一種水性醇酸樹脂的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水性醇酸樹脂的制備方法及其在水性浸漬絕緣漆中的應(yīng)用；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、溶劑油等易燃易爆、有毒有害溶 劑作稀釋劑。這些有機(jī)溶劑在生產(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(jì)，每年由此排放到大氣中的有機(jī)溶劑就達(dá)數(shù)萬噸，造成 極大的資源浪費(fèi)，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(jī)率，以及減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和儲存隱患 等優(yōu)勢。但目前水性絕緣漆存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1)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;2)固化后機(jī)械強(qiáng)度不高，耐 熱性差;3)吸水率高，從而使其電絕緣性能差;4)在施工過程中容易出現(xiàn)漆瘤漆泡，表面效 果差，雖降低固含能有效解決漆瘤漆泡等問題，但線圈的機(jī)械強(qiáng)度下降明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有的水性浸漬絕緣漆存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要在于提供一種操作簡 單、高效、低成本的制備性能優(yōu)異的水性醇酸樹脂的方法。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供所述的水性醇酸樹脂的應(yīng)用，水性醇酸樹脂用于 制備綠色環(huán)保，耐水性、耐熱性及機(jī)械性能優(yōu)異的水性浸漬絕緣漆。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種水性醇酸樹脂的制備方法，該方法是 將20~40份蓖麻油、20~40份多元醇、20~40份二元酸和/或酸酐、小于或等于9份苯甲酸、 小于或等于9份松香，以及酯化催化劑和帶水劑加入反應(yīng)釜中，升溫至165~185°C反應(yīng)1.5 ~2.5h后，以10~15°C/h速率繼續(xù)升溫至195~215°C反應(yīng)，待反應(yīng)體系澄清后，進(jìn)一步升溫 至210~220°C反應(yīng)，直至體系的酸值為7~15mgK0H/g時(shí)，降溫至150~180°C，并加入4~10 份偏苯三酸酐反應(yīng)，當(dāng)體系酸值為25~45mgK0H/g時(shí)，終止反應(yīng)，即得。
[0007] 優(yōu)選的方案，多元醇為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、丙三醇、三羥乙基異氰尿酸 酯(賽克）中的至少一種。
[0008] 優(yōu)選的方案，二元酸為間苯二酸和/或?qū)Ρ蕉帷?br>[0009] 優(yōu)選的方案，酸酐為苯酐和/或順酐。
[0010] 優(yōu)選的方案，酯化催化劑加入量為〇. 05~0.1份。
[0011] 優(yōu)選的方案，酯化催化劑為PC4100和/或PC4200(均可購于南京鼎晨科技發(fā)展有限 公司）。
[0012] 優(yōu)選的方案，帶水劑加入量為2~5份。
[0013] 優(yōu)選的方案，帶水劑為甲基環(huán)己烷。
[0014] 本發(fā)明還提供了所述方法制備的水性醇酸樹脂的應(yīng)用，將所述的水性醇酸樹脂應(yīng) 用于制備水性絕緣漆。
[0015] 優(yōu)選的方案，水性醇酸樹脂通過助溶劑稀釋至固含量為70~85%，同時(shí)采用有機(jī) 胺調(diào)節(jié)pH值至7.5~8.5，配成水性醇酸樹脂溶液后，用于水性絕緣漆配方。
[0016] 較優(yōu)選的方案，助溶劑為乙二醇單丁醚和/或丙二醇單甲醚。
[0017] 較優(yōu)選的方案，有機(jī)胺為三乙胺和/或N，N-二甲基乙醇胺。
[0018]優(yōu)選的方案，水性絕緣漆配方包括以下質(zhì)量份組分：水性醇酸樹脂溶液70~100 份;氨基樹脂15~30份;流平劑0.1~0.5份;消泡劑0.1~0.5份;附著力促進(jìn)劑0.5~2份;催 化劑0.1~0.5份。
[0019] 較優(yōu)選的方案，氨基樹脂為部分甲醚化氨基樹脂、全甲醚化氨基樹脂、部分丁醚化 氨基樹脂中至少一種。
[0020] 較優(yōu)選的方案，流平劑為水性或水油兩用的丙烯酸酯類流平劑和/或氟碳類流平 劑。
[0021 ]較優(yōu)選的方案，消泡劑為帶有破泡或抑泡功能的炔二醇類消泡劑和/或有機(jī)硅類 消泡劑。
[0022]較優(yōu)選的方案，附著力促進(jìn)劑為改性聚酯類高分子和/或氯代聚烯烴類化合物。
[0023] 較優(yōu)選的方案，催化劑為封閉型磺酸鹽類化合物;封閉型磺酸鹽類化合物優(yōu)選為 二甲基苯磺酸胺鹽類、二壬基苯磺酸胺鹽類、對甲基苯磺酸胺鹽類中的至少一種。
[0024] 本發(fā)明的水性絕緣漆的制備方法，包括以下步驟：
[0025] (1)按重量份計(jì)，將20~40份蓖麻油、20~40份多元醇、20~40份多元酸或酸酐、0 ~9份苯甲酸、0~9份松香、0.05~0.1份酯化催化劑加入反應(yīng)爸中，再加入2~5份甲基環(huán)己 烷作為帶水劑；先加熱升溫至165~185°C反應(yīng)1.5~2.5h后，以10~15°C/h的速度升溫至 195~215°C繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)體系變澄清后，進(jìn)一步升溫至210~220°C，反應(yīng)至體系酸值7~ 15mgK0H/g，降溫至150~180°C，加入4~10份偏苯三酸酐反應(yīng)至終點(diǎn)酸值為25~45mgK0H/ g;降溫至110~140°C后，加入助溶劑稀釋至固含量為70~85%，并用有機(jī)胺中和至pH值為 7.5~8.5，得到水性醇酸樹脂溶液；
[0026] (2)由制備的水性醇酸樹脂溶液應(yīng)用于制備水性絕緣漆，將以下組分按質(zhì)量份計(jì) 量，直接混合均勻，即得水性絕緣漆:水性醇酸樹脂70~100份;氨基樹脂15~30份;流平劑 0.1~0.5份;消泡劑0.1~0.5份;附著力促進(jìn)劑0.5~2份;催化劑0.1~0.5份。
[0027]本發(fā)明的水性絕緣漆適用于Η級以下中小型電機(jī)、變壓器的浸漬絕緣處理。
[0028] 相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0029] (1)本發(fā)明的水性醇酸樹脂的制備方法簡單、高效、成本低，滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求。 特別是酯化催化劑的加入，反應(yīng)時(shí)間相對未增加酯化催化劑時(shí)至少縮短了一半以上，大大 提高了反應(yīng)效率，降低了生產(chǎn)成本。
[0030] (2)本發(fā)明的水性醇酸樹脂制備的水性絕緣漆具有優(yōu)異的性能:耐水解穩(wěn)定性和 耐熱性好，表干速率快，且在常溫及高溫（135°C、155°C)下的粘結(jié)強(qiáng)度高，成膜后機(jī)械性能 好，特別適用于Η級以下中小型電機(jī)、變壓器的浸漬絕緣處理。
[0031] (3)本發(fā)明的水性絕緣漆經(jīng)濟(jì)環(huán)保，使用時(shí)可按原漆兌水2.5~4.5倍使用，兌4倍 水后仍能得到較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度(常態(tài)下螺旋線圈法測得數(shù)據(jù)>l〇〇N);使用時(shí)V0C可降低至 30g/L，因此在實(shí)際應(yīng)用中可大幅度降低使用成本和減少VOC排放。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下實(shí)施例旨在對本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范 圍不限于此。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 按重量份計(jì)，將20份的蓖麻油，26份丙三醇，24份苯酐，0.05份的PC4100加入反應(yīng) 釜中，加入2份的甲基環(huán)己烷作為帶水劑，加熱升溫至170°C反應(yīng)2h后，以10°C/h的速度升溫 至200°C，反應(yīng)體系變澄清后升溫至210 °C，反應(yīng)至酸值7mgK0H/g，降溫至150 °C，加入5份偏 苯三酸酐反應(yīng)至終點(diǎn)酸值為40mgK0H/g。降溫至120 °C后加入乙二醇單丁醚稀釋至固含量約 為80%，并用三乙胺中和至pH值為7.5，得到水性醇酸樹脂溶液。
[0035]由上述方法制備而成的水性醇酸樹脂溶液應(yīng)用于水性絕緣漆，按下述比例配置： 水性醇酸樹脂溶液100份；全甲醚化氨基樹脂CYMEL303 20份；部分甲醚化氨基樹脂 CYMEL325 5份;流平劑BYK340 0.1份；消泡劑BYK024 0.1份；消泡劑104E 0.1份；附著力促 進(jìn)劑 TEGCT Add-Bond DS 1300 2.0份;催