一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆

技术领域

本发明涉及绝缘漆技术领域，尤其涉及一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆。

背景技术

绝缘漆是成膜物质在溶剂中的胶体溶液的总称。绝缘漆则是漆类中的一种特种漆。绝缘漆是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的重要绝缘材料。

随着国民经济的发展,高品质绝缘漆的需求量越来越大。传统有机绝缘漆电性能优异,经过合理的改性可以提高其绝缘性能,但是同时也具有有机挥发物含量大、固化温度高、操作工艺繁琐等缺点。而紫外光固化漆具有5E的特点:Effic ient(高效)、Enabling(广泛适应性)、Econom ical(经济)、Energy Sav ings(节能)、Env ironm entally Friendly(环境友好),比传统涂料具有更广阔的发展前景。UV固化漆已广泛应用于建筑、体育用品、电子通讯、包装材料和汽车等不同领域。鉴于紫外光固化技术的优势,UV绝缘漆将有很大的发展空间。

作为一个传统的工业产品，绝缘漆尤其是漆包线用绝缘漆的主要成分及其使用工艺数十年来没有大的改观，尽管随着设备设计方面的精细化和控制系统的精密化，单位漆包线生产的能耗有所降低，但VOC排放无法消除，环境污染较大。随着人们环保意识的增强和国家相关法律法规的渐趋严格，迫切需要从根本上解决绝缘漆的污染问题。

马素德，赵利斌.130级紫外光固化型漆包线用环保绝缘漆的制备与性能研究[J].西华大学学报(自然科学版)，2018，37(5):6－9.公开了一种紫外光固化型漆包线用环保绝缘漆的制备方法，该文献公开了一种高固含量绝缘漆可在在紫外光作用下迅速固化，从而将VOC减少到近似为零的程度，从根本上消除了传统绝缘漆对大气的污染。以该种绝缘漆生产漆包线，耐热指数达到130级。与传统溶剂型绝缘漆生产漆包线所得产品相比，性能指标没有降低，综合能耗有所减少，而VOC排放量近似为零，是一种环保、节能且经济性良好的新型产品。中国发明专利CN112592639A公开了一种紫外光固化的漆包线绝缘漆，该绝缘漆利用特殊组合的紫外光引发剂配比独特使用特殊的改性酚醛环氧低聚物和特殊树脂单体匹配。该紫外光固化光漆包线绝缘漆能够在不大于500mj/cm

虽然以上两种漆包线绝缘漆已经具备非常好的低VOC和良好的耐盐、耐冲击和绝缘性能。但是为了提升漆包线的安全性能，有必要研究一种具有更好绝缘性能的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆。

本发明的技术方案如下：

一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆，由以下重量份比例的成分组成：低聚物A35-45份、改性酚醛环氧树脂12-15份、稀释单体30-40份、绝缘性能改性剂2-5份、光引发剂3-5份、附着力促进剂0.1-0.3份、消泡剂0.2-0.3份、润湿剂0.2-0.8份。

优选的，所述低聚物A，由以下重量份比例的成分组成：a异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯10-15份、b超支化聚酯丙烯酸酯4-6份、c丙烯酸酯18-25份；

优选的，所述的改性酚醛环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

A取数均分子量约为400-800的端羟基聚硅氧烷加入三口烧瓶中，110℃下真空脱水1-2h，然后通入氮气，边搅拌边滴加二异氰酸酯，反应结束获得改性剂；

B取酚醛环氧树脂加入三口烧瓶中，加入一定量的钛酸四异丙酯，然后通入氮气，加热并保持温度为120℃，然后边搅拌边滴加步骤A制得的改性剂；

C滴加完成后保温反应2-3h，即可得到改性酚醛环氧树脂。

进一步优选的，所述的步骤A中，所述的羟基与异氰酸酯基的摩尔比为(4-6)：1。

进一步优选的，所述的步骤B中，酚醛环氧树脂与改性剂的质量比约为100：(35-50)。

优选的，所述的稀释单体为丙烯酸异辛酯、丙烯酸己内酯、丙烯酸异癸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的一种或几种。

优选的，所述的绝缘性能改性剂为三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶。

进一步优选的，所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶为：以石墨烯的骨架，石墨烯和聚苯胺以双交联的形式复合在一起，并构筑而成的三维多孔结构的干凝胶。具体的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。

优选的，所述的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述的附着力促进剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述的消泡剂为BYK1790；所述的润湿剂为巴斯夫HYDROPALAT WE3475。

优选的，所述的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：将低聚物、光引发剂、消泡剂和润湿剂加入反应釜，250-300rpm搅拌并调节温度至40-45℃，反应45-55min，缓慢加入绝缘性能改性剂，500-600rpm高速分散30-45min，充分反应后加入其余原料，反应25-30min后，过滤出料，即可。

本发明的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆，粘度范围是在200-600mpa.s/25℃,适合施工。

本发明的有益之处在于：

本发明的紫外光固化漆包线用绝缘漆有效固含量≥99％，比现有溶剂型绝缘漆(31％左右)高许多，相当于单位质量的环保绝缘漆可制造更多的漆包线(3倍左右)，且几无VOC的排放，环保性能突出，碳排放量极低；

本发明的紫外光固化漆包线用绝缘漆，高效节能，工艺中固化时间短(≤5s)，同时由于VOC含量少，本绝缘漆在制造漆包线过程中无需进行溶剂的挥发(吸热过程)，进一步降低使用本绝缘漆制造漆包线的能耗；

本发明的紫外光固化漆包线用绝缘漆，采用自动成膜技术：通过对配方中阻聚剂、流平剂等助剂种类和含量等的筛选调配试验，优化工艺流程中的设备参数，来控制绝缘漆的黏度系数等技术指标，不需要人工检测调节，提高了生产效率。

具体实施方式

实施例1

一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆，由以下重量份比例的成分组成：低聚物A38份、改性酚醛环氧树脂13份、稀释单体35份、绝缘性能改性剂3份、光引发剂4份、附着力促进剂0.2份、消泡剂0.25份、润湿剂0.5份。

所述低聚物A，由以下重量份比例的成分组成：a异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯12份、b超支化聚酯丙烯酸酯5份、c丙烯酸酯22份；

所述的改性酚醛环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

A取数均分子量约为400-800的端羟基聚硅氧烷加入三口烧瓶中，110℃下真空脱水1.5h，然后通入氮气，边搅拌边滴加二异氰酸酯，反应结束获得改性剂；

B取酚醛环氧树脂加入三口烧瓶中，加入一定量的钛酸四异丙酯，然后通入氮气，加热并保持温度为120℃，然后边搅拌边滴加步骤A制得的改性剂；

C滴加完成后保温反应25h，即可得到改性酚醛环氧树脂。

所述的步骤A中，所述的羟基与异氰酸酯基的摩尔比为4.5：1。

所述的步骤B中，酚醛环氧树脂与改性剂的质量比约为100：45。

所述的稀释单体为丙烯酸异辛酯。

所述的绝缘性能改性剂为三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶。

所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶为：以石墨烯的骨架，石墨烯和聚苯胺以双交联的形式复合在一起，并构筑而成的三维多孔结构的干凝胶。具体的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。

所述的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述的附着力促进剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述的消泡剂为BYK1790；所述的润湿剂为巴斯夫HYDROPALAT WE 3475。

所述的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：将低聚物、光引发剂、消泡剂和润湿剂加入反应釜，275rpm搅拌并调节温度至42℃，反应50min，缓慢加入绝缘性能改性剂，550rpm高速分散35min，充分反应后加入其余原料，反应28min后，过滤出料，即可。

实施例2

一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆，由以下重量份比例的成分组成：低聚物A45份、改性酚醛环氧树脂12份、稀释单体40份、绝缘性能改性剂2份、光引发剂5份、附着力促进剂0.1份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份。

所述低聚物A，由以下重量份比例的成分组成：a异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯15份、b超支化聚酯丙烯酸酯4份、c丙烯酸酯25份；

所述的改性酚醛环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

A取数均分子量约为400-800的端羟基聚硅氧烷加入三口烧瓶中，110℃下真空脱水1h，然后通入氮气，边搅拌边滴加二异氰酸酯，反应结束获得改性剂；

B取酚醛环氧树脂加入三口烧瓶中，加入一定量的钛酸四异丙酯，然后通入氮气，加热并保持温度为120℃，然后边搅拌边滴加步骤A制得的改性剂；

C滴加完成后保温反应3h，即可得到改性酚醛环氧树脂。

所述的步骤A中，所述的羟基与异氰酸酯基的摩尔比为4：1。

所述的步骤B中，酚醛环氧树脂与改性剂的质量比约为100：50。

所述的稀释单体为丙烯酸己内酯和2-苯氧基乙基丙烯酸酯质量比为3：1额组合物。

所述的绝缘性能改性剂为三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶。

所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶为：以石墨烯的骨架，石墨烯和聚苯胺以双交联的形式复合在一起，并构筑而成的三维多孔结构的干凝胶。具体的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。

所述的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述的附着力促进剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述的消泡剂为BYK1790；所述的润湿剂为巴斯夫HYDROPALAT WE 3475。

所述的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：将低聚物、光引发剂、消泡剂和润湿剂加入反应釜，250rpm搅拌并调节温度至45℃，反应45min，缓慢加入绝缘性能改性剂，600rpm高速分散30min，充分反应后加入其余原料，反应30min后，过滤出料，即可。

实施例3

一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆，由以下重量份比例的成分组成：低聚物A35份、改性酚醛环氧树脂15份、稀释单体30份、绝缘性能改性剂5份、光引发剂3份、附着力促进剂0.3份、消泡剂0.2份、润湿剂0.8份。

所述低聚物A，由以下重量份比例的成分组成：a异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯10份、b超支化聚酯丙烯酸酯6份、c丙烯酸酯18份；

所述的改性酚醛环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

A取数均分子量约为400-800的端羟基聚硅氧烷加入三口烧瓶中，110℃下真空脱水2h，然后通入氮气，边搅拌边滴加二异氰酸酯，反应结束获得改性剂；

B取酚醛环氧树脂加入三口烧瓶中，加入一定量的钛酸四异丙酯，然后通入氮气，加热并保持温度为120℃，然后边搅拌边滴加步骤A制得的改性剂；

C滴加完成后保温反应2h，即可得到改性酚醛环氧树脂。

所述的步骤A中，所述的羟基与异氰酸酯基的摩尔比为6：1。

所述的步骤B中，酚醛环氧树脂与改性剂的质量比约为100：35。

所述的稀释单体为丙烯酸异癸酯。

所述的绝缘性能改性剂为三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶。

所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶为：以石墨烯的骨架，石墨烯和聚苯胺以双交联的形式复合在一起，并构筑而成的三维多孔结构的干凝胶。具体的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。

所述的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述的附着力促进剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述的消泡剂为BYK1790；所述的润湿剂为巴斯夫HYDROPALAT WE 3475。

所述的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：将低聚物、光引发剂、消泡剂和润湿剂加入反应釜，300rpm搅拌并调节温度至40℃，反应55min，缓慢加入绝缘性能改性剂，500rpm高速分散45min，充分反应后加入其余原料，反应25min后，过滤出料，即可。

实施例4

一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆，由以下重量份比例的成分组成：低聚物A40份、改性酚醛环氧树脂12份、稀释单体35份、绝缘性能改性剂2份、光引发剂4份、附着力促进剂0.1份、消泡剂0.25份、润湿剂0.2份。

所述低聚物A，由以下重量份比例的成分组成：a异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯14份、b超支化聚酯丙烯酸酯4份、c丙烯酸酯21份；

所述的改性酚醛环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

A取数均分子量约为400-800的端羟基聚硅氧烷加入三口烧瓶中，110℃下真空脱水1.5h，然后通入氮气，边搅拌边滴加二异氰酸酯，反应结束获得改性剂；

B取酚醛环氧树脂加入三口烧瓶中，加入一定量的钛酸四异丙酯，然后通入氮气，加热并保持温度为120℃，然后边搅拌边滴加步骤A制得的改性剂；

C滴加完成后保温反应2.5h，即可得到改性酚醛环氧树脂。

所述的步骤A中，所述的羟基与异氰酸酯基的摩尔比为4：1。

所述的步骤B中，酚醛环氧树脂与改性剂的质量比约为100：45。

所述的稀释单体为丙烯酸异癸酯和2-苯氧基乙基丙烯酸酯质量比为1:2的组合物。

所述的绝缘性能改性剂为三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶。

所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶为：以石墨烯的骨架，石墨烯和聚苯胺以双交联的形式复合在一起，并构筑而成的三维多孔结构的干凝胶。具体的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。

所述的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述的附着力促进剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述的消泡剂为BYK1790；所述的润湿剂为巴斯夫HYDROPALAT WE 3475。

所述的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：将低聚物、光引发剂、消泡剂和润湿剂加入反应釜，250rpm搅拌并调节温度至45℃，反应45min，缓慢加入绝缘性能改性剂，550rpm高速分散35min，充分反应后加入其余原料，反应30min后，过滤出料，即可。

实施例5

一种节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆，由以下重量份比例的成分组成：低聚物A42份、改性酚醛环氧树脂15份、稀释单体37份、绝缘性能改性剂5份、光引发剂4份、附着力促进剂0.3份、消泡剂0.27份、润湿剂0.8份。

所述低聚物A，由以下重量份比例的成分组成：a异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯12份、b超支化聚酯丙烯酸酯6份、c丙烯酸酯20份；

所述的改性酚醛环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

A取数均分子量约为400-800的端羟基聚硅氧烷加入三口烧瓶中，110℃下真空脱水2h，然后通入氮气，边搅拌边滴加二异氰酸酯，反应结束获得改性剂；

B取酚醛环氧树脂加入三口烧瓶中，加入一定量的钛酸四异丙酯，然后通入氮气，加热并保持温度为120℃，然后边搅拌边滴加步骤A制得的改性剂；

C滴加完成后保温反应2h，即可得到改性酚醛环氧树脂。

所述的步骤A中，所述的羟基与异氰酸酯基的摩尔比为5：1。

所述的步骤B中，酚醛环氧树脂与改性剂的质量比约为100：42。

所述的稀释单体为丙烯酸己内酯。

所述的绝缘性能改性剂为三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶。

所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶为：以石墨烯的骨架，石墨烯和聚苯胺以双交联的形式复合在一起，并构筑而成的三维多孔结构的干凝胶。具体的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。

所述的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述的附着力促进剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述的消泡剂为BYK1790；所述的润湿剂为巴斯夫HYDROPALAT WE 3475。

所述的节能环保型紫外光固化漆包线用绝缘漆的制备方法，包括以下步骤：将低聚物、光引发剂、消泡剂和润湿剂加入反应釜，300rpm搅拌并调节温度至40℃，反应55min，缓慢加入绝缘性能改性剂，500rpm高速分散45min，充分反应后加入其余原料，反应25min后，过滤出料，即可。

对比例1

将实施例1中的绝缘性能改性剂去除，其余配比和制备方法不变。

对比例2

将实施例1中的绝缘性能改性剂替换为氧化石墨烯，其余配比和制备方法不变。

对比例3

将实施例1中的绝缘性能改性剂替换为富勒烯C60，其余配比和制备方法不变。

以下采用实施例1-5和对比例1-3制备的绝缘漆对直径为1mm的圆铜线毛毡法涂布，得到的漆包线涂层厚度为75-80μm，对漆包线进行物理性质测试，得到如下检测结果，具体检测结果见表1。

具体的测试方法参考现有130L级聚酯漆包线性能测试标准进行，具体为：漆包线试验方法：GB4074-2008；漆包绕组线绝缘漆：JBT7599-1994。

由以上测试数据可以知道，本发明中采用三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶作为绝缘性能改性剂可以显著提高漆包线的绝缘性能，并对漆包线的软化击穿性能和薄膜的连续性均有改善。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。