一種水性聚氨酯絕緣涂料及其制備方法
【專利說明】一種水性聚氨酯絕緣涂料及其制備方法發明領域
[0001]本發明屬于涂料領域，特別涉及一種水性聚氨酯絕緣涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]水性絕緣涂料是以水為溶劑、以水性樹脂為核心成膜物質的涂料，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游離TD1、有毒重金屬。無毒無刺激，氣味對人體無害、不污染環境、漆膜豐滿、晶瑩透亮、柔韌性好并且具有耐水、耐磨、耐老化、耐黃變、干燥快、使用方便等特點。相比油性漆，水性漆的使用更為環保和健康。
[0003]參照國際水性絕緣涂料的發展，我國水性絕緣涂料技術的發展，主要經歷了以下三個階段:
第一代屬性絕緣涂料以丙烯酸為主要原料，其優點是耐水、耐候性能好。是目前水性漆生產企業推向市場的主要產品。其缺點是:綜合性能一般，化學性能比較低，例如:耐醇、耐堿性能較差，硬度耐磨度等物理指標較低，這也是大多數人認為水性漆不好的原因所在。
[0004]第二代水性絕緣涂料以丙烯酸和水性聚氨酯的復合物為主要原料，不但繼承了第一代丙烯酸產品的耐候性、寬容度好的優點，同時也提高了水性漆的硬度，但是化學性能仍然比較差，目前國內只有少數幾家企業可以生產，是水性絕緣涂料中的中檔產品。
[0005]第三代水性絕緣涂料以丙烯酸改性水性聚氨酯為主要原料，在第二代水性絕緣圖來哦的基礎上又大大提高了產品的綜合性能。耐磨性能甚至超過油性漆，使用壽命、色彩調配方面都有明顯優勢，更重要的是化學性能穩定，耐醇耐堿性較前兩者大大增強，為水性絕緣漆中的尚檔廣品。
[0006]2015年水性絕緣涂料市場引來更大的政策利好，國家環保總局逐步試點“清潔生產”、鼓勵創建“國家環境友好型企業”，地方政府也鼓勵和大力支持環保和低排放企業，在政策的指引下，水性涂料的研發、生產及應用將迎來前所未有的市場機遇。
[0007]盡管水性絕緣涂料因其環保特性具有非常大的環保優勢，但相比油性涂料，水性涂料的價格普遍偏高，因此降低成本是水性涂料市場化、產業化研究的方向之一，隨著對水性涂料研究的深入以及工藝水平的提高，水性涂料的成本的生產和成本將越來越低。
【發明內容】
[0008]水性絕緣涂料因其環保性能備受青睞，但因研發及生產成本高而阻礙了其市場推廣及應用。本發明在確保水性絕緣涂料物理化學性能的基礎上，研發出了較低成本、制備方式簡單的水性聚氨酯涂料。
[0009]為達到上述目的，本發明技術方案如下:
一種水性聚氨酯絕緣涂料，其組成為:聚氨酯甲組分、聚氨酯乙組分、顏填料、表面改性劑、去離子水；聚氨酯甲組分為短鏈醚類或醇類封端異氰酸酯、用作水性聚氨酯絕緣涂料的固化劑，聚氨酯乙組分為水性柔性聚酯類樹脂，表面改性劑為硅烷偶聯劑，顏填料為層狀結構的硅土 ；其中，表面改性劑與顏填料的重量比為1:100?3:100，經表面改性劑改性后的顏填料與聚氨酯乙組分重量比為1:2?1:4，聚氨酯甲組分與聚氨酯乙組份的重量比為1:2 ?1:4。
[0010]所述層狀結構的硅土，其顆粒平面的長寬之和與厚度的比為5:1?8:1。
[0011]所述的聚氨酯甲分與聚氨酯乙組分，其重量比聚氨酯甲組分:聚氨酯乙組份之比為 1:3。
[0012]所述的顏填料細度在6000目以上。
[0013]本發明還提供了一種制備水性聚氨酯絕緣涂料的方法，包括以下步驟:
步驟1:顏填料經過400°C的溫度下烘烤，然后將顏填料研磨至6000目；
步驟2:取100份顏填料、加入2份偶聯劑反復混合研磨；
步驟3:取7份步驟2改性顏填料，加入到22份聚氨酯乙組分，混合，攪拌；
在砂磨機里反復研磨，直至混合物的細度小于Ium;包裝備用；
步驟4:涂裝現場，取聚氨酯甲組分11份與步驟3所得混合物29份混合；
步驟5:熟化5分鐘后，涂敷。
[0014]有益效果
本發明的水性絕緣涂料，具有如下創新之處:
(1)本發明的水性絕緣涂料，采用了納米級的層狀顏填料，形成漆膜均勻彈性好；
(2)本發明的水性絕緣涂料，所采用的固化劑能實現高溫下快速固化，極大提高生產效率;
(3)本發明的水性絕緣涂料，固化后的油漆附著力好；
(4)本發明的水性絕緣涂料，固化后的油漆穩定性好；
(5)本發明的水性絕緣涂料，干燥時間短、烘烤溫度較低，較易實現工業化生產；
(6)原料成本低，工藝簡單，在保證水性絕緣涂料性能的基礎上，極大地降低了原料成本和制造成本，有利于產品的市場推廣和應用。
【具體實施方式】
[0015]下面通過【具體實施方式】，具體對本發明的實施進行說明。
[0016]實施例1
按如下步驟制備:
步驟1:取硅土 100克，在400°C下研磨至6000目以下；
步驟2:取2克偶聯劑加100克到硅土
步驟3:取5克經偶聯劑改性的硅土至22克聚氨酯乙組分，反復研磨至顆粒在Ium以下；
步驟4:將11克聚氨酯甲組分加入到步驟3所得的混合物，混合；
步驟5:熟化5分鐘、涂覆。
[0017]所制備的水性聚氨酯涂料的性能穩定，按GB/T6753.3-1986《涂料貯存穩定性試驗方法》，室內靜止儲存6個月，無結皮，有沉淀，稍加攪拌，無硬塊。
[0018]按照標準GB/T9286-88測試，涂料的附著力I級。
[0019]實施例2
按如下步驟制備: 步驟1:取硅土 100克，在350°C下研磨至6000目；
步驟2:取2克偶聯劑加入100克硅土填料；
步驟3:取6克改性的硅土填料至20克聚氨酯乙組分，反復研磨至顆粒在Ium以下； 步驟4:取聚氨酯甲組分10克與步驟3所得的混合物中，混合；
步驟5:熟化，涂敷。
[0020]所制備的水性聚氨酯涂料的性能穩定，按GB/T6753.3-1986《涂料貯存穩定性試驗方法》，室內靜止儲存6個月，無結皮，有沉淀，稍加攪拌，無硬塊。
[0021 ] 按照標準GB/T9286-88測試，涂料的附著力I級。
[0022]發明人已經實現了本發明所述的水性絕緣涂料的工業化應用生產，即水性絕緣涂料實現了在漆包線上的應用生產。
[0023]根據發明人通過如下工序在傳統設備上進行的工業化應用生產:
(1)漆包線軟化工序；
(2)漆包線涂覆涂料工序；
(3)烘干工序；
(4)繞線工序；
所述的水性聚氨酯絕緣涂料在漆包線上的應用，其特征在于:所述的漆包線涂覆涂料工藝涂覆次數為5?10次；所述的烘干工序，烘箱長4?6米，烘烤溫度為350?420°C所述的水性聚氨酯絕緣涂料在漆包線上的應用，優選工藝條件:漆包線涂覆涂料工藝涂覆次數為8次；所述的烘干工序，烘箱長5米，烘烤溫度為420 °C。
[0024]所得產品經耐擊穿電壓測試，耐擊穿電壓在2500V以上，耐擊穿電壓性能優異。并實現了在傳統設備上的工業化應用生產。
【主權項】
1.一種水性聚氨酯絕緣涂料，其組成為:聚氨酯甲組分、聚氨酯乙組分、顏填料、表面改性劑、去離子水；聚氨酯甲組分為短鏈醚類或醇類封端異氰酸酯、用作水性聚氨酯絕緣涂料的固化劑，聚氨酯乙組分為水性柔性聚酯類樹脂，表面改性劑為硅烷偶聯劑，顏填料為層狀結構的硅土 ；其中，表面改性劑與顏填料的重量比為1:100?3:100，經表面改性劑改性后的顏填料與聚氨酯乙組分重量比為1:2?1:4，聚氨酯甲組分與聚氨酯乙組份的重量比為 1:2 ?1:4。2.根據權利要求1所述的聚氨酯絕緣涂料，其特征在于:所述層狀結構的硅土，其顆粒平面的長寬之和與厚度的比為5:1?8:1。3.根據權利要求1或2所述的水性聚氨酯涂料，其特征在于:所述的聚氨酯甲分與聚氨酯乙組分，其重量比聚氨酯甲組分:聚氨酯乙組份之比為1:3。4.根據權利要求1或2所述的水性聚氨酯涂料，其特征在于:所述的顏填料細度在6000目以上。5.一種制備如權利要求1中所述的水性聚氨酯涂料的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:顏填料經過400°C的溫度下烘烤，然后將顏填料研磨至6000目； 步驟2:取100份顏填料、加入2份硅烷偶聯劑反復混合研磨； 步驟3:取7份經步驟2改性顏填料，加入到22份聚氨酯乙組分，混合攪拌； 在砂磨機里反復研磨，直至混合物的細度小于Ium;包裝備用； 步驟4:涂裝現場，取聚氨酯甲組分11份與步驟3所得混合物29份混合； 步驟5:熟化5分鐘后，涂敷。
【專利摘要】本發明公開了一種水性聚氨酯絕緣涂料，其組成為：聚氨酯甲組分、聚氨酯乙組分、顏填料、表面改性劑、去離子水；聚氨酯甲組分為短鏈醚類或醇類封端異氰酸酯，聚氨酯乙組分為水性柔性聚酯類樹脂，表面改性劑為硅烷偶聯劑，顏填料為層狀結構的硅土。本發明還公開了一種水性聚氨酯絕緣涂料的制備方法。所制備的水性聚氨酯絕緣涂料，附著力強、穩定性好、在具體的應用中也體現了優異的耐擊穿電壓性能。
【IPC分類】C09D175/04, C09D5/25, C09D7/12
【公開號】CN105176344
【申請號】
【發明人】張文鑫, 林安, 張志遠, 潘峰
【申請人】鎮江恒興源節能科技有限公司, 武漢大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月6日