一種240級共混聚醯亞胺漆包線漆的製備方法
2023-11-11 13:11:47
一種240級共混聚醯亞胺漆包線漆的製備方法
【專利摘要】一種240級共混聚醯亞胺漆包線漆的製備方法，屬於絕緣塗料技術和漆包線漆技術。將塊狀4，4′-二氨基二苯醚（ODA）加入到極性溶劑中，待完全溶解後，一次性加入1,2,4,5-均苯四甲酸二酐（PMDA），冰水混合浴中反應至終點;在另一相同裝置、相同反應條件下使4，4′-二氨基二苯醚（ODA）與3,3′,4,4′-聯苯四甲酸二酐（BPDA）反應，上述得到兩種不同的聚醯胺酸（PAA）溶液；再根據需要將上述兩種不同的聚醯胺酸（PAA）溶液按比例進行共混，最後根據所需固含量與粘度，機械攪拌下補加極性溶劑即可。本發明介電損耗的突變溫度高，超過240℃，有望開發更高耐熱等級的漆包線。
【專利說明】—種240級共混聚醯亞胺漆包線漆的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於絕緣塗料技術和漆包線漆技術，尤其涉及具有耐高溫性能的漆包線漆一聚醯亞胺漆包線漆的合成方法。
【背景技術】
[0002]聚醯亞胺是一種五元環鏈聚合物，聚醯亞胺大分子吸水率低，大量醯亞胺基團閉環，碳氮鍵處在五元雜環的保護之下，穩定性好。
[0003]聚醯亞胺問世之初首先被用於制漆，漆膜用於耐高溫電機電器、電子元件的線圈繞組不僅硬度和非軟化性很大，而且對導體粘結力較高。漆包線漆的生產條件和使用環境要求漆的耐擊穿、彈性、韌性、抗張強度以及耐摩擦性方面達到應用指標，尤其要求耐高溫耐化學腐蝕，從而保證電工設備在滿負荷下運行的功率和可靠性。
[0004]聚醯亞胺漆包線漆的綜合性能優良，是世界上240級耐高溫漆包線漆的主要品種。它同時具有很好的耐熱性與力學性能，在耐化學腐蝕性、耐冷凍性能上也表現優異。
[0005]隨著我國國民經濟的發展和電機電器技術的提高，並且對漆包線漆的耐高溫性能有了更高的要求，因此聚醯亞胺作為耐高溫漆包線漆的主要品種，其需求量也越來越大。所以研究工藝路線簡單、貯存時間長的聚醯亞胺漆包線漆的合成方法勢在必行。
【發明內容】
[0006]基於上述【背景技術】內容，為了克服合成聚醯亞胺漆包線漆過程中出現的聚醯胺酸凝膠、合成工藝繁瑣、溶劑消耗量大和貯存不穩定的缺點，而提出本發明。
[0007]本發明目的在於提供一種具有耐高溫、高斷裂伸長率等特點的聚醯亞胺漆包線漆的合成方法。
[0008]本發明所提供的具體技術方案為:一種240級共混聚醯亞胺漆包線漆的製備方法，其特徵在於，在帶有機械攪拌的反應容器中加入塊狀4，4' - 二氨基二苯醚(ODA)與極性溶劑，待ODA完全溶解後，一次性加入稱量好的1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(PMDA)，冰水混合浴中反應至終點；在另一相同裝置、相同反應條件下使4，4' - 二氨基二苯醚(ODA)與3，3'，4，4'-聯苯四甲酸二酐(BPDA)反應，在極性溶劑中，酸酐與氨基結合生成醯胺酸結構，上述得到兩種不同的聚醯胺酸(PAA)溶液；再根據需要的濃度與耐熱溫度來將上述兩種不同的聚醯胺酸(PAA)溶液按比例進行共混；最後根據所需固含量與粘度，機械攪拌下補加極性溶劑即可。
[0009]上述兩種不同的聚醯胺酸合成過程中，所述二胺單體與二酐單體摩爾配比為:0DA/BPDA=1: (0.95 ~1.03)，0DA/PMDA=1: (0.95 ~1.03)。這兩者比例為本發明合成方法中關鍵性的因素，在該比例下，BPDA/0DA體系得到的聚醯胺酸(PAA)漆液為顏色均勻、無任何雜質的蛋清色透明液體。PMDA/0DA體系聚醯胺酸(PAA)漆液為顏色均勻、無任何雜質的亮淡黃色透明液體。
[0010] 本發明使用的溶劑量為總漆包線漆質量的80%~92%，也就是共混聚醯亞胺漆包線漆的固含量為8%-20%。所述極性有機溶劑可選自下列溶劑其中一種:N，N-二甲基乙醯胺(DMAc)、N, N- 二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
[0011 ] 兩種PAA溶液共混時，視聚醯胺酸粘度，0DA/BPDA得到的漆液中聚醯胺酸與ODA/PMDA得到的漆液中聚醯胺酸的質量配比為1: (0.11~9)。BPDA/0DA含量越高，有著更高的斷裂伸長率；PMDA/0DA含量越高，則有著更好的耐熱性。共混一方面為了得到合適的粘度與固含量，以期提高該產品作為漆包線漆的使用效果；另一方面能有效調節漆液烘乾後漆膜的力學性能與耐熱性，尤其是斷裂伸長率。
[0012]本發明所提供的聚醯亞胺漆包線漆合成方法的優點如下:
[0013]1、本發明採用4，V - 二氨基二苯醚(ODA)與1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(PMDA)或3，3'，4，4'-聯苯四甲酸二酐(BPDA)直接在記性溶劑中反應，控制反應溫度和時間，一步直接合成聚醯胺酸，加料過程只需兩步。這種製備方法工藝流程較短，操作簡單。
[0014]2、反應原料二酐與二胺反應活性高，無需加入催化劑，無需加熱，高溫環化過程無需額外加入固化劑。無副產物，原子利用率100%。
[0015]3、反應過程採用單一溶劑，固含量較高，減少了溶劑的加入量，利於環保。
[0016]4、應用兩種聚醯胺酸共混作為漆液，提高了耐熱溫度的同時極大增加了斷裂伸長率，增加了韌性，繞線時不易斷裂。
[0017]5、共混液比例可調，直接調節了固含量以及粘度，方便貯存與運輸，也增大了漆液穩定性。
[0018]6、介電損耗的突變溫度高，超過240°C，有望開發更高耐熱等級的漆包線。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為實施例1-3的漆包線漆膜的介電損耗性能。
【具體實施方式】
[0020]為便於理解，下面結合具體實例對本發明做進一步說明，但本發明不限於以下實施例。
[0021]實施例1:
[0022]將純淨的塊狀晶體4，f - 二氨基二苯醚1g (0.05摩爾)置於帶有機械攪拌器的兩口燒瓶中，加入100ml N，N-二甲基乙醯胺。完全溶解後一次性加入稱量好的3，3'，4，4'-聯苯四甲酸二酐14.406g(0.049摩爾)，將燒瓶置於冰水混合浴中至反應終點，再加入47ml N, N- 二甲基乙醯胺稀釋，得到蛋清色透明液體。
[0023]將純淨的塊狀晶體4，f - 二氨基二苯醚1g (0.05摩爾)置於帶有機械攪拌器的兩口燒瓶中，加入100ml N，N-二甲基乙醯胺。完全溶解後一次性加入稱量好的1，2，4，5-均苯四甲酸二酐10.682g(0.049摩爾)，將燒瓶置於冰水混合浴中至反應終點，再加入27mlN，N- 二甲基乙醯胺稀釋，得到亮淺黃色透明液體。
[0024]將上述兩種液體按溶質摩爾比1:4混合後置於燒瓶中，機械攪拌6小時，得到漆包線漆液。
[0025]實施例2:
[0026]將純淨的塊狀晶體4，f - 二氨基二苯醚1g (0.05摩爾)置於帶有機械攪拌器的兩口燒瓶中，加入10ml N，N-二甲基乙醯胺。完全溶解後一次性加入稱量好的3，3'，4，4'-聯苯四甲酸二酐14.406g(0.049摩爾)，將燒瓶置於冰水混合浴中至反應終點，再加入47ml N, N- 二甲基乙醯胺稀釋，得到蛋清色透明液體。
[0027]將純淨的塊狀晶體4，f - 二氨基二苯醚1g (0.05摩爾)置於帶有機械攪拌器的兩口燒瓶中，加入100ml N，N-二甲基乙醯胺。完全溶解後一次性加入稱量好的1，2，4，5-均苯四甲酸二酐10.682g(0.049摩爾)，將燒瓶置於冰水混合浴中至反應終點，再加入27mlN，N- 二甲基乙醯胺稀釋，得到亮淺黃色透明液體。
[0028]將上述兩種液體按溶質摩爾比1:1混合後置於燒瓶中，機械攪拌6小時，得到漆包線漆液。
[0029]實施例3:
[0030]將純淨的塊狀晶體4，f - 二氨基二苯醚1g (0.05摩爾)置於帶有機械攪拌器的兩口燒瓶中，加入10ml N，N-二甲基乙醯胺。完全溶解後一次性加入稱量好的3，3'，4，4'-聯苯四甲酸二酐14.7g(0.05摩爾)，將燒瓶置於冰水混合浴中至反應終點，再加入50mlN，N- 二甲基乙醯胺稀釋，得到蛋清色透明液體。
[0031]將純淨的塊狀晶體4，V - 二氨基二苯醚10g(0.05摩爾)置於帶有機械攪拌器的兩口燒瓶中，加入10ml N, N-二甲基乙醯胺。完全溶解後一次性加入稱量好的1，2，4，5-均苯四甲酸二酐10.9g (0.05摩爾)，將燒瓶置於冰水混合浴中至反應終點，再加入30mlN, N- 二甲基乙醯胺稀釋，得到亮淺黃色透明液體。
[0032]將上述兩種液體按溶質摩爾比1:1混合後置於燒瓶中，機械攪拌6小時，得到漆包線漆液。
[0033]將本發明的漆液及漆膜做如下測試:
[0034]1、粘度測試
[0035]用旋轉粘度儀測試各實施例的漆包線漆液的粘度，結果列於表1中。
[0036]表1室溫粘度測試結果
[0037]
【權利要求】
1.一種240級共混聚醯亞胺漆包線漆的製備方法，其特徵在於，在帶有機械攪拌的反應容器中加入塊狀4，4' - 二氨基二苯醚(ODA)與極性溶劑，待ODA完全溶解後，一次性加入稱量好的1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(PMDA)，冰水混合浴中反應至終點；在另一相同裝置、相同反應條件下使4，4' - 二氨基二苯醚(ODA)與3，3'，4，4'-聯苯四甲酸二酐(BPDA)反應，在極性溶劑中，酸酐與氨基結合生成醯胺酸結構，上述得到兩種不同的聚醯胺酸(PAA)溶液；再根據需要將上述兩種不同的聚醯胺酸(PAA)溶液按比例進行共混，最後根據所需固含量與粘度，機械攪拌下補加極性溶劑即可。
2.按照權利要求1的方法，其特徵在於，所述二胺單體與二酐單體摩爾配比為:0DA/BPDA=1: (0.95 ~1.03)，0DA/PMDA=1: (0.95 ~1.03)。
3.按照權利要求1的方法，其特徵在於，使用的溶劑量為總漆包線漆質量的80%~92%。
4.按照權利要求1的方法，其特徵在於，極性有機溶劑選自下列溶劑其中一種:N，N-二甲基乙醯胺(DMAc)、N, N- 二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
5.按照權利要求1的方法，其特徵在於，兩種PAA溶液共混時，視聚醯胺酸粘度，ODA/BPDA得到的漆液中聚醯胺酸與0DA/PMDA得到的漆液中聚醯胺酸的質量配比為1:(0.11~9)。
6.按照權利要求1的方法，其特徵在於，兩種PAA溶液共混時，視聚醯胺酸粘度，ODA/BPDA得到的漆液中聚 醯胺酸與0DA/PMDA得到的漆液中聚醯胺酸的摩爾配比為1:4。
【文檔編號】C09D179/08GK104073155SQ201310097960
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月25日 優先權日:2013年3月25日
【發明者】武德珍, 孫飛, 田國峰, 齊勝利 申請人:北京化工大學