专利名称：一种有机硅绝缘浸渍漆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机硅绝缘浸渍漆，特别涉及一种耐髙温、无溶剂的有机 硅绝缘浸渍漆及其制备方法，它是一种以聚甲基苯基乙烯基硅氧烷为基础树脂、 含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS-Vi)为耐温助剂、含硅氢键超支化聚 硅氧垸(HBPSi-H)为稀释剂和交联剂的低粘度、耐高温、无溶剂、快固化双 组份有机硅绝缘浸渍漆。
背景技术：
随着科技的不断进步，电机电器等设备朝着大功率、变频化、小型轻量化、 髙效耐用和智能化方向发展，同时，输变电产品向髙电压、大容量及远距离传 输方向发展，而绝缘系统对于实现上述目标至关重要，因此，提髙电气绝缘材 料的质量和可靠性刻不容缓。
目前，国内外报道的有机硅浸渍漆最主要有两大类
第一种是有溶剂型有机硅绝缘浸渍漆，固化机理为含Si-OH、 Si-OR、 Si-H 键的预聚物在加热及催化剂作用下进一步缩合并交联固化。如美国道康宁公司 的产品DC-901、 DC-980,日本东芝有机硅公司的产品TSR-103、 TSR-104，中 国晨光化工研究院的产品955等。这类浸渍漆存在难干燥、回粘及交联度不易 控制等缺点，且大都以二甲苯或甲苯为溶剂，固化时有溶剂放出，污染环境， 危害人类健康；生成的小分子水易产生气泡，影响漆膜的最终性能。而且此类 浸渍漆大都为H级(180X:)，无法满足目前髙压大电机和高温电机的使用要 求。
第二种是无溶剂型有机硅绝缘浸渍漆，固化机理为含Si-Vi键的硅氧垸与 含Si-H键的硅氧垸(交联剂)在铂催化剂作用下发生氢硅化加成反应而交联。 该类浸渍漆适合于真空压力浸渍(VPI)工艺，如中国的TJ1173、德国的H62C、 瑞士的SIB3551、日本的KR2019等。无溶剂有机硅浸渍漆不含溶剂，固化条 件温和，无低分子副产物放出，可实现零挥发，并且具有耐髙温高压、耐电晕、憎水性好、绝缘性优异和绿色环保等优点。但目前无溶剂型有机硅浸渍漆粘度 太大，耐温性需进一步提高，且在合成基础树脂时大多仍用甲苯为溶剂，污染 环境，危害人类健康。
综上所述，现有技术制备有机硅浸渍漆存在若干问题。因此，提供一种无 毒无害、基础树脂交联度易控制、环境友好型的低粘度、耐高温无溶剂有机硅 绝缘浸渍漆及其制备方法具有重要的应用价值和学术意义。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无毒无害、基 础树脂交联度易控制、环境友好型的低粘度、耐髙温无溶剂有机硅绝缘浸渍漆 及其制备方法。
实现本发明目的所采用的技术方案是 一种有机硅绝缘浸渍漆，按重量计， 它包括A、 B组分，其中A组分包括100份的聚甲基苯基乙烯基硅氧垸和0.9 1.5份的铂催化剂；B组分包括30 75份的含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷和 40 60份的含硅氢键超支化聚硅氧垸；A、 B组分为等比例。
一种无溶剂有机硅绝缘浸渍漆的制备方法，其步骤如下
(1)制备A组分
按重量计，将65 100份甲基三甲氧基硅烷、280 420份二苯基二甲氧基 硅烷和100 150份乙烯基三甲氧基硅烷溶于260 400份乙醇中，缓慢滴加85 120份去离子水；用盐酸调节pH为2.8 3.5，再经30 50"水解处理2 3小 时、70 80X:縮合反应7 9小时后，得到未封端的聚甲基苯基乙烯基硅氧垸溶 液；
按重量计，将40 60份的六甲基二硅氧烷和5 10份去离子水溶于20 60 份乙醇中，加入盐酸调节pH为3.0 6.0，在30 80X:的温度条件下水解处理1 3小时后，把所得到的溶液缓慢加入到上述未封端的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷 溶液中，在70 80"的温度条件下反应6 8小时，静置分层，得到下层油状 物，即为聚甲基苯基乙烯基硅氧烷；
将100份上述聚甲基苯基乙烯基硅氧烷和0.9 1.5份的铂催化剂混合，得 到A组分；
5(2) 制备B组分
按重量计，将100 150份乙烯基三甲氧基硅垸或130 200份乙烯基三乙氧 基硅烷溶于260 390份乙醇中，缓慢滴加40 60份去离子水，用盐酸调节pH 为3.0 3.5，在氮气气氛及60"的温度条件下反应10小时；反应结束后蒸除溶 剂，加入丙酮，沉降后即得白色晶体状的含乙烯基多面体低聚倍半硅氧垸；
按重量计，将100 150份三甲氧基硅垸或120 180份三乙氧基硅垸溶于 130 330份甲醇中，缓慢滴加17 40份去离子水，用盐酸调节pH为3.0 6.0， 在氮气气氛、温度为0 30'C条件下水解2 3小时，得到甲溶液；将80 120 份的六甲基二硅氧烷和10 15份去离子水溶于60 90份乙醇中，加入盐酸调 节pH为3.0 6.0，在30 80"的温度条件下水解处理1 3小时得到乙溶液； 将乙溶液缓慢加入到甲溶液中，在60 80X:的温度条件下反应6 10小时，静 置分层，得到下层油状物，即为含硅氢键超支化聚硅氧垸；
将30 75份的上述含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷和40 60份的上述含 硅氢键超支化聚硅氧烷混合，得到B组分；
(3) 将a、 B组分等比例混合，得到无溶剂有机硅绝缘浸渍漆。 本发明提供的无溶剂有机硅绝缘浸渍漆，通过分子链上的活性官能团之间
的加成反应而固化，其反应式表示如下
;SiGH=GH2 + H一Si三^SiG氏C:氏Si三 本发明针对现有有溶剂型有机硅浸渍漆存在的在用于电机的vpi工艺绝 缘处理时，得不到无气隙的整体性绝缘结构，在使用过程中排放大量有机溶剂， 而无溶剂有机硅浸渍漆粘度太大，整浸效果差，耐温性不够等不足，提供一种 耐髙温无溶剂有机硅绝缘浸渍漆及其制备方法。所合成的聚甲基苯基乙烯基硅 氧烷以乙醇为溶剂，无毒、无害，此外，所制得的浸渍漆固化时无低分子副产 物放出，不影响绝缘材料的电气性能，而且整浸效果好、耐高温、绿色环保。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述 实施例1
1)聚甲基苯基乙烯基硅氧烷的合成将65份甲基三甲氧基硅烷、280份二苯基二甲氧基硅烷、100份乙烯基三甲氧基硅垸溶于260份乙醇中，缓慢滴 加85份去离子，并用盐酸调节pH为3.5，经501C水解反应2小时、80"缩合 反应7小时后，得溶液1#;将40份六甲基二硅氧烷和5份去离子水溶于20份 乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为3.0， 80C水解1小时得溶液2#;将溶 液2#缓慢倒入溶液1#中，70'C反应8小时后静置分层得下层油状物，即为聚甲 基苯基乙烯基硅氧烷；
2) 含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷的合成将100份乙烯基三甲氧基硅 烷溶于260份乙醇中，缓慢滴40份加去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.5, 在氮气气氛及60r条件下反应10小时，蒸出溶剂，加入一定量丙酮沉降，即 得含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷白色晶体；
3) 含硅氢键超支化聚硅氧烷的合成将100份三甲氧基硅垸溶于130份 甲醇中，并缓慢滴加17份去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.0,在氮气气 氛及冰浴条件下水解2小时得溶液3#;将80份六甲基二硅氧垸和10份去离子 水溶于60乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为3.0， 50C水解2小时得溶 液4#;将溶液4#缓慢倒入溶液3#中，60"C反应10小时后静置分层得下层油状 物，即为含硅氢键超支化聚硅氧烷；
4) 无溶剂有机硅绝缘浸渍漆的制备按重量计，将100份聚甲基苯基乙 烯基硅氧垸和0.9份铂催化剂混合形成A组分；将30份含乙烯基多面体低聚倍 半硅氧烷和40份含硅氢键超支化聚硅氧烷混合形成B组分；A、 B组分分别包 装，使用时等比例混合，即可得到无溶剂有机硅绝缘浸渍漆。
实施例2
1)聚甲基苯基乙烯基硅氧烷的合成将80份甲基三甲氧基硅垸、340份 二苯基二甲氧基硅烷、120份乙烯基三甲氧基硅烷溶于300份乙醇中，缓慢滴 加90份去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.0,经30'C水解3小时、70^C缩 合反应9小时后，得溶液1#;将50份六甲基二硅氧烷和7份去离子水溶于35 份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为4左右，50T水解2小时得溶液2#; 将溶液2#缓慢倒入溶液1#中，80C反应6小时后静置分层得下层油状物，即为 聚甲基苯基乙烯基硅氧烷。
72) 含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷的合成将110份乙烯基三甲氧基硅 垸溶于290份乙醇中，缓慢滴45份加去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.3， 在氮气气氛及60TC条件下反应IO小时，蒸出溶剂，加入一定量丙酮沉降，即 得含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷白色晶体。
3) 含硅氢键超支化聚硅氧烷的合成将120份三甲氧基硅垸溶于175份 甲醇中，并缓慢滴加25份去离子水和一定量盐酸，调节pH为4，在氮气气氛 及5C条件下水解2小时得溶液3#;将100份六甲基二硅氧烷和12份去离子水 溶于72份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为5.5, 30T水解3小时得溶 液4#;将溶液4#缓慢倒入溶液3#中，801C反应6小时后静置分层得下层油状 物，即为含硅氢键超支化聚硅氧烷；
4) 无溶剂有机硅绝缘浸渍漆的制备按重量计，将100份聚甲基苯基乙 烯基硅氧垸和1.1份铂催化剂混合形成A组分；将50份含乙烯基多面体低聚倍 半硅氧垸和50份含硅氢键超支化聚硅氧烷混合形成B组分；A、 B组分分别包 装，使用时等比例混合即可。
实施例3
1) 聚甲基苯基乙烯基硅氧烷的合成将90份甲基三甲氧基硅烷、390份 二苯基二甲氧基硅烷、135份乙烯基三甲氧基硅烷溶于300份乙醇中，缓慢滴 加100份去离子水和一定量盐酸，调节pH为2.8，经40X)水解2.5小时、75" 缩合反应8小时后，得溶液1#;将55份六甲基二硅氧垸和8份去离子水溶于40 份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为6.0， 30"水解3小时得溶液2#;将 溶液2#缓慢倒入溶液1#中，75C反应7小时后静置分层得下层油状物，即为聚 甲基苯基乙烯基硅氧垸；
2) 含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷的合成将130份乙烯基三乙氧基硅 垸溶于260份乙醇中，缓慢滴加40份去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.0, 在氮气气氛及60C条件下反应10小时，蒸出溶剂，加入一定量丙酮沉降，即 得含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷白色晶体；
3) 含硅氢键超支化聚硅氧垸的合成将120份三乙氧基硅垸溶于170份 甲醇中，并缓慢滴加17份去离子水和一定量盐酸，调节pH为6.0，在氮气气氛及30C条件下水解2小时得溶液3#;将100份六甲基二硅氧垸和12份去离 子水溶于70份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为4.1, 70C水解2小时 得溶液4#;将溶液4#缓慢倒入溶液3#中，70'C反应8小时后静置分层得下层 油状物，即为含硅氢键超支化聚硅氧烷-,
4)无溶剂有机硅绝缘浸渍漆的制备按重量计，将100份聚甲基苯基乙 烯基硅氧烷和1.2份铂催化剂混合形成A组分；将60份含乙烯基多面体低聚倍 半硅氧烷和60份含硅氢键超支化聚硅氧烷混合形成B组分；A、 B组分分别包 装，使用时等比例混合即可。
实施例4
1) 聚甲基苯基乙烯基硅氧烷的合成将100份甲基三甲氧基硅烷、420 份二苯基二甲氧基硅垸、150份乙烯基三甲氧基硅烷溶于400份乙醇中，缓慢 滴加120份去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.2，经40"水解2.5小时、75 t:缩合反应8小时后，得溶液1#;将60份六甲基二硅氧烷和10份去离子水溶于 60份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为5左右，70"水解2小时得溶液 2#;将溶液2#缓慢倒入溶液1#中，75t:反应7小时后静置分层得下层油状物， 即为聚甲基苯基乙烯基硅氧烷；
2) 含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷的合成将150份乙烯基三甲氧基硅 垸溶于390份乙醇中，缓慢滴60份加去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.5， 在氮气气氛及60C条件下反应IO小时，蒸出溶剂，加入一定量丙酮沉降，即 得含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷白色晶体；
3) 含硅氢键超支化聚硅氧烷的合成将150份三甲氧基硅烷溶于330份 甲醇中，并缓慢滴加40份去离子水和一定量盐酸，调节pH为5.0，在氮气气 氛及IOTC条件下水解2小时得溶液3#;将120份六甲基二硅氧垸和15份去离 子水溶于90份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为6.0， 50"水解2.5小时 得溶液4#;将溶液4#缓慢倒入溶液3#中，80匸反应6小时后静置分层得下层 油状物，即为含硅氢键超支化聚硅氧烷；
4) 无溶剂有机硅绝缘浸渍漆的制备按重量计，将100份聚甲基苯基乙 烯基硅氧烷和1.5份铂催化剂混合形成A组分；将40份含乙烯基多面体低聚倍半硅氧垸和46份含硅氢键超支化聚硅氧烷混合形成B组分；A、 B组分分别包 装，使用时等比例混合即可。
实施例5
1) 聚甲基苯基乙烯基硅氧烷的合成将100份甲基三甲氧基硅烷、400 份二苯基二甲氧基硅烷、140份乙烯基三甲氧基硅烷溶于300份乙醇中，缓慢 滴加120份去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.5,经30"水解3小时、75 C缩合反应8小时后,得溶液1#;将60份六甲基二硅氧烷和10份去离子水溶于 60份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为4.5， 40r水解2.5小时得溶液2#; 将溶液2#缓慢倒入溶液1#中，75C反应7小时后静置分层得下层油状物，即为 聚甲基苯基乙烯基硅氧垸。
2) 含乙烯基多面体低聚倍半硅氧垸的合成将200份乙烯基三乙氧基硅 烷溶于350份乙醇中，缓慢滴60份加去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.1， 在氮气气氛及60X:条件下反应10小时，蒸出溶剂，加入一定量丙酮沉降，即 得含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷白色晶体。
3) 含硅氢键超支化聚硅氧烷的合成将180份三乙氧基硅垸溶于300份 甲醇中，并缓慢滴加40份去离子水和一定量盐酸，调节pH为3.0,在氮气气 氛及20"C条件下水解3小时得溶液3#:将120份六甲基二硅氧烷和15份去离 子水溶于90份乙醇中，并加入一定量盐酸，调节pH为3.6， 80"C水解1小时 得溶液4#;将溶液4#缓慢倒入溶液3#中，80'C反应8小时后静置分层得下层 油状物，即为含硅氢键超支化聚硅氧垸。
4) 无溶剂有机硅绝缘浸渍漆的制备按重量计，将100份聚甲基苯基乙 烯基硅氧烷和1.0份铂催化剂混合形成A组分；将75份含乙烯基多面体低聚倍 半硅氧烷和52份含硅氢键超支化聚硅氧烷混合形成B组分；A、 B组分分别包 装，使用时等比例混合即可。
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权利要求
1.一种有机硅绝缘浸渍漆，其特征在于按重量计，它包括A、B组分，其中A组分包括100份的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷和0.9～1.5份的铂催化剂；B组分包括30～75份的含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷和40～60份的含硅氢键超支化聚硅氧烷；A、B组分为等比例。
2. —种有机硅绝缘浸渍漆的制备方法，其特征在于步骤如下(1) 制备A组分按重量计，将65 100份甲基三甲氧基硅烷、280 420份二苯基二甲氧基硅 烷和100 150份乙烯基三甲氧基硅烷溶于260 400份乙醇中，缓慢滴加85 120份去离子水；用盐酸调节pH为2.8 3.5，再经30 50TC水解处理2 3小 时、70 80X:缩合反应7 9小时后，得到未封端的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷溶 液；按重量计，将40 60份的六甲基二硅氧垸和5 10份去离子水溶于20 60 份乙醇中，加入盐酸调节pH为3.0 6.0,在30 80X:的温度条件下水解处理l 3小时后，把所得到的溶液缓慢加入到上述未封端的聚甲基苯基乙烯基硅氧垸溶 液中，在70 80T的温度条件下反应6~8小时，静置分层，得到下层油状物， 即为聚甲基苯基乙烯基硅氧烷；将IOO份上述聚甲基苯基乙烯基硅氧烷和0.9 1.5份的铂催化剂混合，得到 A组分；(2 ) 制备B组分按重量计，将100 150份乙烯基三甲氧基硅烷或130 200份乙烯基三乙氧 基硅垸溶于260 390份乙醇中，缓慢滴加40 60份去离子水，用盐酸调节pH 为3.0 3.5,在氮气气氛及60X:的温度条件下反应10小时；反应结束后蒸除溶 剂，加入丙酮，沉降后即得白色晶体状的含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷；按重量计，将100~150份三甲氧基硅烷或120 180份三乙氧基硅烷溶于 130 330份甲醇中，缓慢滴加17 40份去离子水，用盐酸调节pH为3.0 6.0， 在氮气气氛、温度为0 30"C条件下水解2 3小时，得到甲溶液；将80 120 份的六甲基二硅氧烷和10 15份去离子水溶于60 90份乙醇中，加入盐酸调 节pH为3.0 6.0，在30 80"C的温度条件下水解处理1 3小时得到乙溶液； 将乙溶液缓慢加入到甲溶液中，在60 80T的温度条件下反应6 10小时，静置分层，得到下层油状物，即为含硅氢键超支化聚硅氧垸；将30 75份的上述含乙烯基多面体低聚倍半硅氧垸和40 60份的上述含硅 氢键超支化聚硅氧烷混合，得到B组分；(3)将A、 B组分等比例混合，得到无溶剂有机硅绝缘浸渍漆。
全文摘要
本发明公开了一种有机硅绝缘浸渍漆及其制备方法。按重量计，它包括等比例的A、B两个组分，其中，A组分包括100份的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷和0.9～1.5份的铂催化剂，B组分包括30～75份的含乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷和40～60份的含硅氢键超支化聚硅氧烷。本发明所合成的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷以乙醇为溶剂，无毒、无害，所制得的浸渍漆固化时无低分子副产物放出，不影响绝缘材料的电气性能，而且整浸效果好、耐高温、绿色环保。
文档编号C09D183/07GK101649158SQ20091003437
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者张北京, 梁国正, 莉 袁, 顾嫒娟 申请人:苏州大学