一種用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料及其制備方法，屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域。包括有按重量份計的如下組分：改性水性聚氨酯乳液60～80份、水性醇酸樹脂4～6份、鋁溶膠5～10份、導熱填料15～30份、緩蝕劑0.5～3份、分散劑0.5～3份、消泡劑0.5～3份、潤濕劑0.5～3份、水15～20份。本發(fā)明所提供的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料具有附著力好、導熱性能好的優(yōu)點。
【專利說明】
一種用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料及其制備方法，屬于涂料
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電箱的安裝方式分為明裝和暗裝兩種，明裝配電箱的散熱效果優(yōu)于暗裝配電 箱，暗裝配電箱內(nèi)的空氣不宜對流，其散熱效果較差，造成配電箱內(nèi)因低壓斷路器的溫升使 周圍環(huán)境的空氣溫度上升。近年來，隨著企業(yè)用電負荷的不斷增加，+壓輸配電設備朝著大 容量、大電流的方向發(fā)展，配電柜因為過熱而發(fā)生攄障的情況日益凸顯。常規(guī)的改進散熱的 方式是通過增加配電柜的散熱面積、使用導熱涂料，以提高其散熱效率、輻射系數(shù)，對發(fā)熱 部件施行有針對性的散熱等措施，從而改善配電柜的散熱條件。
[0003] CN103087614A公開了公開了一種絕緣導熱耐高溫電器涂料，其是由如下質(zhì)量百分 比的組分組成：30-60%的環(huán)氧有機硅樹脂、1-20%的普通填料、10-50%的芳烴溶劑、1-10%的 酯類溶劑，〇. 1-2%的消泡劑、1-5%的偶聯(lián)劑、20-50%的導熱填料。CN102559048A公開了一種 環(huán)氧改性有機硅絕緣導熱耐高溫涂料的制備方法，其包括如下步驟：（1)制備原材料；（2)合 成有機硅預聚物；（3)合成環(huán)氧改性有機硅樹脂；（4)制備環(huán)氧改性有機硅絕緣導熱耐高溫 涂料。本發(fā)明還提供了一種采用上述方法制備的環(huán)氧改性有機硅絕緣導熱耐高溫涂料，該 涂料由環(huán)氧改性有機硅樹脂、填料、偶聯(lián)劑、溶劑組成。
[0004] 但是，上述的涂料是油性涂料，存在著環(huán)境友好性差、導熱性能不高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是:提供一種應用于配電柜上使用的水性聚氨酯涂料，要求具有附 著力好、導熱性能好的優(yōu)點。
[0006] 技術(shù)方案是： 一種用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括有按重量份計的如下組分： 改性水性聚氨酯乳液60~80份、水性醇酸樹脂4~6份、鋁溶膠5~10份、導熱填料15~ 30份、緩蝕劑0.5~3份、分散劑0.5~3份、消泡劑0.5~3份、潤濕劑0.5~3份、水15~20份。
[0007] 所述的導熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的任意重量比混合物，優(yōu)選范 圍是等重量比的混合物。
[0008] 所述的鋁溶膠中的固含量范圍是15~20wt%。
[0009] 改性水性聚氨酯乳液是指環(huán)氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液，其制備方法包括如下 步驟： 第1步，按重量份計，將脂環(huán)族聚異氰酸酯15~20份溶解于20~25份酯類溶劑中，得到 第一混合物； 第2步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油10~15份、聚乙二醇15~20份混合后，升溫至65~70 °C，預熱10~15min，再滴加第一混合物，進行反應，反應20~30min，再滴加有機多元酸5~ 10份，反應20~30min，再加入0.2~0.4份有機錫催化劑，升溫至75~80°C，進行反應2~3h; 第3步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑3~5份，并在60~65°C繼續(xù)反應0.5~lh， 冷卻至室溫后，加入二乙胺0.3~0.5份，再加入水40~70份和乳化劑1~3份，高速分散后， 減壓蒸餾除酯類溶劑后，得到乳液。
[0010]所述的酯類溶劑是乙酸乙酯或者乙酸丁酯。
[0011] 所述的脂環(huán)族聚異氰酸酯是順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸酯。
[0012] 所述的有機多元酸是己二酸。
[0013] 所述的有機錫催化劑是二月桂酸二丁基錫。
[0014] 高速分散是指在2500~3000rpm轉(zhuǎn)速下進行分散。
[0015] 所述的乳化劑選自SPAN80。
[0016]所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料的制備方法，包括如下步驟:將改 性水性聚氨酯乳液、水性醇酸樹脂、鋁溶膠、消泡劑混合，以700~800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌20~ 30min，再加入導熱填料、緩蝕劑、分散劑、潤濕劑、水，以500~600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌10~ 15min，即可。
[0017]有益效果 本發(fā)明所提供的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料具有附著力好、導熱性能好的 優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提供的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括有按重量份計的如下 組分： 改性水性聚氨酯乳液60~80份、水性醇酸樹脂4~6份、鋁溶膠5~10份、導熱填料15~ 30份、緩蝕劑0.5~3份、分散劑0.5~3份、消泡劑0.5~3份、潤濕劑0.5~3份、水15~20份。 [0019]所述的導熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的任意重量比混合物，優(yōu)選范 圍是等重量比的混合物。
[0020] 其中，采用的改性水性聚氨酯乳液指環(huán)氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液，其制備方 法包括如下步驟： 第1步，按重量份計，將脂環(huán)族聚異氰酸酯15~20份溶解于20~25份酯類溶劑中，得到 第一混合物； 第2步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油10~15份、聚乙二醇15~20份混合后，升溫至65~70 °C，預熱10~15min，再滴加第一混合物，進行反應，反應20~30min，再滴加有機多元酸5~ 10份，反應20~30min，再加入0.2~0.4份有機錫催化劑，升溫至75~80°C，進行反應2~3h; 第3步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑3~5份，并在60~65°C繼續(xù)反應0.5~lh， 冷卻至室溫后，加入二乙胺0.3~0.5份，再加入水40~70份和乳化劑1~3份，高速分散后， 減壓蒸餾除酯類溶劑后，得到乳液。
[0021] 上述方法中，作為脂環(huán)族聚異氰酸酯，例如可以列舉順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸酯、 1，3-環(huán)戊烯異氰酸酯、1，4-環(huán)己烷異氰酸酯、1，3-環(huán)己烷異氰酸酯、3-異氰酸根合甲基-3， 5,5_三甲基環(huán)己基異氰酸酯（常用名：異佛爾酮異氰酸酯）、4,4'_亞甲基雙(環(huán)己基異氰 酸酯）、甲基-2，4-環(huán)己烷異氰酸酯、甲基-2，6-環(huán)己烷異氰酸酯、1，3-或1，4-雙（異氰酸根 合甲基)環(huán)己烷(常用名：氫化亞二甲苯基異氰酸酯）或其混合物、降冰片烷異氰酸酯等的 脂環(huán)族異氰酸酯、例如1，3,5_三異氰酸根合環(huán)己烷酯、1，3,5_三甲基異氰酸根合環(huán)己烷 酯、2-(3-異氰酸根合丙基)-2,5_二(異氰酸根合甲基)-二環(huán)(2.2.1)庚烷酯、2-(3-異氰酸 根合丙基)-2，6-二(異氰酸根合甲基)-二環(huán)(2.2.1)庚烷酯、3- (3-異氰酸根合丙基)-2，5-二(異氰酸根合甲基)_二環(huán)(2.2.1)庚烷酯、5-(2-異氰酸根合乙基)-2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-二環(huán)(2.2.1)庚烷酯、6-(2-異氰酸根合乙基)-2-異氰酸根合甲 基-3-(3-異氰酸根合丙基)-二環(huán)（2.2.1)庚烷酯、5-(2-異氰酸根合乙基)-2-異氰酸根合 甲基-2-(3-異氰酸根合丙基)-二環(huán)(2.2.1)-庚烷酯、6-(2-異氰酸根合乙基)-2-異氰酸根 合甲基-2-(3-異氰酸根合丙基)-二環(huán)(2.2.1)庚烷酯等的脂環(huán)族三異氰酸酯等。
[0022]其中的有機多元酸可以采用鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、萘二羧酸、琥 珀酸、酒石酸、丙二酸、乙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、1，4_環(huán)己基二羧酸、α-氫化 己二稀二酸(辦(11'〇1]111〇〇11；[04(^(1)、0-氫化己二稀二酸、€[，0-二乙基琥泊酸、馬來酸、富馬酸、 其他二元酸等1種或2種以上。
[0023]擴鏈劑可以為1，4_ 丁二醇、新戊二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、甘油、順丁烯二酸 酐、三羥甲基丙烷、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二羥甲基丙酸中的一種或幾種的混 合物。
[0024] 以下實施例中采用的部分原料是： 水性醇酸樹脂(北京高盟PR0-3340) 緩蝕劑(石油磺酸鈉精制60#無錫玉煉） 分散劑(PX4585巴斯夫） 消泡劑(2550巴斯夫） 潤濕劑(57海銘斯化學） 水性聚氨酯固化劑(德國拜耳Bayhydur XP 2655) 實施例1 用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括有按重量份計的如下組分： 改性水性聚氨酯乳液60份、水性醇酸樹脂4份、鋁溶膠(固含量15wt%)5份、導熱填料(導 熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的等重量比的混合物）15份、緩蝕劑0.5份、分散 劑〇. 5份、消泡劑0.5份、潤濕劑0.5份、水15份。
[0025] 改性水性聚氨酯乳液是指環(huán)氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液，其制備方法包括如下 步驟： 第1步，按重量份計，將順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸酯15份溶解于20份乙酸乙酯中，得到第 一混合物； 第2步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油10份、聚乙二醇15份混合后，升溫至65°C，預熱 lOmin，再滴加第一混合物，進行反應，反應2〇min，再滴加己二酸5份，反應20min，再加入0.2 份二月桂酸二丁基錫，升溫至75 °C，進行反應2h; 第3步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑3份，并在60 °C繼續(xù)反應0.5h，冷卻至室溫 后，加入二乙胺0.3份，再加入水40份和SPAN80乳化劑1份，2500rpm高速分散后，減壓蒸餾除 酯類溶劑后，得到乳液。
[0026] 所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括如下步驟:將改性水性聚氨 酯乳液、水性醇酸樹脂、鋁溶膠、消泡劑混合，以700rpm的轉(zhuǎn)速攪拌20min，再加入導熱填料、 緩蝕劑、分散劑、潤濕劑、水，以500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1 Omin，即可。
[0027] 實施例2 用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括有按重量份計的如下組分： 改性水性聚氨酯乳液80份、水性醇酸樹脂6份、鋁溶膠（固含量20wt%)10份、導熱填料 (導熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的等重量比的混合物)30份、緩蝕劑3份、分散 劑3份、消泡劑3份、潤濕劑3份、水20份。
[0028] 改性水性聚氨酯乳液是指環(huán)氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液，其制備方法包括如下 步驟： 第1步，按重量份計，將順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸酯20份溶解于25份乙酸乙酯中，得到第 一混合物； 第2步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油15份、聚乙二醇20份混合后，升溫至70°C，預熱 15min，再滴加第一混合物，進行反應，反應30min，再滴加己二酸10份，反應30min，再加入 〇. 4份二月桂酸二丁基錫，升溫至80°C，進行反應3h; 第3步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑5份，并在65 °C繼續(xù)反應lh，冷卻至室溫后， 加入二乙胺0.5份，再加入水70份和SPAN80乳化劑3份，3000rpm高速分散后，減壓蒸餾除酯 類溶劑后，得到乳液。
[0029] 所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括如下步驟:將改性水性聚氨 酯乳液、水性醇酸樹脂、鋁溶膠、消泡劑混合，以SOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌30min，再加入導熱填料、 緩蝕劑、分散劑、潤濕劑、水，以600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌15min，即可。
[0030] 實施例3 用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括有按重量份計的如下組分： 改性水性聚氨酯乳液70份、水性醇酸樹脂5份、鋁溶膠(固含量17wt%)8份、導熱填料(導 熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的等重量比的混合物)20份、緩蝕劑1份、分散劑2 份、消泡劑2份、潤濕劑1份、水18份。
[0031] 改性水性聚氨酯乳液是指環(huán)氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液，其制備方法包括如下 步驟： 第1步，按重量份計，將順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸酯18份溶解于22份乙酸乙酯中，得到第 一混合物； 第2步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油12份、聚乙二醇18份混合后，升溫至68°C，預熱 12min，再滴加第一混合物，進行反應，反應25min，再滴加己二酸8份，反應25min，再加入0.3 份二月桂酸二丁基錫，升溫至77 °C，進行反應2h; 第3步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑4份，并在62 °C繼續(xù)反應0.8h，冷卻至室溫 后，加入二乙胺0.4份，再加入水60份和SPAN80乳化劑2份，2800rpm高速分散后，減壓蒸餾除 酯類溶劑后，得到乳液。
[0032] 所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括如下步驟:將改性水性聚氨 酯乳液、水性醇酸樹脂、錯溶膠、消泡劑混合，以750rpm的轉(zhuǎn)速攪拌25min，再加入導熱填料、 緩蝕劑、分散劑、潤濕劑、水，以550rpm的轉(zhuǎn)速攪拌12min，即可。
[0033] 對照例1 與實施例3的區(qū)別在于:水性聚氨酯的制備過程中未加入環(huán)氧蓖麻油改性劑。
[0034] 用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括有按重量份計的如下組分： 改性水性聚氨酯乳液70份、水性醇酸樹脂5份、鋁溶膠(固含量17wt%)8份、導熱填料(導 熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的等重量比的混合物)20份、緩蝕劑1份、分散劑2 份、消泡劑2份、潤濕劑1份、水18份。
[0035] 改性水性聚氨酯乳液其制備方法包括如下步驟： 第1步，按重量份計，將順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸酯18份溶解于22份乙酸乙酯中，得到第 一混合物； 第2步，按重量份計，將聚乙二醇18份混合后，升溫至68°C，預熱12min，再滴加第一混合 物，進行反應，反應25min，再滴加己二酸8份，反應25min，再加入0.3份二月桂酸二丁基錫， 升溫至77°C，進行反應2h; 第3步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑4份，并在62 °C繼續(xù)反應0.8h，冷卻至室溫 后，加入二乙胺0.4份，再加入水60份和SPAN80乳化劑2份，2800rpm高速分散后，減壓蒸餾除 酯類溶劑后，得到乳液。
[0036] 所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括如下步驟:將改性水性聚氨 酯乳液、水性醇酸樹脂、錯溶膠、消泡劑混合，以750rpm的轉(zhuǎn)速攪拌25min，再加入導熱填料、 緩蝕劑、分散劑、潤濕劑、水，以550rpm的轉(zhuǎn)速攪拌12min，即可。
[0037] 對照例2 與實施例3的區(qū)別在于:未加入水性醇酸樹脂。
[0038] 用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括有按重量份計的如下組分： 改性水性聚氨酯乳液70份、鋁溶膠（固含量17wt%)8份、導熱填料(導熱填料是氮化鋁、 玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的等重量比的混合物)20份、緩蝕劑1份、分散劑2份、消泡劑2份、潤 濕劑1份、水18份。
[0039] 改性水性聚氨酯乳液是指環(huán)氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液，其制備方法包括如下 步驟： 第1步，按重量份計，將順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸酯18份溶解于22份乙酸乙酯中，得到第 一混合物； 第2步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油12份、聚乙二醇18份混合后，升溫至68°C，預熱 12min，再滴加第一混合物，進行反應，反應25min，再滴加己二酸8份，反應25min，再加入0.3 份二月桂酸二丁基錫，升溫至77 °C，進行反應2h; 第3步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑4份，并在62 °C繼續(xù)反應0.8h，冷卻至室溫 后，加入二乙胺0.4份，再加入水60份和SPAN80乳化劑2份，2800rpm高速分散后，減壓蒸餾除 酯類溶劑后，得到乳液。
[0040] 所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，包括如下步驟:將改性水性聚氨 酯乳液、鋁溶膠、消泡劑混合，以750rpm的轉(zhuǎn)速攪拌25min，再加入導熱填料、緩蝕劑、分散 劑、潤濕劑、水，以550rpm的轉(zhuǎn)速攪拌12min，即可。
[0041] 涂層性能試驗 將薄鋼板(50mm X 120mm X 0 · 5mm)采用1000目細砂紙進行打磨處理； 將實施例配制涂料與水性聚氨酯固化劑按照重量比5:1混合后，在適度為濕度為80% 條件下使用ANNEST IWATA NEW-71空氣噴槍噴涂于薄鋼板，流平2分鐘后，在220°C烘箱烘烤 20min，干膜厚度為25-40μπι得到的涂膜性能檢測下表所示。
[0042]從表中可以看出，本發(fā)明提供的水性涂料具有較好的附著力，并且導熱性能優(yōu)異。 特別是實施例3相對于對照例1來說，通過環(huán)氧蓖麻油改性劑對水性聚氨酯乳液改性之后， 可以有效地提高涂層的耐酸腐蝕性能，并且可以有效地提高導熱系數(shù);實施例3相對于對照 例2來說，通過加入水性醇酸樹脂可以有效地促進填料的與乳液之間的分散，提高提高涂料 的附著力和導熱性。
【主權(quán)項】
1. 一種用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，其特征在于，包括有按重量份計的如 下組分:改性水性聚氨酯乳液60~80份、水性醇酸樹脂4~6份、鋁溶膠5~10份、導熱填料15 ~30份、緩蝕劑0.5~3份、分散劑0.5~3份、消泡劑0.5~3份、潤濕劑0.5~3份、水15~20 份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，其特征在于，所述的 導熱填料是氮化鋁、玻璃粉、硫酸鋇和鈦白粉的任意重量比混合物，優(yōu)選范圍是等重量比的 混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，其特征在于，所述的 鋁溶膠中的固含量范圍是15~20wt%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，其特征在于，改性水 性聚氨酯乳液是指環(huán)氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液，其制備方法包括如下步驟:第1步，按 重量份計，將脂環(huán)族聚異氰酸酯15~20份溶解于20~25份酯類溶劑中，得到第一混合物;第 2步，按重量份計，將環(huán)氧蓖麻油10~15份、聚乙二醇15~20份混合后，升溫至65~70°C，預 熱10~15min，再滴加第一混合物，進行反應，反應20~30min，再滴加有機多元酸5~10份， 反應20~30min，再加入0.2~0.4份有機錫催化劑，升溫至75~80 °C，進行反應2~3h;第3 步，在第2步得到的反應物中加入擴鏈劑3~5份，并在60~65°C繼續(xù)反應0.5~lh，冷卻至室 溫后，加入二乙胺0.3~0.5份，再加入水40~70份和乳化劑1~3份，高速分散后，減壓蒸餾 除酯類溶劑后，得到乳液。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料，其特征在于，所述的 酯類溶劑是乙酸乙酯或者乙酸丁酯;所述的脂環(huán)族聚異氰酸酯是順-1，2-環(huán)己烷二異氰酸 酯;所述的有機多元酸是己二酸;所述的有機錫催化劑是二月桂酸二丁基錫;高速分散是指 在2500~3000rpm轉(zhuǎn)速下進行分散;所述的乳化劑選自SPAN80。6. 權(quán)利要求1~5任一項所述的用于配電柜的改性水性聚氨酯導熱涂料的制備方法，其 特征在于，包括如下步驟:將改性水性聚氨酯乳液、水性醇酸樹脂、鋁溶膠、消泡劑混合，以 700~800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌20~30min，再加入導熱填料、緩蝕劑、分散劑、潤濕劑、水，以500~ 600rpm的轉(zhuǎn)速攬摔10~15min，即可。
【文檔編號】C09D175/08GK106085190SQ201610611468
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月30日 公開號201610611468.3, CN 106085190 A, CN 106085190A, CN 201610611468, CN-A-106085190, CN106085190 A, CN106085190A, CN201610611468, CN201610611468.3
【發(fā)明人】許星星
【申請人】許星星