用于F级DMD的复合。但是对于H级以上200℃～220℃的厚型聚酯薄膜、聚酰亚胺和聚芳酰胺纤维纸的复合则达不到要求(出现起泡、剥离等现象)。 

为适应绝缘复合材料对聚氨酯胶粘剂的发展要求，提高对于电气绝缘材料的耐高温性能，同时保持聚氨酯胶的优良的柔韧性。 

申请人在研究了早期产品的缺陷后，在胶粘剂的结构中引入多种耐高温结构，添加配合剂、偶联剂等助剂，同时兼顾软硬段的搭配，开发出耐高温绝缘材料复合用聚氨酯胶粘剂。产品用于电器绝缘材料——聚酯薄膜/Nomex(NMN)和聚酰亚胺/Nomex(NHN)的复合，具有良好的复合工艺性能，在220℃具有良好的粘接强度。复合材料在220℃下烘15min无分层、无起泡，粘接复合处撕不开，具有良好的高温复合性。 

三、发明内容

本发明提高聚氨酯胶粘剂的耐高温性，使其满足了高温200～220℃下绝缘复合使用时的要求，达到了H～C级的等级。 

本发明的聚氨酯胶粘剂系由主剂和固化剂组成。 

主剂和固化剂的质量比为：100∶15～20 

(1)所述主剂的重量百分比组成为： 

脂肪族二元酸    10.0～15.9％， 

脂肪族二元醇    11.5～13.7％， 

芳族二元酸        3.1～10.4％， 

二异氰酸酯        2.1～3.0％， 

有机溶剂          66～70％， 

配合剂            1～5％， 

(2)所述固化剂的重量百分比组成为： 

混合二异氰酸酯    45.0～63.0％， 

多元醇            14.0～20.0％， 

有机溶剂          23.0～28.0％， 

主剂的制备过程是： 

①酯化：按重量比将二元醇和二元酸投入反应器，在N₂保护下逐步升温反应，保持分馏塔出水温度在100～105℃之间，最后升温至215～225℃保持4～5h，取样测酸值。 

②缩聚：在酸值低于15mgKOH/g时，抽真空缩聚，真空度由低逐渐转高，最后逐步转高真空，在220℃～230℃，—0.095～—0.1MPa下保持6～7h后，冷却，通N₂排除真空。测得聚酯树脂酸值<1.5mgKOH/g，羟值35～50mgKOH/g，即为所需聚酯树脂。 

③改性：将上述树脂加入二异氰酸酯，在100～120℃反应1～2h，将生成物溶于醋酸乙酯和丙酮制成母胶。 

④配胶：在母胶中分别加入三羟乙基异氰脲酸酯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷等配合剂混合配制成耐高温聚氨酯胶之主胶。 

固化剂的制备过程是：将甲苯二异氰酸酯和2，4-二苯基甲烷二异 氰酸酯(或MDI-50)和有机溶剂投入反应器，升温于60～70℃滴加三羟甲基丙烷，1～2h内滴加完，73～77℃保温反应3～4h，测得NCO为12.5～13.5％，不挥发物含量为73～77％