一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于多功能絕緣涂料領(lǐng)域，公開了一種可用于電機、電器及電線電纜保護的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料及其制備方法與應(yīng)用。該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料由以下按質(zhì)量份數(shù)計的組分組成：50～70份改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、20～30份阻燃劑、5～20份耐磨填料、1～2份表面活性劑、0.5～1份催化劑以及20～30份異氰酸酯固化劑。該絕緣材料不僅具有良好的絕緣性能，還具有優(yōu)異的阻燃性能，而且使用過程中無揮發(fā)性有機物產(chǎn)生，為綠色環(huán)保產(chǎn)品。
【專利說明】一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多功能絕緣涂料領(lǐng)域，具體涉及一種可用于電機、電器及電線電纜保 護的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 涂料有著幾千年的歷史，它是一種多功能材料，涂覆在物件表面起到保護、裝飾、 標(biāo)志及賦予特殊功能等作用。絕緣涂料就是一種被賦予電絕緣功能的涂料。
[0003] 隨著科技的發(fā)展，人們對絕緣材料的性能要求越來越高，開發(fā)性能優(yōu)異的絕緣材 料是電工電氣材料領(lǐng)域的一個世界性課題。絕緣涂料不僅擁有涂料的耐溫、防腐和防潮功 能，還具有優(yōu)異的電絕緣性能，被廣泛用于電機、變壓器、電線電纜等。絕緣涂料可直接涂復(fù) 在變電站母線上、高壓開關(guān)柜內(nèi)、與電源接觸的金屬表面及室外裸銅線等供電設(shè)施處，有效 地防止因小動物或雷雨大風(fēng)造成的相間短路、火災(zāi)及人身觸電等事故。
[0004] 現(xiàn)有的絕緣涂料大部分為環(huán)氧體系，主要原因是環(huán)氧體系的防腐和絕緣性能突 出。但當(dāng)環(huán)氧涂料應(yīng)用于戶外時，環(huán)氧樹脂中的醚鍵受紫外光照射易斷裂，導(dǎo)致涂層老化起 粉，最終使導(dǎo)電設(shè)備暴露而產(chǎn)生危險。同時，由于環(huán)氧樹脂本身粘度很大，一般需要溶劑進 行稀釋，在施工過程中，會導(dǎo)致大量可揮發(fā)有機物（V0C)的排放。揮發(fā)有機物一般都易燃、 并有一定毒性，污染大氣層，對人體和環(huán)境造成危害。因此，為減少揮發(fā)有機物的排放，無溶 劑或水性涂料已成為工業(yè)涂料未來發(fā)展的方向。另外，絕緣涂料的阻燃功能也非常重要。盡 管現(xiàn)有的這些環(huán)氧絕緣涂料也有個別具備阻燃功能，但未見其阻燃效果的相關(guān)資料。因此， 如何克服現(xiàn)有絕緣涂料技術(shù)的不足是目前涂料【技術(shù)領(lǐng)域】亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種無溶劑聚 氨酯阻燃絕緣涂料。該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料不僅具有優(yōu)異的絕緣性能，而且其阻燃 性能優(yōu)良，并具有無溶劑、環(huán)保的特點。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0009] -種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料由以下按質(zhì)量份 數(shù)計的組分組成：
[0010] 改性蓖麻醉酸聚酯多兒醉 50?70份 附燃劑 20?30份 塤料 5?20份 農(nóng)而活性劑 1?2份 催化劑 0.5?1份 異Μ酸_罔化劑 20?30份
[0011] 所述改性蓖麻醇酸聚酯多元醇按照以下步驟制備得到：
[0012] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應(yīng)器中加入60?80質(zhì)量份蓖麻油 酸、8?15質(zhì)量份多元醇以及酯化催化劑，加熱140°C反應(yīng)1?1. 5小時，然后升溫至180? 200°C時，恒溫反應(yīng)2?4小時，冷卻至室溫待用；
[0013] 所述多元醇為1，2-丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、PEG200、甘油、三羥甲基丙烷或 季戊四醇，優(yōu)選為甘油、三羥甲基丙烷或季戊四醇；
[0014] 所述酯化催化劑為磷酸三丁酯或鈦酸四丁酯。
[0015] 所述阻燃劑為無機阻燃劑、鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑；所述填料為碳酸鈣、氫氧化 鋁、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁、硅微粉或碳化硅；所述表面活性劑為非離子表面活性劑； 所述催化劑為胺類催化劑和有機金屬催化劑；所述異氰酸酯固化劑為異佛爾酮二異氰酸 酯（IPDI)、甲苯二異氰酸酯（TDI)、六亞甲基二異氰酸酯（HDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)、聚合甲苯二異氰酸酯（聚合TDI)或聚合二苯基甲烷二異氰酸酯（聚合MDI)。
[0016] 所述阻燃劑優(yōu)選為溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙燒、八溴醚和十溴二苯醚中的一種， 與三氧化二銻組成的阻燃體系；所述填料優(yōu)選為硅微粉、氧化鋁或二氧化硅；所述表面活 性劑優(yōu)選為含硅表面活性劑或含氟表面活性劑；所述催化劑優(yōu)選為辛酸亞錫和二丁基錫二 月桂酸酯；所述異氰酸酯固化劑優(yōu)選為聚合甲苯二異氰酸酯（聚合TDI)或聚合二苯基甲烷 二異氰酸酯（聚合MDI)。
[0017] 所述表面活性劑更加優(yōu)選為DCA135、FS-1100、EDL-3150。
[0018] 上述無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料的制備方法，按照以下操作步驟：將改性蓖麻醇 酸聚酯多元醇、阻燃劑、填料、表面活性劑、催化劑混合分散均勻制成A組份，將異氰酸酯固 化劑單獨包裝成B組份；使用時，將B組份加入到A組份，攪拌均勻即可使用。
[0019] 上述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料在電機、變壓器、電線電纜的表面絕緣防 護和修復(fù)中的應(yīng)用。
[0020] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：
[0021] 1)本發(fā)明技術(shù)所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料不僅具有良好的絕緣性能，還具 有優(yōu)異的阻燃性能，阻燃等級可達到V-0。
[0022] 2)本發(fā)明技術(shù)所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料為綠色技術(shù)產(chǎn)品，無揮發(fā)性有機 物排放，符合環(huán)保要求和發(fā)展趨勢。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0024] 實施例1
[0025] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應(yīng)器中加入60份蓖麻油酸、10份季 戊四醇以及催化量的磷酸三丁酯，加熱140°C反應(yīng)1小時，然后升溫至190°C時，恒溫反應(yīng)3 小時，冷卻至室溫待用。
[0026] 實施例2
[0027] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應(yīng)器中加入65份蓖麻油酸、8份甘 油以及催化量的鈦酸四丁酯，加熱140°C反應(yīng)1. 5小時，然后升溫至180°C時，恒溫反應(yīng)4小 時，冷卻至室溫待用。
[0028] 實施例3
[0029] 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應(yīng)器中加入80份蓖麻油酸、15份三 羥甲基丙烷以及催化量的鈦酸四丁酯，加熱140°C左右反應(yīng)1小時，然后升溫至200°C時，恒 溫反應(yīng)2小時，冷卻至室溫待用。
[0030] 實施例4
[0031] 一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，包含以下按質(zhì)量份計的成份：
[0032] 改性蓖麻》酸聚酯多元醇（實施例1所得）50份 溴化聚苯乙烯： 20份 4氧化二銻： 5份 硅微粉： 5份 FS4100 (湖丨有有色郴州氟化學(xué)存P艮公司）：丨份 辛酸亞錫： 0.5份 聚介TDh 20份
[0033] 將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、溴化聚苯乙烯、三氧化二銻、硅微粉、FS-1100和辛酸 亞錫混合并分散均勻制成A組份，將聚合TDI單獨包裝成B組份。使用時，將B組份加入到 A組份，攪拌均勻，可采用輥涂或刷涂方式進行涂膜。
[0034] 實施例5
[0035] -種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，包含以下按質(zhì)量份計的成份：
[0036] 改性ll麻醉酸聚_多兒酔（實施例2所?): 70份 十溴+ 苯乙烷： 25份 …:?化：銻： 5份 + :?化娃： 10份 DCA435 (廣州丨U銳聚化.I:科技#限公"：J ): 2份 辛酸亞錫： 0.6份 聚合MDI: 30份
[0037] 將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、十溴二苯乙烷、三氧化二銻、二氧化硅、DCA-135和辛 酸亞錫混合并分散均勻制成A組份，將聚合MDI單獨包裝成B組份。使用時，將B組份加入 到A組份，攪拌均勻，可采用輥涂或刷涂方式進行涂膜。
[0038] 實施例6
[0039] -種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，包含以下按質(zhì)量份計的成份：
[0040] 改性蓖麻酡酸聚Pi多兒醇（實施_ 2所得）：60份 八溴鍵.· 16份 -i氧化二銻: 4份 二氧優(yōu)鈥： 20份 EDL-3150 (廣州致輝精化股份有限公》:<] ): 1,5份 二丁堆錫:月桂酸酯： 1份 聚介 MDL· 25 ft
[0041] 將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、八溴醚、三氧化二銻、二氧化鈦、EDL-3150和二丁基 錫二月桂酸酯混合并分散均勻制成A組份，將聚合MDI單獨包裝成B組份。使用時，將B組 份加入到A組份，攪拌均勻，可采用輥涂或刷涂方式進行涂膜。
[0042] 實施例7
[0043] 一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，包含以下按質(zhì)量份計的成份：
[0044]
【權(quán)利要求】
1. 一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，其特征在于：該無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料由以 下按質(zhì)量份數(shù)計的組分組成： 改性蓖麻酢?聚酯多兀醇 50?70份 阻燃劑 20?30份 填料 5?20份 表面活性劑 1?2份 催化劑 0.5?1份 異氰酸酯同化劑 20?30份 所述改性蓖麻醇酸聚酯多元醇按照以下步驟制備得到： 在裝有攪拌器，回流冷凝分水器和溫度計的反應(yīng)器中加入60?80質(zhì)量份蓖麻油酸、 8?15質(zhì)量份多元醇以及酯化催化劑，加熱140°C反應(yīng)1?1. 5小時，然后升溫至180? 200°C時，恒溫反應(yīng)2?4小時，冷卻至室溫待用； 所述多元醇為1，2-丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、PEG200、甘油、三羥甲基丙烷或季戊 四醇； 所述酯化催化劑為磷酸三丁酯或鈦酸四丁酯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，其特征在于：所述多元醇 為甘油、三羥甲基丙烷或季戊四醇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，其特征在于：所述阻燃劑 為無機阻燃劑、鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑；所述填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化鈦、二氧化 硅、氧化鋁、硅微粉或碳化硅；所述表面活性劑為非離子表面活性劑；所述催化劑為胺類催 化劑和有機金屬催化劑；所述異氰酸酯固化劑為異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六 亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、聚合甲苯二異氰酸酯或聚合二苯基甲烷二異 氰酸酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，其特征在于：所述阻燃劑 為溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙烷、八溴醚和十溴二苯醚中的一種，與三氧化二銻組成的阻燃 體系；所述填料為硅微粉、氧化鋁或二氧化硅；所述表面活性劑為含硅表面活性劑或含氟 表面活性劑；所述催化劑為辛酸亞錫和二丁基錫二月桂酸酯；所述異氰酸酯固化劑為聚合 甲苯二異氰酸酯或聚合二苯基甲烷二異氰酸酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料，其特征在于：所述表面活 性劑為 DCA135、FS-1100、EDL-3150。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料的制備方法，其特征 在于按照以下操作步驟：將改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、阻燃劑、填料、表面活性劑、催化劑混 合分散均勻制成A組份，將異氰酸酯固化劑單獨包裝成B組份；使用時，將B組份加入到A 組份，攪拌均勻即可使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的無溶劑聚氨酯阻燃絕緣涂料在電機、變壓器、電線 電纜的表面絕緣防護和修復(fù)中的應(yīng)用。
【文檔編號】C09D175/06GK104098998SQ201410342733
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】梁利巖, 胡德焯, 陳玉放, 黃曉梅, 吳昆 , 史珺 申請人:中科院廣州化學(xué)有限公司南雄材料生產(chǎn)基地, 中科院廣州化學(xué)有限公司