專利名稱：：一種堿性介質(zhì)中水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種堿性介質(zhì)中水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂的制備方法，產(chǎn)品用于電動(dòng)工具、汽車和摩托車用串激電機(jī)轉(zhuǎn)子、水泵電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子以及電器線圈的絕緣處理上，屬于電工絕緣處理
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：環(huán)氧樹(shù)脂是一類重要的熱固性樹(shù)脂，是烘烤型涂料中應(yīng)用最廣泛的基體樹(shù)脂。環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的粘結(jié)性能、耐磨性能、機(jī)械性能、電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐高低溫性能，以及收縮率低、易加工處理等優(yōu)點(diǎn)，在膠粘劑、特種涂料、電子電氣絕緣材料等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但由于環(huán)氧樹(shù)脂在常溫下粘度很大，為了降低粘度，需要加入了大量的有機(jī)溶劑，固化時(shí)大部分的溶劑直接揮發(fā)到空氣中，從而嚴(yán)重污染環(huán)境并造成極大的資源浪費(fèi)。在環(huán)保要求日益高漲、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的今天，油溶性絕緣漆已不能滿足社會(huì)的需要，應(yīng)用將日益受限，因此將環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行水性化處理并以水作為溶劑成為主要的發(fā)展趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外環(huán)氧樹(shù)脂的水性化主要采用直接法、相反轉(zhuǎn)法、化學(xué)改性法。前兩種方法制得的分散相顆粒的尺寸較大，均為微米級(jí)，粒子的形狀不規(guī)則且粒度分布較寬，導(dǎo)致乳液為乳白色不透明，而且容易受到光、熱、酸堿、雜質(zhì)等的影響而穩(wěn)定性較差；而市面上通過(guò)化學(xué)改性法制備的水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂，體系都是酸性的，對(duì)金屬腐蝕性較強(qiáng)，因此，極大的限制了其在電工絕緣處理領(lǐng)域的應(yīng)用。此外由干性植物油合成的環(huán)氧樹(shù)脂，依靠吸氧進(jìn)行氧化干燥，僅能應(yīng)用于表面涂膜，無(wú)法進(jìn)行厚層固化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種厚層固化能力好、固化物絕緣性能高的能在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定存在的水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種堿性介質(zhì)中水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，具體步驟為-第一步稱取環(huán)氧樹(shù)脂1025重量份、羧酸715重量份、酸酐28重量份、多元醇1025重量份、有機(jī)胺27重量份、醚類溶劑015重量份和去離子水3060重量份；第二步在惰性氣體保護(hù)下，將環(huán)氧樹(shù)脂、羧酸、20%-80%的酸酐和20%_80%的多元醇混合，在20(TC22(TC攪拌反應(yīng)24小時(shí)；加入70%_10%的酸酐和剩余的多元醇，在16017(TC攪拌反應(yīng)47小時(shí)，加入剩余的酸酐，繼續(xù)保溫反應(yīng)12小時(shí)，降溫至110125°C，加入醚類溶劑，保溫?cái)嚢?.5lh，在9010(TC滴加有機(jī)胺，加完后繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5l小時(shí)，加入去離子水，繼續(xù)保溫?cái)嚢?1.5小時(shí)即得水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂。所述的環(huán)氧樹(shù)脂為E-12、E20、E-44、E-51、E-54和酚醛環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或幾種的混合物。所述的羧酸為乙酸、丙酸、硬脂酸、十二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、順丁烯二酸和富馬酸中的一種或幾種的混合物。所述的酸酐為琥珀酸酐、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、偏苯三酸酐和均苯四酸二酐中的一種或幾種的混合物。所述的多元醇為乙二醇、丙二醇、二甘醇、聚乙二醇、丙三醇、三羥甲基丙垸和季戊四醇中的一種或幾種的混合物。所述的有機(jī)胺為甲胺、環(huán)乙胺、丙胺、乙二胺、二乙醇胺、丙二胺、三乙醇胺、N、N一二甲基乙醇胺中的一種或幾種的混合物。所述的醚類溶劑為乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚或它們的混合物。所述的去離子水電阻率為1MQ15MQ。本發(fā)明所提供的水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂的制備方法采用化學(xué)方法改性環(huán)氧樹(shù)脂，制備在堿性體系中可以與水互溶的水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂。由于不是通過(guò)常規(guī)的物理機(jī)械手段使樹(shù)脂與水形成乳液，而是采用化學(xué)方法，從樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)入手，引入親水性基團(tuán)達(dá)到與水互溶的目的，因此樹(shù)脂在水中分散均勻、溶液透明穩(wěn)定性高。沒(méi)有使用單體聚合，采用環(huán)氧樹(shù)脂作基體樹(shù)脂，殘留有害溶劑大幅減少，因此氣味小，廢氣排放減少。水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂合成過(guò)程中，工藝簡(jiǎn)單，水和溶劑可以循環(huán)使用，節(jié)約了成本又提高了使用效率。制備的水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂常溫下不易發(fā)生自聚，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用化學(xué)改性法合成水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂，合成工藝簡(jiǎn)單、操作方便，合成過(guò)程中無(wú)毒害氣體排出，制備出的水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂可以與水互溶，透明性好，貯存穩(wěn)定性高氣味小，有機(jī)溶劑含量低；與水性固化劑配合固化速度快；固化物絕緣性能好、收縮率小、韌性好、機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱等級(jí)達(dá)到F/H級(jí)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1第一步稱取環(huán)氧樹(shù)脂E-12(無(wú)錫樹(shù)脂廠生產(chǎn))10重量份、乙酸7重量份、琥珀酸酐2重量份、乙二醇10重量份、甲胺2重量份和電導(dǎo)率為10^的去離子水60重量份；第二步在裝有攪拌器、冷凝管、滴液漏斗的1000ml三口燒瓶中加入環(huán)氧樹(shù)脂、乙酸、20%的琥珀酸酐和80%的乙二醇，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在200'C攪拌反應(yīng)2小時(shí)；加入70%的琥珀酸酐和剩余的乙二醇，在16(TC攪拌反應(yīng)4小時(shí)，加入剩余的琥珀酸酐，繼續(xù)保溫反應(yīng)1小時(shí)，降溫至11(TC，加入醚類溶劑，保溫?cái)嚢?.5h，在9(TC滴加甲胺，加完后繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5小時(shí)，加入去離子水，繼續(xù)保溫?cái)嚢鑜小時(shí)，冷卻至室溫即得水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂，為透明淺黃褐色，固含量為50%，無(wú)明顯異味，可以與水互溶。實(shí)施例2第一步稱取環(huán)氧樹(shù)脂E-20(無(wú)錫樹(shù)脂廠生產(chǎn))25重量份、丙酸15重量份、順丁烯二酸酐8重量份、丙二醇25重量份、環(huán)乙胺7重量份、乙二醇單甲醚15重量份和電導(dǎo)率為0.lps的去離子水30重量份；第二步在裝有攪拌器、冷凝管、滴液漏斗的1000ml三口燒瓶中加入環(huán)氧樹(shù)脂、丙酸、80%的順丁烯二酸酐和20%的丙二醇，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在220。C攪拌反應(yīng)4小時(shí)；加入10%的順丁烯二酸酐和剩余的丙二醇，在17(TC攪拌反應(yīng)7小時(shí)，加入剩余的順丁烯二酸酐，繼續(xù)保溫反應(yīng)2小時(shí)，降溫至125T:，加入乙二醇單甲醚，保溫?cái)嚢鑜h，在10(TC滴加環(huán)乙胺，加完后繼續(xù)保溫?cái)嚢?小時(shí)，加入去離子水，繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5小時(shí)，冷卻至室溫即得水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂，為透明淺黃褐色，固含量為50%，無(wú)明顯異味，可以與水互溶。實(shí)施例3第一步稱取環(huán)氧樹(shù)脂E-44(無(wú)錫樹(shù)脂廠生產(chǎn))17重量份、硬脂酸10重量份、鄰苯二甲酸酐5重量份、二甘醇17重量份、丙胺5重量份、丙二醇甲醚7.5重量份和電導(dǎo)率為lps的去離子水3060重量份；第二步在裝有攪拌器、冷凝管、滴液漏斗的1000ml三口燒瓶中加入環(huán)氧樹(shù)脂、硬脂酸、30%的鄰苯二甲酸酐和50%的二甘醇，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在21(TC攪拌反應(yīng)3小時(shí)；加入70%的鄰苯二甲酸酐和剩余的二甘醇，在165'C攪拌反應(yīng)5小時(shí)，加入剩余的鄰苯二甲酸酐，繼續(xù)保溫反應(yīng)1.5小時(shí)，降溫至120°C，加入丙二醇甲醚，保溫?cái)嚢?.5h，在95'C滴加丙胺，加完后繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5小時(shí)，加入去離子水，繼續(xù)保溫?cái)嚢鑜小時(shí)，冷卻至室溫即得水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂，為透明淺黃褐色，固含量為50%，無(wú)明顯異味，可以與水互溶。實(shí)施例4-125<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>酚醛環(huán)氧順丁烯二二醇的混醚禾B丙二樹(shù)脂(無(wú)酸酐的混合物醇甲醚的錫樹(shù)脂廠合物混合物生產(chǎn)，牌號(hào)為F-51)的混合物實(shí)施例9重量比為間苯二甲重量比為重量比為重量比為重量比為電阻率為1:1的酸1:1:11:1:11:1的甲1:1的乙1MQE-12和的鄰苯二的二甘胺和環(huán)乙二醇單甲15MQE-20(無(wú)甲酸酐、醇、聚乙胺的混合醚和丙二錫樹(shù)脂廠甲基四氫二醇和丙物醇甲醚的生產(chǎn))的苯酐和甲三醇的混混合物混合物基六氫苯酐的混合物合物實(shí)施例重量比為順丁烯二重量比為重量比為重量比為重量比為電阻率為101:1的酸1:1的偏1:1的三1:1:11:1的乙1MQE-12和苯三酸酐羥甲基丙的丙胺、二醇單甲15MQE-20(無(wú)和均苯四烷和季戊乙二胺、醚和丙二錫樹(shù)脂廠酸二酐的四醇的混二乙醇胺醇甲醚的生產(chǎn))的混合物合物的混合物混合物混合物實(shí)施例重量比為富馬酸重量比為重量比為重量比為重量比為電阻率為111:1的1:1的偏h1的乙i:i:i1:1的乙1MQE-12和苯三酸酐二醇和丙的丙二二醇單甲E-20(無(wú)和均苯四二醇的混胺、三乙醚和丙二錫樹(shù)脂廠酸二酐的合物醇胺、N，醇甲醚的生產(chǎn))的混合物N-二甲基混合物混合物乙醇胺的7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>以上表格中的混合物可以先混合好再加入或者分別加入，加完一種再加另外一種。本發(fā)明得到的水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂固化物的性能如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種堿性介質(zhì)中水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，具體步驟為第一步稱取環(huán)氧樹(shù)脂10～25重量份、羧酸7～15重量份、酸酐2～8重量份、多元醇10～25重量份、有機(jī)胺2～7重量份、醚類溶劑0～15重量份和去離子水30～60重量份；第二步在惰性氣體保護(hù)下，將環(huán)氧樹(shù)脂、羧酸、20％-80％的酸酐和20％-80％的多元醇混合，在200℃～220℃攪拌反應(yīng)2～4小時(shí)；加入70％-10％的酸酐和剩余的多元醇，在160～170℃攪拌反應(yīng)4～7小時(shí)，加入剩余的酸酐，繼續(xù)保溫反應(yīng)1～2小時(shí)，降溫至110～125℃，加入醚類溶劑，保溫?cái)嚢?.5～1h，在90～100℃滴加有機(jī)胺，加完后繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5～1小時(shí)，加入去離子水，繼續(xù)保溫?cái)嚢?～1.5小時(shí)即得水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂。2、如權(quán)利要求1所述的的制備方法，其特征在于，所述的環(huán)氧樹(shù)脂為E-12、E20、E-44、E-51、E-54和酚醛環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或幾種的混合物。3、如權(quán)利要求1所述的的制備方法，其特征在于，所述的羧酸為乙酸、丙酸、硬脂酸、十二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、順丁烯二酸和富馬酸中的一種或幾種的混合物。4、如權(quán)利要求1所述的的制備方法，其特征在于，所述的酸酐為琥珀酸酐、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、偏苯三酸酐和均苯四酸二酐中的一種或幾種的混合物。5、如權(quán)利要求l所述的的制備方法，其特征在于，所述的多元醇為乙二醇、丙二醇、二甘醇、聚乙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷和季戊四醇中的一種或幾種的混合物。6、如權(quán)利要求1所述的的制備方法，其特征在于，所述的有機(jī)胺為甲胺、環(huán)乙胺、丙胺、乙二胺、二乙醇胺、丙二胺、三乙醇胺、N、N—二甲基乙醇胺中的一種或幾種的混合物。7、如權(quán)利要求l所述的的制備方法，其特征在于，所述的醚類溶劑為乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚或它們的混合物。8、如權(quán)利要求l所述的的制備方法，其特征在于，所述的去離子水電阻率為1MQ15MQ。全文摘要本發(fā)明提供了一種堿性介質(zhì)中水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，具體步驟為稱取環(huán)氧樹(shù)脂10～25重量份、羧酸7～15重量份、酸酐2～8重量份、多元醇10～25重量份、有機(jī)胺2～7重量份、醚類溶劑0～15重量份和去離子水30～60重量份；在惰性氣體保護(hù)下，攪拌混合。本發(fā)明采用化學(xué)改性法合成水溶性環(huán)氧絕緣樹(shù)脂，合成工藝簡(jiǎn)單、操作方便，合成過(guò)程中無(wú)毒害氣體排出；制備出的水溶性樹(shù)脂在堿性介質(zhì)中可以與水互溶，均一透明，貯存穩(wěn)定性高，與水性固化劑配合固化速度快；固化物絕緣性能好、收縮率小、韌性好、機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱等級(jí)達(dá)到F級(jí)。適用于各類電機(jī)、線圈等的絕緣處理。還可以用于特種金屬烤漆的基體樹(shù)脂。文檔編號(hào)C08G59/00GK101550226SQ20091005065公開(kāi)日2009年10月7日申請(qǐng)日期2009年5月6日優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日發(fā)明者防張,羅小鋒,陸順平申請(qǐng)人:上海電動(dòng)工具研究所