[发明专利]一种水性桐油基绝缘漆及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种绝缘漆及其制备方法，具体地说是一种水性桐油基绝缘漆及其制备方法。

二、背景技术

近年来，对工业涂料VOC含量限制的规定激励着人们研究和开发低或零VOC含量的新型涂料。传统的绝缘漆一般为溶剂型绝缘漆，大多含有大量甲苯、二甲苯、溶剂油、苯乙烯等有毒溶剂、稀释剂，在使用过程中这些挥发性有机物会释放出来，对环境以及人体健康造成极大伤害。随着人们对于环保的要求越来越高，以水做溶剂的环保型绝缘漆具有广阔的应用前景。

桐油具有干性好，附着力强，耐水性强，电绝缘性好等优点，已被应用于电绝缘涂料。我国是世界上桐油主产国，然而以桐油为原料制备水性绝缘漆的相关报道较少。环氧树脂是一种优秀的涂料树脂，它具有优良的电绝缘性质、附着力和耐化学品性能，耐候性佳，成膜性好，无污染，并且容易配成施工性良好的涂料，使用安全等优点。用环氧树脂改性桐油制成水性绝缘漆可以兼得二者的优点。

三、发明内容

本发明旨在对桐油进行改性以获得环保型水性桐油基绝缘漆，所要解决的技术问题是对桐油进行化学改性，所述的化学改性就是对桐油依次进行双烯加成、酯化反应、开环加成和中和反应获得水性桐油/环氧树脂。

本发明所称的水性桐油基绝缘漆由水性桐油/环氧树脂、固化剂、封闭剂和有机溶剂所构成，所述的水性桐油/环氧树脂是桐油依次与顺丁烯二酸酐(顺酐)进行双烯加成后又与聚乙二醇(PEG)进行酯化反应再同环氧树脂E-51进行开环加成最后用有机碱中和至pH值8.0～8.5而得到的水性桐油/环氧树脂，所述的固化剂是被封闭剂封闭的固化剂，固化剂为桐油质量的8～12％，封闭剂为桐油质量的8～12％，有机溶剂的含量使绝缘漆的固含量70～75wt％(质量百分比，下同)。

所述的固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。

所述的封闭剂选自丁酮肟、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚或苯酚。

所述有机溶剂选自异丙醇、正丁醇、乙二醇丁醚或丙二醇甲醚的一种或两种以上混合溶剂。

本水性桐油基绝缘漆的制备方法，包括桐油化学改性和物理混合，与现有技术的区别在于所述的桐油化学改性是桐油依次进行以下化学反应；

1.双烯加成：桐油和顺酐在氮气保护下于130℃-150℃反应1-1.5小时得到加成改性桐油，顺酐用量为桐油质量的28～32％；

2.酯化反应：加成改性桐油和PEG在有机溶剂中及氮气保护下于105-115℃反应2-3小时得到酯化改性桐油，PEG用量为桐油质量的75-85％；

3.开环加成：酯化改性桐油和环氧树脂E-51在氮气保护和催化剂三乙胺存在条件下于80～100℃反应2～3小时得到环氧改性桐油，E-51用量为桐油质量的30～40％，并事先溶于质量比为2：3的正丁醇和乙二醇丁醚混合溶剂中，三乙胺用量为E-51质量的1％；

4.中和反应：向环氧改性桐油中加入有机溶剂，并用有机碱调节溶液pH至8.0～8.5得到水性环氧改性桐油，称水性桐油/环氧树脂。

所述物理混合是向上述水性桐油/环氧树脂液中加入经封闭剂封闭的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，于室温下搅拌30min得到固含量为70-75wt％的水性桐油基绝缘漆。

本发明具体操作步骤如下：

1、在氮气保护下，将100质量份桐油和28～32质量份顺酐加入反应器中，在130-150℃反应1-1.5小时，得到加成改性桐油；

2、在氮气保护下，将步骤1制备的加成改性桐油降温至105-115℃，加入适量有机溶剂，然后向其中加入75-85质量份的PEG于此温度下反应2-3小时，得到酯化改性桐油；

3、在氮气保护下，将步骤2制备的酯化改性桐油降温至80-100℃，加入30-40质量份的环氧树脂E-51和催化剂三乙胺，并在此温度下反应2～3小时得到环氧改性桐油；

环氧树脂溶于质量比为2：3的正丁醇和乙二醇丁醚混合溶剂中，催化剂的用量为环氧树脂的1wt％；

4、将步骤3制备的树脂液冷却至室温，加入树脂液质量15-25wt％的有机溶剂，再用有机碱调节树脂液的pH至8.0-8.5，得到水性桐油/环氧树脂；

5、向步骤4制备的树脂液中加入8～12质量份经封闭剂封闭的HDI，搅拌30min，得到水性桐油基绝缘漆，其固含量为70-75wt％。

以桐油质量计，优选顺酐用量30％，PEG用量80％，环氧树脂E-51用量35％。

所述的有机溶剂选自异丙醇、正丁醇、乙二醇丁醚或丙二醇甲醚的一种或两种以上混合溶剂。