一種自潤滑漆包線漆及其製備方法

2023-07-10 22:25:41

專利名稱：一種自潤滑漆包線漆及其製備方法
技術領域：
本發明屬於漆包線漆及其製備領域，特別涉及一種自潤滑漆包線漆及其製備方
法。
背景技術：
隨著科學技術的發展，人民生活水平的不斷提高，人們對電エ產品的便捷性、穩定性要求日益提高。因此，電機電器的小型化、輕型化是ー個重要的發展趨勢，也就是說同樣大小的電機的輸出的動能更大，或者說要求同樣大小的電機有更大的功率。這就出現了ー個問題，由於電機的工作電壓一般是不變的，要使得輸出功率増大就必須增大電機的工作電流，這就會使得電機的能耗P=I2R迅速増大，導致電機的溫升増加，工作溫度升高。這就間接加快了絕緣系統的老化過程。如果電機的工作溫度超過絕緣系統的最高允許工作溫度，絕緣系統就會迅速老化而損壞，使得電機失效。所以為了減小電機的體積，在提高導體的載流量的同時，必須採用更加優質的絕緣材料來提高電機絕緣系統的耐熱等級。因此，發展耐熱漆包線是電機電器小型化、輕型化趨勢的必然要求。漆包線是電磁線眾多種類中的ー個。電磁線是用於產生電磁感應的電線。電磁現象的實際應用時需要將帶有絕緣層的導體繞成繞組，繞組通過電流產生磁場或使繞組切割磁力線產生電流，以實現電能和磁能的互相轉換。例如電動機就是將電能通過電磁感應轉變為動能。而電磁線的用途就是來繞制繞組，所以電磁線又稱為繞組線(winding wires)漆包線就是以絕緣漆膜作為絕緣層的電磁線。漆包線上所塗的絕緣層(即漆包線漆膜)，應具有較好的熱、電、機械及耐化學性能。漆包線漆種類繁多，主要有縮醛類漆包線漆、聚酯類漆包線漆、聚氨酯類漆包線漆、聚醯胺類漆包線漆、聚醯胺醯亞胺類漆包線漆、聚酯亞胺類漆包線漆、聚醯亞胺類漆包線漆等。由德國Karl Schmidt及Beck申請的美國專利US3929714中，介紹了配方中含有均苯四甲酸酐組份的聚酯亞胺漆。這種漆料塗制的漆包線的耐熱衝擊性能、耐熱溶劑性能等均有較大的提高。此外該專利的實例中介紹在用一歩法製造聚酯亞胺漆時，添加極少量的環烷酸鈰及こ酸鎘，可以製得高固含量、低粘度的聚酯亞胺漆。美國Rea電磁線公司申請的美國專利US4115342中推出ー種低溫焊錫聚酯亞胺漆包線。這種漆包線可在285 315°C下I秒之內焊錫，熱塑流動溫度至少230°C。日本對聚酯亞胺漆改性的研究更為廣泛，公布的專利最多，其改性方法大致可以歸納為以下幾類一是在聚酯亞胺漆中添加聚醯胺或者環氧，其作用是提高聚酯亞胺漆包線漆的耐水、耐溼熱、耐冷凍劑、耐龜裂及耐電氣化腐蝕性能。由日立化成公司申請的日本特許公報昭57-17904介紹了該公司研究的克服聚酯亞胺漆包線耐水、耐電化腐蝕性能差的方法是在由對苯ニ甲酸、間苯ニ酸或其低級烷基酷、多元酸及ニ亞胺基羧酸反應製得的聚酯亞胺樹脂100份重量中加入3 25份重量的高分子熱塑性聚醯胺樹脂，在有機溶劑中混合後，得到的漆料直接塗與導體上或塗於其他絕緣體上，製得的漆包線在水中耐開裂性(5%伸長)良好，耐水性(至破壞時間，小吋)可達240^800,耐普通聚酯亞胺漆包線只有80左右。第二種方法是在聚酯亞胺漆中添加三聚氰胺樹脂或苯酚甲醛樹脂，或二者同時加入，目的是提高聚酯亞胺漆包線的附著性，改善急拉斷時的脫漆性能，提高耐扭絞性能，尤其是大規格厚漆膜的聚酯亞胺漆包線。日本研究的對聚酯亞胺改性的第三種方法是在聚酯亞胺漆中封閉異氰酸酯等。其主要作用是使聚酯亞胺漆包線具有直焊性、耐高頻性能，並提高漆包線的熱衝及拉伸針孔性能。聚醯亞胺(PI)漆包線是目前耐熱性最高的有機聚合物漆包線，能滿足220°C下長期使用的要求。其分子鏈上大量的穩定的五元雜環，保護了碳氫鍵，使其具有良好的耐化學藥品、耐溶劑和耐輻射性，尤其是芳香族聚醯亞胺即含有酞醯亞胺結構的PI。虞鑫海，樊良子等聚醯亞胺耐高溫漆包線漆及其漆包線的研製，絕緣材料，2011，44(5): 17-20公開了ー種聚醯亞胺耐高溫漆包線漆及其漆包線的製備方法，其主要特徵在於在DMAc中將4，4』-ニ氨基-4〃-羥基三苯甲烷和2，2-雙-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷和3，3』，4，4』 - ニ苯甲酮四酸ニ酐縮聚得到聚醯胺酸溶液A，然後將A與由4，4』 - ニ氨基ニ苯醚和均苯四甲酸ニ酐縮聚的聚醯胺酸溶液B共混得聚醯亞胺漆，製得的漆包線玻璃化轉變溫度為293°C，有望開發出耐熱等級超過240級的漆包線。同時，製得的漆膜具有低表面能，低吸水率。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種自潤滑漆包線漆及其製備方法，該方法原料易得，操作簡單，可以在通用設備上完成製備，容易實現產業化；漆包線漆膜光滑，均勻，柔韌，適用於圓銅線、扁銅線、鋁線等線材的電磁線製造，市場前景廣闊。本發明的一種自潤滑漆包線漆，包括A組分和B組分，其中A組分為聚醯胺酸溶液，佔漆液總質量的95wt9T98wt% ；B組分為質量比I :3_5的氧化聚こ烯和縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷的共聚物，佔漆液總質量的2被% 5被％。所述聚醯胺酸溶液的固含量為25wt%-30wt%。本發明的一種製備自潤滑漆包線漆的方法，包括(I)室溫下，將2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯並咪唑、芳香族ニ元伯胺和強極性非質子有機溶劑加入反應釜中，攪拌溶解完全後，加入芳香族ニ元酸酐，攪拌反應1-2小時後，加入馬來酸酐，繼續攪拌反應2小時，得到聚醯胺酸溶液，作為組分A ;其中，2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯並咪唑與芳香族ニ元伯胺摩爾比為I :1-12 』芳香族ニ元酸酐與馬來酸酐的摩爾數之和等於2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯並咪唑與芳香族ニ元伯胺的摩爾數之和；芳香族ニ元酸酐與馬來酸酐的摩爾數之比為20-30 1 ;強極性非質子有機溶劑在聚醯胺酸溶液中的質量百分比為70wt%-75wt% ；(2)室溫下，將質量比為I :3_5的氧化聚こ烯和縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷加入反應釜中，於70°C -80°C攪拌反應1-1. 5小時並混合均勻，冷卻至室溫，得到氧化聚こ烯與縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷的共聚物，作為組分B ;、
(3)室溫下，將上述組分A和組分B混合均勻，即得自潤滑漆包線漆；其中，組分A佔漆液總質量的95wt% 98wt% ;組分B佔漆液總質量的2wt%-5wt%。所述步驟(I)中的芳香族ニ元伯胺選自對苯ニ胺、間苯ニ胺、4，4』 - ニ氨基ニ苯諷、4，4』-ニ氛基ニ苯甲燒、4，4』-ニ氛基ニ聯苯、3，3』-ニ氛基ニ苯諷、3，3』-ニ甲基-4，4』- ニ氨基ニ苯甲燒、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、4，4』 - ニ氨基ニ苯醚、3，4』 - ニ氨基ニ苯醚、3，3』 - ニ氨基ニ苯醚、1，4_雙(3-氨基苯氧基)苯、2，6-雙(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-雙(3-氨基苯氧基)苯甲臆、2，6-雙(4-氨基苯氧基)甲苯、2，6-雙(4-氨基苯氧基)ニ氟甲苯、2，5-雙(4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-雙(4-氨基苯氧基)特丁基苯、2，5- ニ叔丁基-1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4』-雙(4-氨基苯氧基)ニ苯甲酮、4，4』-雙(4-氨基苯氧基)ニ苯碸、4，4』-雙(3-氨基苯氧基)ニ苯甲酮、4，4』-雙(3-氨基苯氧基)ニ苯諷、1,4-雙(2-ニ氟 甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(2- ニ氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2，2-雙[4- (2- ニ氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(2- ニ氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，5-雙(2-ニ氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-雙(2-ニ氟甲基-4-氨基苯氧基)叔丁基苯、2，5-ニ叔丁基-1,4-雙(2-ニ氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、4，4』-雙(2-ニ氟甲基_4_氨基苯氧基)ニ苯諷、4，4』 -雙(2- ニ氟甲基-4-氨基苯氧基)-3, 3』，5，5』 -四甲基ニ苯諷、4，4』-雙(2_ ニ氣甲基-4_氛基苯氧基)聯苯、4，4』-雙(2_ ニ氣甲基-4_氛基苯氧基)-3，3』，5，5』 -四甲基聯苯、4，4』 -雙(2-三氟甲基_4_氨基苯氧基)ニ苯醚、4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)ニ苯醚、4，4』-雙(3-氨基苯氧基)ニ苯醚、4，4』-雙(3-氨基苯氧基)ニ苯硫醚、4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)ニ苯硫醚、4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)-3, 3』，5，5』 -四甲基聯苯、4，4』-雙(3-氨基苯氧基)-3，3』，5，5』-四甲基聯苯、2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1，3-雙(3-氨基苯氧基)苯、
I,3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4』 - ニ氨基-4〃-輕基ニ苯甲燒、3，3』 - ニ氨基-4，4』 - ニ輕基聯苯、3，3』 - ニ輕基-4，4』 - ニ氨基聯苯、2，2-雙(3-氨基-4-輕基苯基)丙燒、2，2-雙(3-氨基-4-輕基苯基)六氟丙燒、3，3』 - ニ氨基-4，4』 - ニ羥基ニ苯碸、3，5- ニ氨基苯甲酸中的ー種或幾種。所述步驟(I)中的芳香族ニ元酸酐選自均苯四甲酸ニ酐、3，3 』，4，4 』 -四甲酸ニ苯甲酮ニ酐、3，3』，4，4』 -四甲酸聯苯ニ酐、3，3』，4，4』 -四甲酸ニ苯醚ニ酐、3，3』，4，4』 -四甲酸ニ苯碸ニ酐、2，2-雙(3，4- ニ羧基苯基)六氟丙烷ニ酐、2，2-雙[4- (3，4- ニ羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷ニ酐、2，2-雙[4- (3，4- ニ羧基苯氧基)苯基]丙烷ニ酐、4，4』 -雙(3，4- ニ羧基苯氧基)聯苯ニ酐、4，4，-雙(3，4- ニ羧基苯氧基)ニ苯醚ニ酐、4，4』 -雙(3，4-ニ羧基苯氧基)ニ苯硫醚ニ酐、4，4』-雙(3，4-ニ羧基苯氧基)ニ苯碸ニ酐、1,4-雙(3，4-ニ羧基苯氧基)苯ニ酐、1,3-雙(3，4-ニ羧基苯氧基)苯ニ酐中的ー種或幾種。所述步驟(I)中的強極性非質子有機溶劑選自N，N_ ニ甲基甲醯胺、N，N_甲基こ醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、ニ甲基亞碸中的ー種或幾種。有益效果(I)本發明原料易得，操作簡單，可以在通用設備上完成製備，容易實現產業化；(2)本發明的漆包線漆膜光滑，均勻，柔韌，適用於圓銅線、扁銅線、鋁線等線材的電磁線製造，市場前景廣_。


圖I是實施例I的自潤滑聚醯亞胺漆包線漆的溫度-粘度曲線；圖2是實施例I的自潤滑聚醯亞胺漆包線漆膜的介電損耗-頻率譜圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進ー步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。實施例I室溫下，將4. 48克(O. 02摩爾)2- (4_氨基苯基)-5_氨基苯並咪唑、36. 63克(O. Imol >2, 2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷和43. 25克(O. Imol) 4，4』-雙(4-氨基苯氧基)ニ苯碸加入反應釜，加入658. 5克N，N- ニ甲基こ醯胺，室溫下攪拌溶解完全，加入36. 09克(O. 112摩爾)3，3，，4，4，_四甲酸ニ苯甲酮ニ酐粉末和52. 05克(O. Imol) 2，2-雙[4- (3，4-ニ羧基苯氧基)苯基]丙烷ニ酐粉末，攪拌反應2小時後，加入O. 784克(O. 008摩爾)馬來酸酐粉末，繼續攪拌反應2小時，得到831. 78克粘稠、均相透明的聚醯胺酸溶液，即組分A。室溫下，將6. 93克氧化聚こ烯、27. 73克縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷加入反應釜中，於70°C攪拌反應I小吋，並混合均勻，冷卻至室溫，得到34. 66克氧化聚こ烯與縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷的共聚物，即得組分B。將上述製得的組分A和組分B混合，室溫下攪拌均勻，即獲得了粘稠狀的自潤滑漆包線漆。採用美國BROOKFIELD公司產的CAP2000+錐板粘度計測試不同溫度下漆包線漆的粘度變化，結果如圖I所示。將得到的自潤滑漆包線漆，取少量用玻璃棒均勻地塗覆於乾淨的玻璃板上後，放入不鏽鋼鼓風烘箱中進行固化反應，固化エ藝如下室溫一IOO0C Xlh—180 0C Xlh——220 0C XI. 5h，關閉加熱系統，自然冷卻，待自然冷卻至室溫後，得到平整光滑的漆膜，手感滑爽，自潤滑性能好。
將得到的自潤滑漆包線漆，取少量用玻璃棒均勻地塗覆於乾淨的拋光板上後，放入不鏽鋼鼓風烘箱中進行固化反應，固化エ藝如下室溫——IOO0C Xlh——180 0C Xlh——220 0C XI. 5h，關閉加熱系統，自然冷卻，待自然冷卻至室溫後，熱水浸泡自動脫膜，於烘箱內100°C快速烘乾，得到自潤滑漆膜，測其介電損耗，結果如圖2所示。
權利要求
1.一種自潤滑漆包線漆，其特徵在於包括A組分和B組分，其中A組分為聚醯胺酸溶液，佔漆液總質量的95wt9T98wt% ；B組分為質量比I :3_5的氧化聚乙烯和縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷的共聚物，佔漆液總質量的2被% 5被％。
2.根據權利要求I所述的一種自潤滑漆包線漆，其特徵在於所述聚醯胺酸溶液的固含量為 25wt%-30wt%。
3.一種製備如權利要求I所述的自潤滑漆包線漆的方法，包括 (1)室溫下，將2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯並咪唑、芳香族二元伯胺和強極性非質子有機溶劑加入反應釜中，攪拌溶解完全後，加入芳香族二元酸酐，攪拌反應1-2小時後，力口入馬來酸酐，繼續攪拌反應2小時，得到聚醯胺酸溶液，作為組分A ； 其中，2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯並咪唑與芳香族二元伯胺摩爾比為I :1-12 ;芳香族二元酸酐與馬來酸酐的摩爾數之和等於2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯並咪唑與芳香族二元伯胺的摩爾數之和；芳香族二元酸酐與馬來酸酐的摩爾數之比為20-30 1 ;強極性非質子有機溶劑在聚醯胺酸溶液中的質量百分比為70wt%-75wt% ； (2)室溫下，將質量比為I:3-5的氧化聚乙烯和縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷加入反應釜中，於70°C -80°C攪拌反應1-1. 5小時並混合均勻，冷卻至室溫，得到氧化聚乙烯與縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷的共聚物，作為組分B ; (3)室溫下，將上述組分A和組分B混合均勻，即得自潤滑漆包線漆；其中，組分A佔漆液總質量的95wt% 98wt% ;組分B佔漆液總質量的2wt%-5wt%。
4.根據權利要求3所述的一種自潤滑漆包線漆的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中的芳香族二元伯胺選自對苯二胺、間苯二胺、4，4』 - 二氨基二苯碸、4，4』 - 二氨基二苯甲燒、4，4』-二氨基二聯苯、3，3』-二氨基二苯諷、3，3』-二甲基-4，4』-二氨基二苯甲燒、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4』 - 二氨基二苯醚、3，4』 - 二氨基二苯醚、3，3』 - 二氨基二苯醚、I, 4-雙(3-氨基苯氧基)苯、2，6-雙(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-雙(3-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-雙(4-氨基苯氧基)甲苯、2，6-雙(4-氨基苯氧基)三氟甲苯、2，5-雙(4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-雙(4-氨基苯氧基)特丁基苯、2，5- 二叔丁基-1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4』-雙(4-氨基苯氧基)二苯碸、4，4』-雙(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4』-雙(3-氨基苯氧基)二苯諷、1,4-雙(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2，2-雙[4-(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，5-雙(2- 二氟甲基_4_氨基苯氧基)甲苯、2，5-雙(2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)叔丁基苯、2，5- 二叔丁基-1，4-雙(2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、4，4』 -雙(2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯諷、4，4』 _雙(2- 二氣甲基_4-氣基苯氧基)-3, 3』，5，5』 -四甲基_■苯諷、4，4』 _雙(2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)聯苯、4，4』 -雙(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3』，5，5』 -四甲基聯苯、4，4』 -雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4』 -雙(3-氨基苯氧基)二苯醚、4，4』 -雙(3-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)-3，3』，5，5』 -四甲基聯苯、4，4』 -雙(3-氨基苯氧基)-3，3』，5，5』 -四甲基聯苯、2，2-雙[4_(4_氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1，3-雙(3-氨基苯氧基)苯、1，3_雙(4-氨基苯氧基)苯、·1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4』- 二氨基-4〃-輕基二苯甲燒、3，3』- 二氨基-4，4』- 二輕基聯苯、3，3』 - 二輕基-4，4』 - 二氛基聯苯、2，2-雙(3_氛基-4-輕基苯基)丙燒、2，2-雙(3_氨基-4-輕基苯基)六氟丙燒、3，3』 - 二氨基-4，4』 -二輕基二苯碸、3，5-二氨基苯甲酸中的一種或幾種。
5.根據權利要求3所述的一種自潤滑漆包線漆的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中的芳香族二元酸酐選自 均苯四甲酸二酐、3，3』，4，4』 -四甲酸二苯甲酮二酐、·3，3』，4，4』 -四甲酸聯苯二酐、3，3，，4，4，-四甲酸二苯醚二酐、3，3，，4，4，-四甲酸二苯碸二酐、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2，2-雙[4- (3，4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、2，2-雙[4- (3，4- 二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、4，4』 -雙(3，4- 二羧基苯氧基)聯苯二酐、4，4』 -雙(3，4- 二羧基苯氧基)二苯醚二酐、4，4』 -雙(3，4- 二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4』-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯碸二酐、1,4-雙(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐、1,3-雙(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐中的一種或幾種。
6.根據權利要求3所述的一種自潤滑漆包線漆的製備方法，其特徵在於所述步驟(I)中的強極性非質子有機溶劑選自N，N-二甲基甲醯胺、N，N-甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亞碸中的一種或幾種。
全文摘要
本發明涉及一種自潤滑漆包線漆及其製備方法，包括A組分和B組分，其中A組分為聚醯胺酸溶液，佔漆液總質量的95wt%~98wt%；B組分為質量比13-5的氧化聚乙烯和縮水甘油醚丙基三甲氧基矽烷的共聚物，佔漆液總質量的2wt%~5wt%。室溫下，將組分A和組分B混合均勻，即得自潤滑漆包線漆。本發明原料易得，操作簡單，可以在通用設備上完成製備，容易實現產業化；漆包線漆膜光滑，均勻，柔韌，適用於圓銅線、扁銅線、鋁線等線材的電磁線製造，市場前景廣闊。
文檔編號C08G73/12GK102676047SQ20121018321
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者徐永芬, 虞鑫海 申請人:東華大學