一种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电工电子新材料技术领域，具体涉及一种低粘度耐高温耐电晕环保绝 缘漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在传统的有机硅树脂类的绝缘漆中所采用的有机硅树脂绝大多数为溶剂型，因而 在产品使用过程中由于挥发性气体对环境的污染是不可避免的，且需要高温固化，耗能十 分惊人。而现在为数不多的无溶剂有机硅树脂则存在粘度大，活性低，需高温固化等不足， 由于树脂粘度过大，需要加入活性稀释剂的质量分数达到30%以上，导致挥发份超过5%， 耐热性和机械性能下降，在VPI应用中，需要加热树脂，使用完后需要低温保存，对设备要 求高，工艺繁琐。随着国内外电机市场迅速发展，电机制造向着高效节能小型化方向发展， 对于绝缘浸渍漆的耐热等级和节能环保提出了更高要求的同时还需要有一定的防电晕能 力，以满足行业的需求。在现有的技术中，通常采用直接掺杂纳米颗粒以提高绝缘漆的耐电 晕性，但由于颗粒易团聚沉降导致效果大大打折。综合而言，现有技术中有机硅类绝缘漆不 符合节能减排，绿色经济的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种耐电晕性能好的低粘度耐高温耐电晕环 保绝缘漆及其制备方法。
[0004] 为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
[0005] -种低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆，以重量份计，包括：
[0006]
[0007] 其中，所述的纳米二氧化娃杂化乙烯基苯基娃中物的结构式为：
[0008]
[0009] 其中
示纳米二氧化硅颗粒；
[0011] x、y、z、m独立地为0~20之间的数且均不为0 ;
[0012] t为0· 1~2. 0之间的数；
[0013] xt表示X与t的乘积，yt表示y与t的乘积，zt表示z与t的乘积，mt表示m与 t的乘积；
[0014] HR#有两个为甲基，一个为乙烯基。
[0015] 本发明中，X、y、z、m代表了原料有机娃醇溶液中有机娃醇的分子链结构大小的 参数，其绝对值表征了大分子的平均聚合度，它是由聚合反应的原料配比、催化剂种类和用 量、反应温度及反应时间所决定，可采用GPC分子量测定法结合元素分析法，并通过计算而 得出。此外，本领域技术人员应理解，虽然结构式中各结构单元按照一定次序连接在一起， 但，这只是为了表述硅中物分子组成的方便，并不表示硅中物中各结构单元就是按照这样 的次序连接的，通常意义上，各结构单元是呈无规次序连接的。
[0016] 本发明中的X、y、z、m的大小由原料有机娃醇溶液决定，t的大小由分子量调节剂 决定，当分子量调节剂的用量越大时，t的值越小。
[0017] 优选地，所述的纳米二氧化娃颗粒在所述的纳米二氧化娃杂化乙烯基苯基娃中物 中的质量含量为1%~10% ;所述的纳米二氧化娃杂化乙烯基苯基娃中物中娃原子上所连 接的苯基、甲基以及乙烯基的总摩尔数为1. 5~1. 6 ;所述的苯基占所述的硅原子上所连接 的苯基、甲基以及乙烯基的总摩尔数的比例为35%~45% ;所述的乙烯基在所述的纳米二 氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物中的质量含量为0. 6%~4. 1%。
[0018] 优选地，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物按照割线法所测的温度指数 为200°C~240°C，所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物在常态下、在大气湿度为 30%~85%、施加工频电压为2kv的条件下测得的耐电晕时间为18~36h，按照GPC法测 定所述的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物分子量为2000~3000。
[0019] 以上所述的纳米二氧化娃杂化乙烯基苯基娃中物中温度指数、耐电晕时间性能测 定试样均是按照180°C4h、220°C4h处理后的固化物。
[0020] 优选地，所述的纳米二氧化娃杂化乙烯基苯基娃中物由如下配方经聚合反应制 得，按重量份计，其原料配方为：
[0021]
[0022] 其中，所述的有机硅醇溶液为选自TH-1#、TH-2#、TH-3#中的一种或几种的组合。
[0023] 本发明中的TH-1#、TH-2#、TH-3#购自苏州太湖电工新材料股份有限公司。
[0024] 本发明中的TH-1#、TH-2#、TH-3#的固含量为60 %，其是由苯基三氯硅烷、二甲基二 氯硅烷、二苯基二氯硅烷和乙烯基三氯硅烷中的任意三种按照不同比例进行混合水解产生 的产物，其技术参数为R/Si= 1. 5~1. 6，Ph/R= 0. 35~0. 45,乙烯基含量0. 6%~4. 0%。
[0025] 进一步优选地，所述的纳米二氧化娃杂化乙烯基苯基娃中物的制备方法包括如下 步骤：
[0026] 步骤（1)、使有机硅醇溶液和硅酸乙酯在氮气保护下和有机溶剂的存在下，在 20°C~35°C下搅拌0· 1~lh，然后升温至60±5°C;
[0027] 步骤（2)、向经步骤（1)处理后的反应体系中加入催化剂、分子量调节剂和水，升 温至60°C~80°C维持回流反应2~4h，然后经减压蒸馏得到所述的纳米二氧化硅杂化乙烯 基苯基硅中物。
[0028] 进一步优选地，步骤（1)的【具体实施方式】为：将所述的有机硅醇溶液加入带有搅 拌恒温装置的反应器中，然后通入氮气以驱除反应器中的空气，然后加入所述的硅酸乙酯 和所述的有机溶剂，在20 °C~35 °C下搅拌0. 1~lh，然后升温至60 ±5 °C。
[0029] 进一步优选地，步骤（2)的【具体实施方式】为：将所述的催化剂、所述的分子量调节 剂和所述的水混合均匀制成混合液，然后将所述的混合液滴加到经步骤（1)处理后的反应 体系中，并控制所述的混合液在lh内滴加完毕，然后在搅拌的条件下升温至60°C~80°C维 持回流反应2~4h，然后在温度为80°C~120°C、压力为-0. 085MPa~-0. 098MPa下减压蒸 馏除去聚合反应中产生的H20、乙醇以及有机溶剂，得粘稠至固体状的纳米二氧化硅杂化乙 烯基苯基硅中物。
[0030]进一步优选地，所述的有机溶剂为选自N，N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯中的一 种或几种的组合；所述的催化剂为选自质量百分含量为5%~15%的三氟乙酸水溶液、质 量百分含量为5%~15%的三氟丙酸水溶液、质量百分含量为5%~15%的盐酸水溶液中 的一种或几种的组合；所述的分子量调节剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷，所述的硅酸乙酯 为硅酸乙酯28。
[0031]优选地，所述的有机树脂为选自E51型环氧树脂、F51型环氧树脂、HR199不饱和聚 酯树脂中的一种或几种的混合物；所述的乙烯基引发剂为选自过氧化二异丙苯、过氧化二 苯甲酰、异丙苯过氧化氢中的一种或几种的混合物；所述的促进剂为乙酰丙酮氧钛；所述 的储存稳定剂为选自对苯二酚、氢醌单甲醚、2,5_二叔丁基对苯二酚中的一种或几种的混 合物。
[0032]进一步优选地，所述的E51型环氧树脂和所述的F51型环氧树脂中的环氧值为 0. 49~0. 53 ;所述的HR199不饱和聚酯树脂的数均分子量为400~1000。
[0033]优选地，所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆还包括5~20重量份的活性稀释 剂；所述的活性稀释剂为选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三（环 氧丙基）异氰尿酸三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。
[0034]优选地，所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆还包括0. 01~8重量份的环氧潜 伏性固化剂；所述的环氧潜伏性固化剂为选自2-乙基己酸锌、丙烯酸甲酯改性2-异丙基咪 唑、邻苯二酚二甲基乙醇胺硼酸酯中的一种或几种的混合物。
[0035] 一种所述的低粘度耐高温耐电晕环保绝缘漆的制备方法，包括如下步骤：
[0036] 步骤（1)、将配方量的纳米二氧化硅杂化乙烯基苯基硅中物和有机树脂混合加热 至110°C~130°C，减压蒸馏20~40min以除去体系中的微量水分；
[0037] 步骤（2)、向经步骤（1)处理后的体系中加入钛酸四异丙基酯，升温至160°C~ 180°C维持搅拌反应2~4小时，降温冷却至70°C~90°C;
[0038] 步骤（3)、向经步骤⑵处理后的体系中加入配方量的储存稳定剂、乙烯基引发剂 和促进剂，选择性的加入活性稀释剂和环氧潜伏性固化剂，混合均匀即得低粘度耐高温耐 电晕环保绝缘漆。
[0039] 由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比