[發明專利]一種絕緣型水性聚氨酯分散體及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202011346060.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112341598A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 孫東成;羅鳥梅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/69;C08G18/68;C08G18/32;C08G18/12;C09D175/14;C09D5/25
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種絕緣型水性聚氨酯分散體及其制備方法與應用，所述聚氨酯分散體由特定結構的大分子多元醇(A)、含異氰酸酯基化合物(B)反應而獲得的聚氨酯預聚體(X)，加溶劑稀釋后，進一步加入胺類擴鏈劑(C1)、羧酸鹽親水擴鏈劑(D)反應形成混合物，再加入一定的水分散得到粗水性聚氨酯分散體，最后再加入特定量的的鏈延長劑(C2)反應而得到。該法制備出的水性聚氨酯分散體具有很好的電絕緣性、耐熱性、耐濕熱性?？捎米麟姎饣螂娮悠骷慕^緣涂料使用；特別是適用于印刷電路板上作為封裝絕緣涂料使用。

技術領域

本發明屬于一種水性聚氨酯涂層樹脂技術領域，具體涉及一種絕緣型水性聚氨酯分散體及其制備方法與應用。

背景技術

絕緣涂料是以高分子聚合物為基礎，在一定條件下固化成絕緣膜；由于電阻系數大、耐熱性能好、堅固的機械性能和良好的耐濕熱被應用于絕緣領域；在工業電氣施工中，為了保護電子電氣設備免受周圍水分、灰塵、沖擊等的影響，需在電子電氣設備表面刷絕緣涂料，如印刷電路板是在塑料板等基材上由銅等導體形成電路的電路板，需在上面刷一層絕緣涂料對其進行封裝。絕緣涂料不僅可以使器材表面不導電，降低意外事故的發生率，而且可提高其精密度、減少能量損耗、延長使用壽命等；早期的絕緣涂料采用的是天然原料如瀝青、干性油、天然纖維素等制成，但是氣味大、不耐高溫。自五十年代以來，隨著高分子工業的發展，大批合成樹脂生產，慢慢解決了早期的耐熱性難題，作為樹脂類絕緣涂料，一般有醇酸樹脂型、聚酰亞胺樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂等。

醇酸樹脂是用量最大的一類絕緣涂料，主要是由多元醇、多元酸、植物油或不飽和脂肪酸縮聚而成的一種改性聚酯，它原料易得，不完全依賴石油產品，工藝簡單。但由于醇酸的耐熱性不高，抗擊穿電壓不強，但醇酸廉價易得，因此只能用在中小型低壓電機電器的絕緣處理上。

聚酰亞胺樹脂是耐熱性最好的聚合物，其主要是靠提高其中芳香環的含量來提高其耐熱性，但是這樣會使它的溶解性和柔韌性變差，同時，此類涂料固化時，釋放出的小分子物質易形成氣孔而影響其電氣絕緣性，并且與其他聚合物比較，成本還是太高。

有機硅類樹脂是是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷，其固化通過硅醇縮合形成硅氧鏈節來實現的，有機硅樹脂及改性有機硅樹脂制品以其優異的熱氧化穩定性、電絕緣性能、耐候性等特性，被廣泛應用于各種領域，但是它的缺陷就是機械性能以及附著力較差，與構成電氣部件的基材的粘合力不一定充分，另外，透濕性大，存在無法充分的防止水分對電子電氣部件的影響。

聚氨酯類樹脂即聚氨基甲酸酯，其特點是在高聚物分子之間能形成非環或環形的氫鍵，在外力作用下，氫鍵可分離，當外力除去后又可重新再形成氫鍵。如此的氫鍵裂開，使聚氨酯漆膜具有高度機械耐磨性和韌性；涂膜的彈性也可根據需要而調節其成分配比，可以從極堅硬的涂層調節到極柔韌的彈性涂層，除此之外，其附著力強，耐水耐磨、電性能、低溫固化性、綜合性能好等特點，也廣泛被用作電絕緣涂料。

現使用的聚氨酯類樹脂作為絕緣涂料主要是以有機溶劑為稀釋劑的雙組份溶劑型樹脂。CN201711196108.2就提供了一種溶劑型環氧聚氨酯絕緣涂料的制備方法，該方法包括A組份的制備和B組份的制備,使用時再混合使用；該環氧聚氨酯絕緣涂料具有良好的附著力、柔韌性和電絕緣性能，但是雙組份溶劑型聚氨酯樹脂存在如下的缺點：

1)以有機溶劑為稀釋劑，含有可揮發性有機物(VOCs)，固化過程中揮發到空氣中，產生刺激性氣味，影響員工的心情，降低工作效率；

2)VOCs屬于有毒有害氣體，長期接觸造成員工的職業白血病隱患；

3)對環境造成污染，環保政策要求越來越嚴格，面臨政策壓力；

4)VOCs易燃易爆，在生產、運輸、儲存過程中存在極大的安全隱患；

5)雙組份樹脂施工復雜，得現配現用，一次不宜配多，并且得嚴格按著產品說明中的配比來調配；