一种可以紫外光固化(UV)H级绝缘涂料组合物及其制备方法与流程

一种可以紫外光固化(uv)h级绝缘涂料组合物及其制备方法
技术领域
1.本发明属于紫外光固化涂料制备领域，特别涉及一种提高紫外光固化耐高温的h级绝缘涂料涂料的制备方法。


背景技术：

2.绝缘涂料是电子产业一同发展起来的，特别是电机的发展离不开先进的绝缘涂料，良好的绝缘涂料具有良好的电性能、热性能、机械性能和耐化学性能。具体表现在高的介电强度(击穿强度)大于10kv/m；高的体积电阻率，室温大于10ωm；无闪点，硬度高，有达7h，良好的化学稳定性能；耐热性能好。但现在用的绝缘涂料都是溶剂型涂料，溶剂型涂料固含低，环境污染大，浪费能源，是不符合当前的的发展趋势。
3.紫外光固化技术由于具有高效、节能、环保等特点。特别是近年来国家大力提倡环保、安全材料的应用以来，在涂料、油墨、粘合剂领域得到广泛应用，所以全球近十多年来的发展相当迅速，特别是在紫外光固化涂料领域，那就更是得到长足发展。
4.传统的溶剂型涂料固化通常是通过加热即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶剂，得到硬化的漆膜。uv固化则是利用紫外光的能量引发涂料中的低分子预聚体或齐聚体及作为活性稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反应，得到硬化漆膜，实质上是通过形成化学键实现化学干燥。光固化涂料又称光敏涂料，以紫外光为涂料固化能源的称为紫外光固化涂料。光固化涂料优点是固化时间短(几分之一秒到几分钟)、固化温度低、挥发分低，为省能源、省资源、无公害、高效率的涂料新品种。
5.由于经典的紫外光固化涂料都是丙烯酸酯低聚物和丙烯酸酯单体组成的，这个结构含有极性基团丙烯酸酯，会加大极化，这样会提高介质损耗，体积电阻率也会降低，达不到绝缘涂料的要求。这将大大影响紫外光固化涂料在绝缘涂料的应用。本发明的目的在于提供一种紫外光固化耐高温的h级绝缘涂料涂料的制备方法。
6.紫外光固化目前最为有益的是高效和环保。由于固化时间特短(一般在0.3-1秒内)，提高了效率，并且不排放voc，是解决了传统溶剂型涂料不环保的一种有效方法，为此开发绝缘性高的紫外光固化涂料具有重要现实作用。
7.结合这两个性能我们开发具有耐高温的绝缘涂料涂料，为此开发一紫外光固化绝缘涂料，具有很重要的社会现实意义。
8.在紫外光绝缘涂料涂料这块，紫外光固化绝缘涂料还是一个很新鲜项目，很少有研究，目前能够查到的申报专利也只有几篇，我们国家目前还没有产业化的技术，但有个别研究，厦门鑫洲科技有限公司(不公告发明人)的“(甲基)丙烯酸改性聚氨酯树脂,含它和纳米材料的紫外光固化绝缘涂料”cn103408716a是应用聚氨酯丙烯酸酯为主体紫外光固化涂料，只是具有一般成膜性能，它的电性能提高必须要靠加入纳米材料来提高；例外王艳辉、余宗萍(本人)等的“一种用于漆包线的紫外光固化绝缘漆的制备方法”cn112592639b是一种酚醛环氧丙烯酸酯来研制的，耐高温只有155℃，是比较中等温度的绝缘涂料，和我们提出方法完全不同，我们是合成一种聚苯胺醚的树脂来解决的，不同材料，不同方法，功效也
不同。


技术实现要素：

9.为了解决紫外光固化绝缘涂料的耐高温性，和提高绝缘性，本发明提供了一种可以紫外光固化(uv)h级绝缘涂料组合物，解决其中的耐高温性能的绝缘涂料是本发明的目的。
10.本发明的技术方案为：一种可以紫外光固化(uv)h级绝缘涂料组合物，组成按质量份计，包含：
11.a)聚苯胺醚丙烯酸酯树脂
‑‑‑
40-60份；
12.b)丙烯酸酯单体
‑‑‑
30-50份；
13.c)聚合抑制剂
‑‑‑
0.5-1份；
14.d)光引发剂
‑‑‑
5-8份；
15.e)着色剂
‑‑‑
0.1-0.5份；
16.其中，所述聚苯胺醚丙烯酸酯树脂是如下物质的反应产物：
17.i)三丙烯酸酯；
18.ii)对氨基苯醚；
19.iii)聚合抑制剂；
20.iv)偏苯三甲酸酐；
21.v)催化剂；
22.vi)酚醛环氧树脂；
23.vii)丙烯酸酯单体；
24.其中，所述的酚醛环氧树脂是环氧值在170-195eq/100g，所述的聚合抑制剂是酚类抗氧剂,所述的催化剂是季铵盐、叔胺；所述的丙烯酸酯单体是单官能团含苯环或酰胺基团的丙烯酸酯；所述的三丙烯酸酯是丙烯酸酯单体含有三个官能团丙烯酸酯。
25.所述的聚苯胺醚丙烯酸酯树脂合成工艺是加入聚合抑制剂、三丙烯酸酯和对氨基苯醚在35-45℃反应2小时达到规定胺值后，加入偏苯三甲酸酐在100-120℃反应4个小时达到酸值加入酚醛环氧树脂、催化剂、丙烯酸酯单体在95-100℃反应2个小时，110-120
°
c控温反应3个小时，酸价降到5mgkoh/g。
26.所述的丙烯酸酯单体是2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(1,2环己烷二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯中的任一种。
27.所述的聚合抑制剂为对羟基苯甲醚或2-叔丁基对苯二酚。
28.所述的催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵中的任一种。
29.所述的三丙烯酸酯包括三羟基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任一种。
30.所述的对氨基苯醚是4,4'-氧二苯胺醚。
31.所述的组合物在经过紫外光固化后在金属铜丝涂布测试耐高温200℃，体积电阻率达到1.0
×
10
17
，介质损耗50hz达到0.001-0.004。
32.所述的可以紫外光固化(uv)h级绝缘涂料组合物的制备方法，先制备聚苯胺醚丙
烯酸酯树脂，再和其他组份复配得到。
33.有益效果：
34.本发明制备的紫外光固化的绝缘涂料涂料，具有紫外光固化的特性，高效和环保，可以极大提高绝缘涂料的击穿电压、可以耐高温达到200℃达到绝缘涂料的h级。本发明方法实践性高、可行性好，是解决紫外光固化绝缘涂料涂料的一种有效手段，是绿色环保的紫外光固化材料。
具体实施方式
35.本发明所使用的试剂只要是合格工业品不限于厂家，皆为市售常规产品。
36.一种可以紫外光固化(uv)h级绝缘涂料组合物，其组成按质量百分含量计，包含：
37.a)聚苯胺醚丙烯酸酯树脂
‑‑‑
40-60％；
38.b)丙烯酸酯单体
‑‑‑
30-50％；
39.c)聚合抑制剂
‑‑‑
0.5-1％；
40.d)光引发剂
‑‑‑
5-8％；
41.e)着色剂
‑‑‑
0.1-0.5％；
42.其中，所述聚苯胺醚丙烯酸酯树脂是如下物质的反应产物：
43.i)三丙烯酸酯；
44.ii)二苯胺醚；
45.iii)聚合抑制剂；
46.iv)偏三苯甲酸酐；
47.v)催化剂；
48.vi)酚醛环氧树脂；
49.vii)丙烯酸酯单体。
50.所述的酚醛环氧树脂是环氧值在170-195eq/100g，所述的聚合抑制剂是酚类抗氧剂,所述的催化剂是季铵盐、叔胺。低聚物树脂合成工艺是加入聚合抑制剂、三丙烯酸酯和二苯胺醚在35-45℃反应2小时达到规定胺值后，加入偏苯三甲酸酐在100-120℃反应4个小时达到酸值加入酚醛环氧树脂、催化剂、丙烯酸酯单体在95-100℃反应2个小时，110-120℃控温反应3个小时，酸价降到5mgkoh/g。
51.所述的酚醛环氧树脂是环氧值在170-195eq/100g的标准酚醛环氧，其中酚醛环氧可以优选市面成熟的e51，或者e54等产品。
52.所述的三丙烯酸酯，是丙烯酸酯单体含有三个官能团丙烯酸酯，一般泛指但不局限于三羟基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)、季戊四醇三丙烯酸酯(peta)、三羟基丙烷三甲基丙烯酸酯(tmptma)。
53.所述的聚合抑制剂是酚类抗氧剂,所述的催化剂是季铵盐、叔胺类。其中抗氧剂有优选对羟基苯甲醚(heqm)、2-叔丁基对苯二酚mtbhq。催化剂中季铵盐常用的有苄基三乙基氯化铵(teba)、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵(tbab)、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等。催化剂一般优选季铵盐，在季铵盐中比较优选苄基三乙基氯化铵(teba)、四丁基溴化铵。
54.所述的聚苯胺醚丙烯酸酯树脂组分二苯胺醚，是对位结构的对氨基苯醚，比如优
选的是4,4'-氧二苯胺。
55.所述合物组合物中低聚物合成工艺是：加入聚合抑制剂、三丙烯酸酯和二苯胺醚在35-45℃反应2小时达到规定胺值后，加入偏苯三甲酸酐在100-120℃反应4个小时达到酸值加入酚醛环氧树脂、催化剂、丙烯酸酯单体在95-100℃反应2个小时，110-120℃控温反应3个小时，酸价降到5mgkoh/g。
56.所述的稀释单体是单官能团含苯环或酰胺基团的丙烯酸酯中的一种或几种。包括但不限于：2-苯氧基乙基丙烯酸酯phea、2-(1,2环己烷二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯dea等。
57.所述光引发剂主要是在200-400nm可以吸收紫外光产生自由基的引发剂，常见光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮(1173)、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或多种，一般优选1173,184，tpo等几种的组合物。
58.所述着色剂一般指的是含20％透明染料的着色物质，主要起染色作用。
59.所述的紫外光固化涂料组合物组合物，组合物在经过紫外光固化后在金属(铜丝)涂布测试耐高温200℃，体积电阻率达到，介质损耗50hz达到0.001-0.004。
60.为了更好地理解本发明，现在下面结合实例对本发明做进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不仅限于实例表示的范围。实验所测值是指在适应环境所测，会根据不同材料及环境有所差别。
61.通篇申请中，以下术语具有指定含义：
62.代号或术语中文名称peta季戊四醇三丙烯酸酯,得自长兴化学tpo2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，得自天津久日化学tmpta三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,得自江苏利田化学dadpe4,4'-氧二苯胺,得自湖北汉达菲生物hemq对羟基苯甲醚，得自cibatmpa偏苯三甲酸酐,得自海力杨phea2-苯氧基乙基丙烯酸酯，得自长兴化学e51a酚醛环氧树脂，得自江苏三木化学184光引发剂，得自久日化学teba苄基三乙基氯化铵,得自上海国药em620-80环氧丙酸酯,得自长兴化学hdda1,6己二醇二丙烯酸酯，得自长兴化学em-75丙烯酸酯，得自长兴化学em611-85聚氨酯丙烯酸酯，得自长兴化学dea2-(1,2环己烷二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯，得自长兴化学
63.实施例1合成聚苯胺醚丙烯酸酯树脂
64.加入聚合抑制剂hemq、tmpta和二苯胺醚dadpe在35-45℃反应2小时达到规定胺值后，加入偏苯三甲酸酐tmpa在100-120℃反应4个小时达到酸值加入酚醛环氧树脂e51a、催化剂teba、phea在95-100℃反应2个小时，110-120℃控温反应3个小时，酸价降到5mgkoh/g。记为mpa1
65.实施例2合成聚苯胺醚丙烯酸酯树脂
66.加入聚合抑制剂hemq、peta和二苯胺醚dadpe在35-45℃反应2小时达到规定胺值后，加入偏苯三甲酸酐tmpa在100-120℃反应4个小时达到酸值加入酚醛环氧树脂e51a、催化剂teba、phea在95-100℃反应2个小时，110-120℃控温反应3个小时，酸价降到5mgkoh/g。记为mpa2
67.实施例3合成聚苯胺醚丙烯酸酯树脂
68.加入聚合抑制剂hemq、tmpta、tmptma和二苯胺醚dadpe在35-45℃反应2小时达到规定胺值后，加入偏苯三甲酸酐tmpa在100-120℃反应4个小时达到酸值加入酚醛环氧树脂e51a、催化剂teba、phea在95-100℃反应2个小时，110-120℃控温反应3个小时，酸价降到5mgkoh/g。记为mpa3
69.实施例4制备uv固化绝缘涂料
70.该涂料按下表1的配方进行配置
[0071][0072]
将以上a,b组分别制成涂料。
[0073]
实施例5制备uv固化涂料
[0074]
该涂料按下表2的配方进行配置
[0075]
[0076][0077]
将以上c,d组分别制成涂料。
[0078][0079]
实施例6制备uv固化涂料
[0080]
该涂料按下表3的配方进行配置
[0081][0082]
将以上e,f组分别制成涂料.
[0083]
实施例7
[0084]
将实例4,5,6三组涂料分别用涂布器100um制膜在1000mj/cm2紫外光灯下固化,分别测试固化度体积电阻率、介电系数、介质损耗、耐高温，测试结果如下：
[0085]
组别abcdef备注体积电阻率6*10
17
2*10
15
2*10
18
8*10
15
5*10
17
6*10
15 介质系数2.34.52.23.92.24.8 介质损耗0.0030.0290.0020.0250.00150.028 耐高温℃208128210130212112按热重dsc测试
[0086]
从上表可以看出，合成的几种树脂在配方中与对比的普通uv固化环氧树脂和聚氨酯丙烯酸酯比较，体积电阻率高，介质系数和介质损耗都比较低，耐高温都是比较高的超过200℃，是达到要求的h级绝缘涂料。