[发明专利]一种环保耐热丙烯酸树脂绝缘涂料

说明书

技术领域

本发明属于环保耐热涂料，特别涉及的是电工钢涂层使用的一种纳米改性丙烯酸树脂环保绝缘涂料。

背景技术

到目前为止，在电工钢片上形成一层绝缘层的技术以及涂料的配方已经有许多，主要包括无机、有机和半无机三大类。最早的涂料主要是铬酸盐和磷酸盐在电工钢片上形成一层无机膜。尽管无机膜的耐热性优良，但是它的耐水性、抗冲击性、附着性都很差。为了解决上述问题，逐渐发展了包含有机、无机两个主要组分的混合涂料，获得半无机涂料，这类配方充分利用了无机膜良好的焊接性能和耐热性能以及有机膜优良的耐水、绝缘、抗冲击和粘附性能。例如美国专利US4238534、US4844753、US5624749、中国专利98125437中所提及的用于涂覆电工钢片以形成绝缘层的涂料中，均采用这类半无机涂料配方。半无机涂料在国内外大型电工钢生产企业获得了广泛的应用。此类绝缘涂料存在的主要问题是采用了对人体有害的有机溶剂和铬酸盐，随着环保措施的日益严格，该类涂料的应用受到限制。

为满足涂料的环保要求，环保型的绝缘涂料逐渐成为国内外研发的重点。中国专利01113541.7、03132101.1和200610038817.3采用丙烯酸树脂中添加无机填料制备了无铬环保型的绝缘涂料。其中，01113541.7采用的丙烯酸树脂为直径0.1-0.4μm的颗粒，无机填料的粒径为0.1-0.5μm；03132101.1和200610038817.3采用醇溶剂体系制备丙烯酸树脂，但未规定树脂的粒度，无机填料的粒径为0.01-0.5μm。采用丙烯酸乳液成膜，需要添加成膜助剂才可以获得比较致密的薄膜，由于丙烯酸树脂乳液的稳定性较差，粘度变化大，很难满足电工钢致密薄膜制备技术的要求。根据目前电工钢绝缘涂层的应用现状，涂层需要高温固化，电工钢产品需要经过高温退火，丙烯酸树脂耐温性较差，而且丙烯酸树脂经高温退火后分解后容易产生掉粉现象，影响硅钢片的绝缘性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不容易掉粉的环保耐热丙烯酸树脂绝缘涂料。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种环保耐热丙烯酸树脂绝缘涂料，包括纳米无机改性丙烯酸乳液、纳米丙烯酸树脂、无机填料、固化剂，所述的纳米无机改性丙烯酸乳液、纳米丙烯酸树脂、无机填料、固化剂的质量比为10-40∶20-40∶20-40∶5-15。

所述的纳米无机改性丙烯酸乳液通过下述方法制备：

a)将共聚单体、乳化剂、缓冲剂、交联剂、溶剂、搅拌预乳化不小于1小时形成预乳体，共聚单体、乳化剂、缓冲剂、交联剂、溶剂的质量比为：50～70∶1∶1～2∶0.5～5∶80～100。

b)将引发剂与纳米无机改性剂加入水中，形成改性剂混悬液，引发剂、纳米无机改性剂、水的质量比为1.5∶1～10∶30。

c)在室温搅拌的情况下，取10～30重量份的预乳体、10-30重量份改性剂混悬液，混合，升温至78-85℃，以0.2-0.3公斤/小时滴加70-90重量份的预乳体与50-70重量份改性剂混悬液的混合溶液，滴完后，以0.1-0.3公斤/小时的速度滴加10-30重量份改性剂混悬液，然后以5-20℃/小时的速度升温到85-95℃，熟化0.5-1.5小时，冷却到50-60℃，用弱碱调节乳液的PH值为7-8，即可。

所述的纳米无机改性剂为硅溶胶、钛溶胶、锆溶胶、纳米氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化钛一种或数种的混合物。

所述的引发剂为乳液聚合常用的引发剂即可，本发明采用的是过硫酸铵。

所述的共聚单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和苯乙烯；乳化剂为十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚的复合体系；缓冲剂为碳酸氢钠；交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺；溶剂为水。

所述的纳米丙烯酸树脂可以从市场上购买，也可以以下述方法制备：

在丁醇等有机溶剂中将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯等单体，在80-85℃条件下聚合不小于4小时，即可。

为改善纳米丙烯酸树脂的的分散性，还可以在制备好的纳米丙烯酸树脂中加入多元醇类溶剂，以500～1500转/分钟的转速分散不小于1小时。所述的多元醇为乙二醇、丙三醇、山梨醇和乙烯乙二醇等。

所述的无机填料为磷酸锌、磷酸铝、高岭土、钛白粉一种或数种混合物，为保证涂料的均匀性，上述无机粉末最好控制粒径在0.5～2微米；

所述的固化剂为高甲醚化的三聚氰胺树脂、氨基树脂或环氧树脂。

为了改善涂料的使用性能，还可在涂料中加入流平剂、防腐剂、增稠剂。