一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆及其制备方法与流程

本发明属于绝缘浸渍树脂，具体涉及一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆及其制备方法。

背景技术：

1、绝缘浸渍树脂是电气产品绕组绝缘三大主要绝缘材料之一，通过浸渍工序绝缘树脂渗透、填充到线圈、线槽或其它绝缘物的空隙和气孔中，然后经过固化将线圈导线粘结为绝缘整体，并在其表面形成连续的绝缘层，可提高绝缘结构的介电性能、力学性能、导热性能和防护性能。因此，绝缘浸渍树脂的质量好坏直接决定了电工设备的使用寿命。

2、目前常用的绝缘浸渍树脂主要有两类，一类为环氧绝缘树脂，另一类为不饱和聚酯绝缘树脂。其中，环氧树脂粘合剂因其高硬度、高强度和优异的粘接性能，广泛应用于电子电器、交通运输、航空航天等领域。环氧树脂固化物具有高密度的交联结构，基础环氧树脂固化交联后热稳定性差且绝大部分分子链段为不可旋转的刚性链段，因此当应力集中或外部应力超过材料承受极限时，材料表现为失去强度，发生脆性断裂，限制了其在追求高耐热高韧性等领域上（如医疗器械、汽车工业上）的应用。

3、因此，需要开发出一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于克服上述技术不足，提出一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆，解决目前传统环氧树脂韧性较差和耐热性能较差的技术问题；本发明另一方面的目的在于，提供一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆及其制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆，以重量百分含量计，由19%～23%的聚氨酯改性环氧树脂，36%～38%的环氧树脂cyd128，31%～33%的桐油酸酐，8%～9%的环氧活性稀释剂，0.2%～0.4%的金属有机盐促进剂，1%～2%的胺类固化剂和余量的自由基阻聚剂组成。

3、所述的一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆，其环氧活性稀释剂为苄基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚中的一种或两种混合物。

4、所述的一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆，其金属有机盐促进剂为异辛酸锌，环烷酸钴，环烷酸锌，乙酰丙酮钴中的一种或两种混合物。

5、所述的一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆，其胺类固化剂为三乙烯四胺（teta）、三(2-氨基乙基)胺（tren）、二亚乙基三胺（deta）和乙二胺（eda）中的一种。

6、所述的一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆，其自由基阻聚剂为对甲氧基苯酚、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或两种的混合物。

7、本发明的目的之二是提供一种环氧树脂浸渍漆的制备方法，包括如下步骤：

8、在温度为105℃～110℃，真空度为-0.08mpa以下，先向1l四颈烧瓶中加入340～350g的蓖麻油，对蓖麻油进行脱水处理1h后降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂；接着取80～90g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的环氧活性稀释剂和0.08g的自由基阻聚剂，高速搅拌半小时以上，最后加入1.2～1.5g的金属有机盐促进剂和6g的胺类固化剂，搅拌混合均匀后，即可制得高耐热高韧性的环氧树脂。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

10、1，本发明中所使用的聚氨酯改性环氧树脂，采用柔性长链段的多元醇合成聚氨酯预聚体，并将其接枝到环氧树脂中，可以显著提高环氧树脂中软链段的比例，且通过此方式增韧，可以有效改善固化物的脆性；另一方面，本发明中所使用的端异氰酸酯预聚体是将热分解温度高、内聚能大的有机杂环基团引入到分子链中，提高分子链段的刚性，增加环氧树脂固化后交联网络的紧密程度，能够有效地增强环氧树脂固化体系的耐热性能。

11、2，本发明中所使用的桐油酸酐属于桐油基酸酐类环氧固化剂，是桐油或桐油衍生物的共轭双键和含有不饱和酸酐的马来酸酐进行diels-alder反应生成稳定的六元环结构，经桐油改性的固化剂可以明显地提升环氧树脂体系的韧性，从而改善传统环氧树脂脆性大、抗冲击度差等问题。

12、3，本发明中通过控制促进剂和固化剂的种类或添加比例，适当延缓了环氧浸渍漆的固化速率（如凝胶时间），以防止浸渍漆固化速率过快（凝胶时间过快）时固化收缩应力来不及释放而造成最终固化物的脆性大易开裂问题。

13、实施方式

14、本发明提供了一种高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆，以重量百分含量计，由19%～23%的聚氨酯改性环氧树脂，36%～38%的环氧树脂cyd128，31%～33%的桐油酸酐，8%～9%的环氧活性稀释剂，0.2%～0.4%的金属有机盐促进剂，1%～2%的胺类固化剂和余量的自由基阻聚剂组成。

15、所述的聚氨酯改性环氧树脂的制备方法为：

16、在温度为105℃～110℃，真空度为-0.08mpa以下，先向1l四颈烧瓶中加入340～350g的蓖麻油，对蓖麻油进行脱水处理1h后降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；利用端异氰酸酯聚氨酯预聚体，环氧丙醇和无水二氯甲烷在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂；接着取80～90g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的环氧活性稀释剂和0.08g的自由基阻聚剂，高速搅拌半小时以上，最后加入1.2～1.5g的金属有机盐促进剂和6g的胺类固化剂，搅拌混合均匀后，即可制得高耐热高韧性的环氧树脂。

17、所述的环氧活性稀释剂为苄基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚中的一种或两种混合物。

18、所述的金属有机盐促进为异辛酸锌，环烷酸钴，环烷酸锌，乙酰丙酮钴中的一种或两种混合物。

19、所述的胺类固化剂为三乙烯四胺（teta）、三(2-氨基乙基)胺（tren）、二亚乙基三胺（deta）和乙二胺（eda）中的一种。

20、所述的自由基阻聚剂为对甲氧基苯酚、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或两种的混合物。

21、为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明提供的高耐热高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法进行进一步详细说明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

22、本发明中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。

23、实施例1

24、本发明的实施例1提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取90g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的苄基缩水甘油醚和0.08g的对叔丁基邻苯二酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.2g的环烷酸钴和6g的二亚乙基三胺（deta），搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

25、实施例2

26、本发明的实施例2提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取90g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和0.08g的2,5-二叔丁基对苯二酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.5g的异辛酸锌和6g的三乙烯四胺（teta），搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

27、实施例3

28、本发明的实施例3提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取80g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的乙二醇二缩水甘油醚和0.08g的对苯二酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.2g的环烷酸锌和6g的乙二胺（eda），搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

29、实施例4

30、本发明的实施例4提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取80g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的丁二醇二缩水甘油醚和0.08g的对甲氧基苯酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.5g的异辛酸锌和6g的三乙烯四胺（teta），搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

31、实施例5

32、本发明的实施例5提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取90g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的苄基缩水甘油醚和0.08g的对叔丁基邻苯二酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.2g的环烷酸钴和6g的deta，搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

33、实施例6

34、本发明的实施例6提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取90g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的己二醇二缩水甘油醚和0.08g的对苯二酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.5g的乙酰丙酮钴和6g的乙二胺（eda），搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

35、实施例7

36、本发明的实施例7提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取80g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的乙二醇二缩水甘油醚和0.08g的对叔丁基邻苯二酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.2g的环烷酸钴和6g的三(2-氨基乙基)胺（tren），搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

37、实施例8

38、本发明的实施例8提供了高耐热、高韧性的环氧树脂浸渍漆的制备方法，其步骤是：先向1l四颈烧瓶中加入340g的蓖麻油，在温度为105℃～110℃下，真空度为-0.08mpa以下，进行脱水处理1h后进行降温，待温度降低至80℃以下，加入243g的二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），升温至100℃～110℃保温4h后抽真空1h，真空度保持在-0.08mpa以下，反应后得到端异氰酸酯聚氨酯预聚体；向盛有反应得到的端异氰酸酯聚氨酯预聚体的四颈烧瓶中，加入35g的环氧丙醇和100g的无水二氯甲烷，在90℃～100℃下反应4h得到聚氨酯改性环氧树脂。接着取80g的聚氨酯改性环氧树脂置于烧杯中，依次加入150g环氧树脂cyd128、130g的桐油酸酐、35g的苄基缩水甘油醚和0.08g的对甲氧基苯酚，高速搅拌半小时以上，最后加入1.5g的环烷酸锌和6g的deta，搅拌混合均匀后，即可制得高耐热、高韧性的环氧树脂。

39、对实施例1～8制得的高耐热高韧性环氧浸渍漆的性能进行测试。

40、（1）力学性能：分别按照 gb/t 2570—1995、gb/t 2568—1995、gb/t 2571—1995和gb/t 1634—2004标准，采用万能试验机进行测定。

41、（2）热变形温度：按照gbt/ 1643.1进行测定。

42、测试结果见下表（高耐热高韧性环氧浸渍漆性能测试结果）。

43、。

44、由上表可知，本发明实施例1～8制得的高耐热高韧性环氧树脂浸渍漆的拉伸强度较高、拉伸模量较高、断裂伸长率较高、热变形温度较好，说明本发明提供的环氧浸渍漆的综合性能优异；其中实施例5各方面的性能较好。

45、上述实施例1～8是制得高耐热高韧性环氧树脂浸渍漆较好的实施方式，但以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。