本發(fā)明涉及一種紫外光固化絕緣底漆組合物及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
絕緣漆是漆類中的一種特種漆，是以高分子聚合物為基礎(chǔ)，能在一定的條件下固化成絕緣膜或絕緣整體的重要絕緣材料。
絕緣漆主要應(yīng)用于漆包線漆，漆包線漆主要用于漆包線芯的涂覆絕緣。由于導(dǎo)線在繞制線圈、嵌線等過程中，將經(jīng)受熱、化學(xué)和多種機械力的作用，因此要求漆包線漆具有良好的涂覆性(即能均勻涂覆)，漆膜附著力強，表面光滑柔軟有韌性，有一定的耐磨性和彈性，電氣性能好，耐熱，耐溶性，對導(dǎo)體無腐蝕等特性。傳統(tǒng)的漆包線漆為溶劑型，采用熱固化的工藝，使用過程中大量有機溶劑揮發(fā)到空氣中造成環(huán)境污染，同時消耗大量熱能，操作環(huán)境惡劣。
紫外光固化絕緣底漆組合物使用過程中無溶劑揮發(fā)，紫外光固化節(jié)約大量能源，相比目前使用的傳統(tǒng)溶劑型絕緣漆更環(huán)保節(jié)能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種紫外光固化絕緣底漆組合物及其應(yīng)用，使用過程中無溶劑揮發(fā)，紫外光固化節(jié)約大量能源。同時紫外光固化絕緣底漆組合物在金屬上附著力好，且具有一定的耐磨性和彈性，電氣性能好，耐熱，耐溶劑，對導(dǎo)體無腐蝕等特點。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
第一方面，本發(fā)明提供一種紫外光固化絕緣底漆組合物，所含組分及各組分的重量份數(shù)為：
優(yōu)選地，所述的紫外光固化樹脂為分子中含有至少兩個乙烯型不飽和鍵的感光性樹脂。
進(jìn)一步地，所述的紫外光固化樹脂為合成方法(1)、(2)、(3)、(4)制備產(chǎn)物中的一種或幾種的混合物：
(1)分子中具有兩個以上環(huán)氧基的多官能團(tuán)的環(huán)氧化合物(a)和不飽和單羧酸(b)進(jìn)行酯化反應(yīng)，所得的產(chǎn)物；
(2)(甲基)丙烯酸和除(甲基)丙烯酸以外的具有乙烯型不飽和鍵的共聚單體(d)反應(yīng)形成的共聚物再與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯反應(yīng)，所得的產(chǎn)物；
(3)(甲基)丙烯酸縮水甘油酯和除(甲基)丙烯酸以外的具有乙烯型不飽和鍵的共聚單體(d)的共聚物與不飽和單羧酸(b)反應(yīng)，所得的產(chǎn)物；
(4)多異氰酸酯(e)和長鏈二醇(f)反應(yīng)得到的聚氨酯預(yù)聚物(g)再與羥基官能化丙烯酸酯(h)反應(yīng)，所得的產(chǎn)物。
優(yōu)選地，所述(1)中，環(huán)氧化合物(a)和不飽和單羧酸(b)的重量比為100：40。
優(yōu)選地，所述(1)中，環(huán)氧化合物(a)為雙酚A型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、可溶可熔酚醛環(huán)氧樹脂、甲酚可溶環(huán)氧樹脂、雙酚A的可溶可熔環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯酚型環(huán)氧樹脂、聯(lián)二甲苯酚型環(huán)氧樹脂、三酚基甲烷型環(huán)氧樹脂、N-縮水甘油型環(huán)氧樹脂中的一種或幾種的混合。
進(jìn)一步地，所述環(huán)氧化合物中的雙酚A的可溶可熔環(huán)氧樹脂，因其可以得到具有附著力好以及耐試劑性等性能而優(yōu)選使用。
優(yōu)選地，所述(1)、(3)中，不飽和單羧酸(b)為丙烯酸、丙烯酸的二聚物、甲基丙烯酸、β-苯乙烯基丙烯酸、β-糠基丙烯酸、丁烯酸、α-氰基肉桂酸、肉桂酸、飽和或不飽和二元酸酐與分子中含有一個羥基的(甲基)丙烯酸酯類的反應(yīng)物、飽和或不飽和二元酸與不飽和單縮水甘油化合物的反應(yīng)物中的一種或幾種的混合。
進(jìn)一步地，考慮到光固化性，在這些不飽和單羧酸中優(yōu)選使用丙烯酸或甲基丙烯酸。
優(yōu)選地，所述(2)和(3)中，具有乙烯型不飽和鍵的共聚單體(d)為下述物質(zhì)中的一種或幾種的混合：苯乙烯、氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯；由甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、氨基、2-乙基己基、辛基、癸酰、壬基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、環(huán)己基、異冰片基、甲氧基乙基、丁氧基乙基、2-羥基乙基、2-羥基丙基取代的丙烯酸酯、2-羥基丙基取代的甲基丙烯酸酯、3-氯-2-羥基丙基取代的丙烯酸酯、3-氯-2-羥基丙基取代的甲基丙烯酸酯；聚乙二醇的單丙烯酸酯、聚乙二醇的單甲基丙烯酸酯、聚丙二醇的單丙烯酸酯、聚丙二醇的單甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羥基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、丙烯腈、馬來酸酐。
優(yōu)選地，所述(4)中，多異氰酸酯(e)包括甲苯二異氰酸酯(TDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)或氫化苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)等。進(jìn)一步優(yōu)選為IPDI和HMDI。最優(yōu)選為HMDI。
優(yōu)選地，所述(4)中，長鏈二醇(f)為聚醚二醇、聚酯二醇兩大類中的一類或者兩類的混合；其中所述聚醚二醇包括聚乙二醇、聚丙二醇、環(huán)氧乙烷－環(huán)氧丙烷共聚物、聚(1,4－丁二醇)；所述聚酯二醇為二元羧酸(或酸酐)同二元醇縮聚反應(yīng)制備，優(yōu)選為聚醚二醇。
優(yōu)選地，所述(4)中，羥基官能化丙烯酸酯(h)為(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯中的一種或幾種。進(jìn)一步優(yōu)選為丙烯酸-2-羥乙酯或丙烯酸-2-羥丙酯。
本發(fā)明紫外光固化絕緣底漆組合物中的紫外光固化樹脂(A)并不限于以上所述的物質(zhì)，只要是分子中具有至少兩個乙烯型不飽和鍵都可以在本發(fā)明中使用。上述物質(zhì)也可以混合使用。
優(yōu)選地，所述紫外光固化樹脂(A)為合成方法(1)、(2)、(3)、(4)制備產(chǎn)物中的兩種或兩種以上的混合物。
特別優(yōu)選地，所述紫外光固化樹脂(A)為含有合成方法(1)制備產(chǎn)物的混合物。
優(yōu)選地，所述紫外光聚合光引發(fā)劑為苯偶姻、苯偶姻烷基醚、苯乙酮類光引發(fā)劑、蒽醌類光引發(fā)劑中的至少一種。
優(yōu)選地，所述光聚合單體為(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一種或兩種。
更優(yōu)選地，所述光聚合單體為含有(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯的組合。
優(yōu)選地，所述助劑為流平劑、消泡劑、阻聚劑、光引發(fā)助劑、附著力促進(jìn)劑中的一種或幾種。
第二方面，本發(fā)明提供一種所述紫外光固化絕緣底漆組合物作為漆包線漆在制備漆包線中的用途。
本發(fā)明所使用術(shù)語含義如下：“(甲基)丙烯酸”系指丙烯酸、甲基丙烯酸以及其混合物的總稱，其它類似的表示含義相仿?！耙蚁┬筒伙柡玩I”系指分子中含有烯鍵。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、無烘烤環(huán)節(jié)，減少能源消耗；
2、快速固化，提高生產(chǎn)效率；
3、采用百分百固含UV配方，無溶劑揮發(fā)，環(huán)境友好。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
下述實施例中的紫外光固化樹脂為下述(1)、(2)、(3)、(4)制備產(chǎn)物中的一種或幾種的混合物：
(1)合成例1：紫外光固化樹脂A1的合成
在反應(yīng)器中加入100克雙酚A型環(huán)氧樹脂(E51樹脂，環(huán)氧當(dāng)量200)(無錫樹脂廠生產(chǎn))、40克丙烯酸、0.5克對苯二酚和2克N,N-二甲基芐氨，并在95-98℃的溫度反應(yīng)15小時，測定其酸值小于3。得到淺黃色的樹脂液A1。
(2)合成例2：紫外光固化樹脂A2的合成
在反應(yīng)器中按照摩爾比為1:2:1的比例加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸，溶劑使用卡必醇醋酸酯，催化劑使用偶氮二異丁腈(AIBN)，在80℃攪拌4小時，得到樹脂溶液。
冷卻該樹脂液，使用甲基氫醌作為阻聚劑，三苯基膦作為催化劑，在90-95℃條件下與甲基丙烯酸縮水甘油酯反應(yīng)，甲基丙烯酸縮水甘油酯與第一步反應(yīng)中丙烯酸的摩爾比為1:1，反應(yīng)進(jìn)行16小時，冷卻后將生成物樹脂液A2。
(3)合成例3：紫外光固化樹脂A3的合成
在反應(yīng)器中按照摩爾比為1:1:1的比例加入甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯，催化劑使用偶氮二異丁腈(AIBN)，在80℃攪拌4小時，得到樹脂液。
冷卻該樹脂液，使用甲基氫醌作為阻聚劑，三苯基膦作為催化劑，在90-95℃條件下與丙烯酸反應(yīng)，丙烯酸與第一步反應(yīng)中所用的甲基丙烯酸縮水甘油酯的摩爾比為1:1，反應(yīng)進(jìn)行16小時，冷卻后將生成物樹脂液A3取出。
(4)合成例4：紫外光固化樹脂A4的合成
在反應(yīng)器中按照摩爾比為2:1的比例加入六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、聚乙二醇400，在75-80℃下，在乙酸乙酯中反應(yīng)2-3小時，得到雙端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂液，然后加入與HDI等摩爾的丙烯酸羥乙酯，在75-80℃下進(jìn)行封端反應(yīng)1-2小時，得到樹脂液A4取出。
實施例1-9
實施例1-9分別提供了一種紫外光固化絕緣底漆組合物，各組合物對應(yīng)的原料組分及重量份數(shù)如表1所示；
分別將各實施例對應(yīng)的原料組分按其重量份數(shù)混合，中速分散2小時，過濾，即得對應(yīng)的一種紫外光固化絕緣底漆組合物。
對比例1-4
對比例1-4各提供了一種紫外光固化絕緣底漆組合物，其制備方法包括如下步驟：
(a)按照表2所示的組分及重量份數(shù)備料；
(b)將所述原料組分混合，中速分散2小時，過濾，即得一種感光拼版涂料組合物。
表1
表2
性能檢測
為了本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的涂料進(jìn)行比較，用下面的方法進(jìn)行涂布，測定涂料的平整度、附著力、鍍鋁牢度、樣張外觀、耐溫。
一、外觀
用浸涂法將紫外光固化絕緣底漆組合物涂布在退火后的銅線上，采用300mJ/cm2的紫外光光照固化，然后目測涂層外觀。
評價方法：外觀有針孔及刮痕為差；外觀光滑無漆瘤為優(yōu)。
二、電性能
用浸涂法將紫外光固化絕緣底漆組合物涂布在退火后的銅線上，做成測試漆包線，取漆包線0.5m對折一次，將對折部分剪斷并刮去四根線漆皮，將對折后的漆包線擰成麻花狀，分別用高壓儀測試同一端兩根線頭的高壓。
評價方法：
擊穿電壓在2700V以下為差；
擊穿電壓在2700V-5000V為良；
擊穿電壓在5000V以上為優(yōu)。
三、附著力
用刮涂法將涂料涂布在退火后的銅線上，做成測試漆包線，將漆包線與相對應(yīng)的繞上十圈，檢驗漆膜有無開裂脫落。
評估方法：完全沒有開裂脫落為優(yōu)，有開裂脫落為差。
四、伸長率
用浸涂法將紫外光固化絕緣底漆組合物涂布在退火后的銅線上，做成測試漆包線，按照GBT 4074.1-2008標(biāo)準(zhǔn)使用拉伸儀測試?yán)炻省?/p>
計算方法：(拉伸后的長度－拉伸前的長度)/拉伸前的長度
評估方法：拉伸率超過30％為優(yōu)，拉伸率低于30％為差。
五、急拉斷
按照GBT 4074.1-2008標(biāo)準(zhǔn)每秒2米的速度急拉，檢驗漆膜有無開裂。
評估方法：無開裂為優(yōu)，開裂為差。
六、熱沖擊
按照GBT 4074.1-2008標(biāo)準(zhǔn)將卷繞漆包線放在烘箱中烘0.5小時，烘完以后檢驗漆膜有無開裂。
評估方法：無開裂為優(yōu)，開裂為差。
性能檢測結(jié)果如表3所示：
表3 對比例性能檢測情況
由表3可知，實施例-6制得的紫外光固化絕緣底漆組合物與實施例7-9所示紫外光固化絕緣底漆組合物相比，性能整體較好；實施例7-9因未含有樹脂液A1在附著力、熱沖擊測試表現(xiàn)稍差，樹脂液A1為環(huán)氧丙烯酸樹脂，對基材具有良好的附著力，形成的涂層耐溫高。
表4 對比例性能檢測情況
由表4可知，當(dāng)組分的含量超過本發(fā)明的限定時，所得組合物的效果整體顯著下滑，說明本發(fā)明的組合物組分的篩選是創(chuàng)造性優(yōu)選的結(jié)果。
以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。