[发明专利]一种单组份可固化水性环氧绝缘漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于电机的绝缘材料，具体地说，涉及一种可应用于空调、冰箱及其他需耐氟性能电机的绝缘漆及其制备方法。

 

技术背景

环氧树脂（Epoxy Resin）是指分子结构中含有2个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。环氧树脂由于其分子结构中含有独特的环氧基、醚键等活性基团和极性基团，固化后具有优良的物理机械性能、电气绝缘性能、耐化学药品性能和粘结性能等，被广泛应用于涂料、灌封、模压成型以及电气绝缘材料。但是，一般的环氧树脂难溶于水，只能溶解于芳烃、酮类等有机溶剂，因此在使用时都需要加入大量的有机溶剂配合使用。然而有机溶剂很容易挥发，极易对操作人员身体造成损害，对环境造成污染，这个缺点使得传统环氧树脂的应用受到限制。随着人们对自身健康以及环境保护方面的重视，环氧树脂的应用向低有机溶剂甚至无有机溶剂方向发展，以水作为溶剂的水基环氧树脂材料就得到了空前发展空间，各种水基环氧树脂材料不断被应用在生产中，取得了极好的社会和经济效益。

环氧树脂中的环氧基团与羧酸、酸酐、羟基、胺基等亲水基团有较大的反应活性，因此将亲水性基团引入环氧树脂使其水基化在技术上是比较容易的。一般将环氧树脂水基化的方法有两种，一种是将环氧树脂接枝上亲水的链段，将环氧树脂“溶解”在水中，制成完全透明的环氧树脂水溶液；另一种方法是通过化学改性、机械搅拌、相反转、添加乳化剂等方法，将环氧树脂制备成乳液的形式。以水溶液形式存在的环氧树脂产品由于储存周期短而限制了其发展空间；环氧乳液形式的产品是以水为连续相，环氧树脂以乳胶粒的方式存在于体系中，而往往采用水溶性固化剂，所以储存周期长，体系相对稳定，因而发展空间也较大。

为了获得某些特殊性能，如好的耐氟里昂性能、高的耐酸碱性能、高粘接强度与冲击强度等需要用较大分子量的环氧树脂作为绝缘浸渍漆的基础树脂，需要添加大量的有机溶剂才能获得易于浸渍的低粘度绝缘漆，此时，将环氧树脂水基化对降低环氧树脂绝缘漆粘度、提高环保性、改善工人工作环境和降低成本都有十分重要的意义。基于此，传统的方法是将大分子环氧树脂进行化学接枝，使其引入阴离子、阳离子后再中和成盐处理即成离子型水性环氧乳液，但用化学改性法制备的离子型水性环氧体系对pH的变化适应性较差，绝缘漆中的离子也会对金属形成腐蚀；另外也有引入非离子的亲水链段（主要是聚乙二醇）的方法，但是亲水链段的存在使漆膜的柔韧性及耐水性不理想。

 

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种对金属腐蚀性小、pH适用范围广、固化物耐水性好的可固化水性环氧绝缘漆。

本发明提供一种单组份可固化水性环氧绝缘漆，其特征在于包含如下组分：改性水性环氧树脂乳液、非离子型增稠剂，水性固化剂、水性消泡剂，水性流平剂以及分散相组成；其中，改性水性环氧树脂乳液100重量份、非离子型增稠剂0.1-10重量份、水溶性固化剂0.1～20重量份、水性消泡剂0.1～10 重量份、水性流平剂0.1～10重量份以及分散相0～50重量份。

优选的，各原料用量为：改性水性环氧树脂乳液100重量份、非离子型增稠剂5-10重量份、水溶性固化剂0.1～10重量份、水性消泡剂0.1～5 重量份、水性流平剂0.1～5重量份以及分散相35～40重量份。

优选的，所述改性水性环氧树脂乳液通过如下方法制备获得：在惰性气体保护下，在反应器中加入环氧树脂和有机溶剂，加热至100-120℃；当投入的环氧树脂充分溶解后开动搅拌，1-3h内匀速缓慢滴加（甲基）丙烯酸类单体和三乙胺；恒温搅拌反应2-3h后加入含羟基的（甲基）丙烯酸酯单体和引发剂的混合液继续搅拌3-8h；后降温至40-50℃，搅拌下继续反应30-60 min；加水高速分散制成固含量40-60%的改性水性环氧树脂乳液。

其中，惰性气体优选自氩气、氮气或两种的混合物；

环氧树脂优选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、脂肪族环氧树脂以及脂肪族环氧化烯烃中的一种或是任意几种的混合物；

有机溶剂优选自脂肪醇、醇醚类溶剂中的一种或几种的混合物，更优选正丁醇和乙二醇单丁醚的混合溶剂，其重量用量比优选为(1-3):(1-2)。

优选的，环氧树脂和有机溶剂的重量用量比为：1:1-10。

其中，（甲基）丙烯酸类单体优选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种的混合物；