CN103038291A - 用于金属导体的涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于涂覆导电线材的涂料组合物。所述涂料组合物包含0.1至60重量％的反应性颗粒，所述反应性颗粒是基于元素-氧网络的并且还具有化学键合到元素-氧网络的表面的反应性官能团。至少一种反应性官能团是异氰酸酯基团，所述异氰酸酯基团经由氨基甲酸酯基团键合到反应性颗粒。所述涂料组合物还可包含一种或多种常规粘合剂和其它添加剂。

Description

用于金属导体的涂料组合物
技术领域
本发明涉及涂料组合物，所述组合物提供了高度增加的用于导电线材上的涂料的耐热性和机械抗性。
背景技术
三相交流马达，例如变频器控制马达或高压异步电机需要使用线材包裹，所述线材包裹应满足在耐热性和机械性能方面的严格要求，主要地为绝缘层的抗弯强度，以便能够承受高压负荷和脉冲形电压负荷而无损伤。此外，对于高温操作的马达而言，尤其是耐热性是非常重要的。对于电气设备的线材包裹的另一要求是线材涂料的耐局部放电性。
根据WO96/41909公开了一种涂料组合物，所述涂料组合物包含粘合剂和颗粒物质，其中所述颗粒物质可为金属氧化物，例如二氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化铁或氧化铝。所述颗粒物质无论如何都不具有化学反应性。在制造此类涂覆线材的过程中，可能存在导致涂料层被破坏的预拉伸。具有可比较特性的类似组合物描述于DE-A19832186中。
根据DE-A19650288，至少一种电绝缘涂层包含有机改性的二氧化硅(杂)缩聚物，所述有机改性的二氧化硅(杂)缩聚物通过水解使硅和任选地硼、铝、磷、锡、铅、过渡金属、镧系元素和锕系元素的化合物缩合，接着将基本上由无机和有机组分组成的单体单元交联来制备。所获得的涂层不具有足够的挠性。
在DE-A19811333中，提出了耐局部放电的涂层，除粘合剂外，其还包含元素有机化合物，特别是硅、锗、钛和锆的单体。使用的有机基团是C1-C20烷基基团或螯合基团、烷基胺基团、链烷醇胺基团、乙酸根、柠檬酸根、乳酸根和/或内酮酸根。在DE-A19841977中，使用无机-有机杂合聚合物导致涂层耐局部放电性进一步改善。
US-A20030232144描述了一种包含金属氧化物和/或氧化硅颗粒的溶胶的线材涂层，其提供了改善的涂层耐局部放电性，所述颗粒具有在100nm或更小范围内的平均直径并且分散在涂料组合物中。
US6,908,692公开了化学连接到线材涂层中的粘合剂网络的纳米级颗粒。该方法获得了优异的耐局部放电性，其也满足了严格的要求，特别是对于连续操作的三相交流马达和变频器控制马达来说。此外，所述线材涂层显示出优异的耐局放电性，甚至在涂层经受挠曲应力后，如在电气器件生产过程中包裹线材时所发生。
然而，针对专门应用要求的涂层耐热性和机械抗性可能是不同的。
发明内容
本发明涉及一种用于导电线材上的涂料组合物，所述涂料组合物包含
A)0.1至60重量％的一种或多种反应性颗粒，所述反应性颗粒具有1至300nm范围内的平均直径，所述颗粒基于元素-氧网络，该元素-氧网络具有以下系列中的一种或多种元素，所述系列包括硅、锌、铝、锡、硼、锗、镓、铅、过渡金属、镧系元素和/或锕系元素，并且具有在该元素-氧网络的表面上化学键合到该网络的所述元素和/或氧原子的反应性官能团R1和任选地非反应性和/或部分反应性官能团R2和R3，以反应性颗粒的总重量计，R1的含量为0.01至98重量％，并且以反应性颗粒的总重量计，R2和R3的含量为0至97重量％，其中R1选自OH、SH、COOH、NH2、NHR4、NCO、NCS和/或一种或多种以下化合物的基团，所述化合物选自金属酸酯、氨基甲酸酯、环氧化物、环氧树脂、羧酸酐、C＝C双键体系、醇、金属醇盐、脂肪、酯、醚、螯合剂、异氰酸酯、异硫氰酸酯和反应性树脂组分，其中R2选自一种或多种以下化合物的基团，所述化合物选自芳族化合物、脂族化合物、脂肪酸衍生物、酯和/或醚，其中R3选自一种或多种树脂基团，并且其中R4由一种或多种以下化合物的基团组成，所述化合物选自丙烯酸酯、酚、三聚氰胺、聚氨酯、聚酯、聚酯酰亚胺、聚硫化物、环氧化物、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇缩甲醛树脂、芳族化合物、脂族化合物、酯、醚、金属醇盐、脂肪和/或螯合剂，并且其中R1、R2和R3彼此不同，其中所述反应性颗粒的元素-氧网络包含以下化合物的基团作为R1，所述化合物选自二-、三-和/或多异氰酸酯和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯，所述多异硫氰酸酯经由一个或多个氨基甲酸酯基团和/或一个或多个硫代氨基甲酸酯基团化学键合在该元素-氧网络的表面上，并且还在所述反应性颗粒的元素-氧网络中提供了至少一个自由的和/或封端的异氰酸酯和/或异硫氰酸酯基团，以反应性颗粒的总重量计，其量在0.01至98重量％的范围内。
B)0至90重量％，优选0.1至90重量％的一种或多种常规粘合剂，和
C)0至95重量％，优选0.05至95重量％的一种或多种常规添加剂、溶剂、颜料和/或填料，
其中A)、B)和C)的重量％是基于涂料组合物的A)至C)的总重量计的。
根据本发明的涂料组合物提供了突出的涂层耐热性、耐化学性和机械抗性，所述涂层提供了在操作条件下长寿命的装置。此外，获得了储存稳定性高度改善的组合物。通过本发明的涂料组合物提供了涂覆金属导体的优异耐局部放电性和涂层的优异挠性。
具体实施方式
通过阅读下列具体实施方式，本领域的技术人员将更容易了解本发明的特点和优点。应当理解，为清楚起见，在参照不同实施方案的上文和下文中所描述的本发明的那些特点可在单个实施方案中以组合的方式给出。反之，为简化起见，在参照单个实施方案的上下文中所描述的本发明的多个特点也可分别给出，或以任何子组合方式给出。此外，单数所指的内容也可包括复数(例如，“一个”和“一种”可以指一个、或者一个或多个)，除非上下文特别地另外指明。
所述范围的公开均旨在表示连续的范围，包括最大值和最小值之间的每一个值。
根据本发明的反应性颗粒A)由元素-氧网络组成，其表面包含反应性官能团R1和任选地非反应性和/或部分反应性官能团R2和R3，其化学键合到元素-氧网络，其意为，键合到网络的所述元素和/或氧原子，其中二-、三-和/或多异氰酸酯的基团和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯的基团经由一个或多个氨基甲酸酯基团和/或一个或多个硫代氨基甲酸酯基团化学键合在该元素-氧网络的表面上，并且还在所述反应性颗粒的元素-氧网络中提供了至少一个自由的和/或封端的异氰酸酯和/或异硫氰酸酯基团。
具有所述官能团R1至R4的反应性颗粒为其平均直径在1nm至300nm范围内，优选在2nm至100nm范围内，特别优选在3nm至85nm范围内的颗粒。
本说明书中所述的术语平均直径是指根据ISO13321用MalvernZetasizer测量的。
以涂料组合物的总重量计，反应性颗粒A)的含量为0.1至60重量％，优选1至35重量％，更优选3至30重量％。
根据本发明的反应性颗粒的元素-氧网络包含上面提及的系列中的一种或多种元素，所述系列包括硅、锌、铝、锡、硼、锗、镓、铅、过渡金属、镧系元素和/或锕系元素，所述元素化学键合在元素-氧网络中。所述网络可包含一种或多种相同或不同的元素，在每种情况下所述元素以规则和/或不规则序列化学键合到氧原子。优选使用的元素是钛、硅、铝、硼和/或锆。
此外，根据本发明的反应性颗粒的元素-氧网络包含反应性官能团R1和任选地非反应性和/或部分反应性官能团R2和R3，所述官能团在该元素-氧网络的表面上化学键合到该网络的所述元素和/或氧原子，其中二-、三-和/或多异氰酸酯的基团和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯的基团经由一个或多个氨基甲酸酯基团和/或一个或多个硫代氨基甲酸酯基团化学键合在该元素-氧网络的表面上。
以反应性颗粒的总重量计，反应性官能团R1的含量为0.01至98重量％，优选0.2至60重量％。
根据本发明，重要的是反应性颗粒的元素-氧网络包含二-、三-和/或多异氰酸酯的基团和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯的基团作为R1，其经由一个或多个氨基甲酸酯基团和/或一个或多个硫代氨基甲酸酯基团化学键合在该元素-氧网络的表面上，并且还所述网络提供了至少一个自由的和/或封端的异氰酸酯和/或异硫氰酸酯基团，以与R1基团和/或组分B)粘合剂的亲核官能团进一步反应。
一个或多个氨基甲酸酯基团和/或一个或多个硫代氨基甲酸酯基团键合二-、三-和/或多异氰酸酯基团和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯基团的可经由被称为间隔物的一个或多个芳基和/或烷基键合，以影响颗粒中反应性基团的反应性。烷基基团是优选的，例如C1-C6烷基基团，特别是C1-C4烷基基团。
反应性颗粒的元素-氧网络包含0.01至98重量％，优选0.2至60重量％范围内的二-、三-和/或多异氰酸酯的基团和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯基团作为R1，所述重量％是基于反应性颗粒的总重量计的。
二-、三-和/或多异氰酸酯的实例为亚甲基二苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二异氰酸基二苯基醚、异佛乐酮二异氰酸酯、三(异氰酸基)壬烷和/或适当的多官能相关的分子例如异氰脲酸酯、碳二亚胺、缩脲二酮、脲、氨基甲酸酯、酰胺、酰亚胺、含芳族和/或脂族和/或脂环族的异氰酸酯基团和/或异硫氰酸酯。
优选使用异氰酸基官能的氨基甲酸酯，例如4-(4′-异氰酸基苯基甲基)苯基氨基甲酸酯、封端的或未封端的异氰酸基官能的酰亚胺低聚物或聚酰亚胺、封端的或未封端的异氰酸基官能的酰胺酰亚胺低聚物或聚酰胺酰亚胺、脒基官能的酰胺酰亚胺低聚物或聚酰胺酰亚胺、和/或羧基官能的酰胺酰亚胺低聚物或聚酰胺酰亚胺或它们的混合物作为经由一个或多个氨基甲酸酯基团和/或硫代氨基甲酸酯基团化学键合在该元素-氧网络的表面上的基团。
R1可另外地选自OH、SH、COOH、NH2、NHR4、NCO、NCS、一种或多种以下化合物的基团，所述化合物选自金属酸酯、氨基甲酸酯、环氧化物、环氧树脂、羧酸酐、C＝C双键体系、醇、金属醇盐、脂肪、酯、醚、螯合剂和/或反应性树脂组分的基团。反应性树脂组分的基团可为，例如酰亚胺、酰胺、硅氧烷和/或丙烯酸酯的基团。
在(A)的反应性颗粒中的非反应性和/或部分反应性官能团R2和R3的含量为0至97重量％，其中R2的含量为0至97重量％，优选0至50重量％，并且R3的含量为0至97重量％，优选0至50重量％，其中所述重量百分比是基于反应性颗粒的总量计的。
本说明书中所述的术语非反应性意指其对于亲核、亲电、基团和/或电环化反应机制无反应性，本说明书中所述的术语部分反应性意指其对于亲核、亲电、基团和/或电环化反应机制具有弱反应性。在根据本发明的涂料组合物固化期间，部分反应性官能团不显著地参与意味着弱反应性的特征在于在如本发明实施例中描述的典型线材包漆固化条件下具有0.1至50％的转化率。
R2的实例为化合物的基团，所述化合物选自芳族化合物，例如苯基、甲苯基、壬基苯基基团，脂肪族化合物的基团，例如C1-C30的支链、直链、饱和、不饱和烷基基团，脂肪酸衍生物的基团；直链或支链酯和/或醚的基团。优选的是芳族化合物基团，例如苯基、甲苯基、壬基苯基基团，和C4-C12直链或支链烷基基团或它们的混合物。
R3的实例是化合物的基团，所述化合物选自一种或多种树脂基团，例如一种或多种聚氨酯基团、聚酯基团、聚酯酰亚胺基团、三-羟基乙基异氰酸酯(THEIC)-聚酯酰亚胺基团、聚酰胺酰亚胺基团、聚酰亚胺基团、聚钛酸酯树脂基团及其衍生物的基团、聚硅氧烷与有机衍生物的基团、聚硫化物基团、聚酰胺基团、聚乙烯醇缩甲醛树脂基团和/或聚合物基团例如，聚丙烯酸酯、聚乙内酰脲、聚苯并咪唑基团。优选使用聚酰胺酰亚胺树脂基团，其可包含具有端基氨基甲酸酯部分的聚氨酯、聚酯或聚酯酰亚胺结构、聚氨酯基团、聚酰胺基团、聚酰亚胺基团、聚酯基团、THEIC-聚酯基团、聚酯酰亚胺基团和/或THEIC聚酯酰亚胺基团。
R4的实例是丙烯酸酯、酚、三聚氰胺、聚氨酯、聚酯、聚酯酰亚胺、多硫化物、环氧化物、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇缩甲醛树脂的基团；芳族化合物的基团，例如苯基、甲苯基、壬基苯基基团；脂族化合物基团，例如C1-C30的支链、直链、饱和、不饱和烷基基团；酯和/或醚的基团，例如乙醇酸甲酯、二乙醇酸甲酯、乙醇酸乙酯、二乙醇酸丁酯、乙醇酸二亚乙基酯、乙醇酸三亚乙基酯基团；金属醇盐基团，例如1-羟基甲基-丙烷-1，1-二甲基醇酸盐、2，2-二-(羟基甲基)-1，3-丙烷二醇酸盐、2-羟基丙烷-1，3-二醇酸盐、亚乙基乙醇酸盐、新戊基乙醇酸盐、丁醇酸盐、异丙醇酸盐、苄基醇酸盐、己烷二醇酸盐、丁二醇酸盐基团；脂肪的基团，例如蓖麻油基团和/或螯合剂基团、例如氨基三乙醇盐、氨基二乙醇盐、乙酰基丙酮酸盐、乙酰乙酸乙酯、乳酸盐基团。优选使用丙烯酸酯树脂、氨基三乙醇盐、乙酰基丙酮酸盐、聚氨酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、亚乙基乙醇酸盐、丁醇酸盐、异丙醇酸盐、苄基醇酸盐、和/或丁二醇酸盐的基团作为R4。
R1、R2和R3基团彼此不同。
除根据本发明的反应性颗粒A)之外，单体的和/或聚合物的元素-有机化合物可包含在涂料组合物中。聚合形式的元素-有机化合物的实例包括例如DE19841977中所提及的无机-有机杂化聚合物。单体形式的元素-有机化合物的实例包括原钛酸酯和/或原锆酸酯，例如壬基、鲸蜡基、硬脂基、三乙醇胺、二乙醇胺、乙酰基丙酮、乙酰乙酸酯、四-异丙基、甲苯基、四丁基钛酸酯或锆酸酯、以及四乳酸钛，铪和硅化合物例如四丁醇铪和硅酸四乙酯/或各种有机硅树脂。以涂料组合物的总重量计，此类附加的聚合的和/或单体的元素-有机化合物在根据本发明的组合物中的含量为0至70重量％。
如本领域技术人员已知的，组分A)的制备可在存在对应于官能团R1至R3的有机反应物的情况下，通过适当的元素-有机或元素-卤素化合物的常规水解和缩合反应进行。
类似地，反应性颗粒的有机树脂和/或组分可与相应的反应性颗粒的相应元素-氧化物化合物反应。
此类制备方法对本技术人员来说是已知的，参见例如Ralph K.Iler，JohnWiley and Sons，“The Chemistry of Silica”，New York，第312ff页，1979。
例如，组分A)可由来自Nissan Chemicals Inc.的
Figure BDA00002795054400071
生产线的产物制备。
作为组分B)的粘合剂可使用已知可用于金属导体(例如导电线材)涂层的那些。此类粘合剂可为聚酯、聚酯酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、THEIC聚酯酰亚胺、聚钛酸酯-THEIC酯酰亚胺、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚甲基丙烯酰亚胺、聚酰亚胺、聚双马来酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯并
Figure BDA00002795054400072
嗪二酮、聚乙内酰脲、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩醛和/或封端型异氰酸酯，还可为环氧化物和/或丙烯酸酯树脂，还可参见，例如Behr，“
Figure BDA00002795054400073
Kunststoffe”Hanser Verlage，Munich1969中；Cassidy，“Thermally Stable Polymers”New York：Marcel Dekker，1980中；Frazer，“High Temperature Resistant Polymers”New York：Interscience，1968中；Mair，Kunststoffe77(1987)204)中的聚酯和THEIC-聚酯酰亚胺。
使用聚酰胺酰亚胺和/或聚酰亚胺作为组分B)是优选的。聚酰胺酰亚胺可包含聚氨酯、聚酯和/或聚酯酰亚胺结构。
本发明组合物中使用的组分B)可在0至90重量％的范围内，任选地在0.1至90重量％的范围内。优选的范围为0.1至60重量％，其中所述重量百分比是基于涂料组合物的(A)至(C)的总重量计的。
聚酰胺酰亚胺的实例是多价、脂族、芳族和/或脂环族羧酸及其酸酐，与多价脂族、芳族和/或脂环族异氰酸酯的缩合产物。作为上面提及的多价异氰酸酯的替代物或除上面提及的多价异氰酸酯之外，相应的胺可用于形成用于根据本发明的组合物的聚酰胺酰亚胺。还可使用一定比例的单官能的羧酸及其酸酐和/或异氰酸酯和/或胺。此外，可以使用氨基醇，导致聚酰胺酰亚胺具有一定比例的氨基甲酸酯键。此外，聚酯可用于聚酰胺酰亚胺树脂的形成过程，导致一定比例的氨基甲酸酯键和/或高比例的酰胺键。优选地，聚酰胺酰亚胺树脂由例如苯偏三酸酐、己二酸和/或对苯二甲酸和二苯甲撑二异氰酸酯，亚苄基二异氰酸酯，二异氰酸己二酯，二异氰酸基二苯醚，异氟尔酮二异氰酸酯，三(异氰酸基)壬烷，亚甲基双苯胺或二氨基联苯醚制备。
聚酰亚胺的实例是多价脂族、芳族和/或脂环族羧酸酐，与多价脂族、芳族和/或脂环族异氰酸酯的缩合产物。作为上面提及的多价异氰酸酯的替代物或除上面提及的多价异氰酸酯之外，相应的胺可用于形成用于根据本发明的组合物的聚酰胺酰亚胺。还可使用一定比例的单官能的羧酸酐和/或异氰酸酯和/或胺。使用羧酸或具有羧酸和羧酸酐官能团二者的分子也可能在聚合物中达到酰胺键的比例。也可以使用氨基醇，导致聚酰亚胺具有一定比例的氨基甲酸酯键。此外，聚酯可用于聚酰亚胺树脂的形成过程，导致一定比例的氨基甲酸酯和/或酯键和/或高比例的酰胺键。优选地，聚酰亚胺树脂由例如苯均四酸酐和二苯甲撑二异氰酸酯、亚苄基二异氰酸酯、二异氰酸基二苯醚、二异氰酸己二酯、异氟尔酮二异氰酸酯、三(异氰酸基)壬烷、亚甲基双苯胺或二氨基联苯醚制备。
聚酯的实例是具有杂环、含氮环的聚酯，例如在分子中缩合酰亚胺和乙内酰脲以及苯并咪唑结构的聚酯。具体地讲，所述聚酯包括多价、脂族、芳族和/或脂环族羧酸及其酸酐，多元醇以及包含氨基的化合物(在包含酰亚胺的聚酯的情况下)任选与一定比例的单官能化合物例如一元醇的缩合产物。饱和的聚酯酰亚胺优选基于除二醇外还可包含多羟基的对苯二甲酸聚酯，以及作为额外二羧酸组分的二氨基二苯甲烷与偏苯三酸酸酐的反应产物。也可以使用不饱和的聚酯树脂和/或聚酯酰亚胺。
聚酰胺的实例是热塑性聚酰胺如聚(六亚甲基二氨基己二酸酯)或聚(己内酰胺)。
可用作组分B)的酚醛树脂和/或聚乙烯醇缩甲醛的实例包括可通过酚和醛或聚乙烯醇缩甲醛的缩聚反应获得的线型酚醛树脂，所述聚乙烯醇缩甲醛可得自聚乙烯醇和醛和/或酮。
封端的异氰酸酯可用作组分B)，如本领域人员已知的，例如多元醇、胺、CH-酸性化合物(例如，乙酰乙酸酯，丙二酸酯等)和二异氰酸酯、甲酚和常用作封端剂的酚的加合物。
根据本发明的组合物可包含常规添加剂、溶剂、颜料和/或填料作为组分C)，这对本领域人员来说是已知的，以根据本发明的组合物的总重量计，其在0至95重量％的范围内。本发明组合物中组分C)的含量取决于相应的应用，并且对本领域技术人员来说是已知的。
常规的添加剂包括，例如常规的包漆添加剂，例如，增量剂、增塑组分、促进剂(例如金属盐、取代的胺)、或催化剂，例如钛酸四丁基酯、钛酸异丙酯、甲酚钛酸酯、其它的钛酸酯衍生物、其多聚体形式、二月桂酸二丁锡、另外的锡催化剂、其它的金属基催化剂、胺催化剂(例如，二氮杂双环十一碳烯、二氮杂双环辛烷和/或本领域技术人员已知的其它胺催化剂)、另外的引发剂(例如光引发剂、热响应引发剂)、稳定剂(例如氢醌、醌、烷基酚、烷基酚醚)、消泡剂和流动调节剂。以根据本发明的组合物的总重量计，此类常规添加剂可以例如0.01至50重量％的含量使用。
为了增加溶解度，组合物可包含有机溶剂，例如芳族烃、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、甲酚、苯酚、二甲苯酚、己内酯、环己酮、丙烯碳酸酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酸甲酯。以根据本发明组合物的总重量计，根据本发明的组合物可任选地包含例如30至95重量％的有机溶剂。
如本领域技术人员已知的，颜料是例如，颜色-赋予无机和/或有机颜料例如二氧化钛或炭黑，以及特殊-效果颜料例如金属片状颜料和/或珠光颜料，如本领域已知的，其还包括燃料，以根据本发明组合物的总重量计，所述颜料可在例如0.1至60重量％的范围内使用。
填料是例如白垩、滑石、氢氧化铝、石英粉、板岩粉、粘土或微白云岩，以根据本发明组合物的总重量计，其可在0.1至60重量％的范围内使用。
任选地，根据本发明的组合物也可与常规的线材涂料混合，接着通过常规方法施涂。
根据本发明的涂料组合物可经由常规方法施涂，而不依赖于所用的导电线材的类型和直径。
可包含根据本发明的涂料组合物作为线材的多层涂料的组分。该多层涂料可包含至少一种根据本发明的涂料组合物。
根据本发明，线材可被或不被已经存在的涂料层所涂覆。已存在的涂料层可包括，例如绝缘涂料和阻燃涂料。在此类情况下，根据本发明的涂料的层厚可在很大范围内变化。
所述线材可预涂覆有通常用作多层涂料的本领域已知的典型线材涂料组合物，所述涂料组合物基于例如聚酯酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯、THEIC-聚酯酰亚胺以及它们的组合。
根据本发明的涂料组合物可以常规层厚度例如0.3至25μm每管程被施涂，例如作为多层线材涂层的最后固化涂料层上的顶层包漆。
还可能通过根据本发明涂覆而施加另外的涂层，例如另外的绝缘涂层。还可使用此类涂层，例如作为产生所需表面特性的，具有特殊功能的，和平滑的顶涂层。例如，如本领域所已知的，基于聚酰胺的组合物特别适于作为产生特殊功能如自粘结特性的顶涂层。
此外，根据本发明的组合物还适于用作一道涂层应用(单层体系)。
涂层可在烘箱中干燥。涂覆和干燥任选可连续进行若干次。烘箱可被布置为水平的或垂直的，涂覆条件如持续时间和涂覆次数、烘烤温度，涂覆速度取决于被涂覆线材的性质。例如，涂覆温度可在室温至400℃范围内。此外，涂覆过程中环境温度可能为400℃以上，例如高至800℃并且也可能更高，而根据本发明的涂层的质量没有任何可识别的恶化。干燥可通过用本领域技术人员已知的技术进行红外线(IR)和/或近红外线(NIR)照射支持。
在干燥和烘烤过程中，根据本发明的组合物的组分，特别是组分A)和组分B)可经受彼此之间的化学反应。取决于组分A)和B)的化学性质，多种化学反应是可能的，例如缩聚反应，聚合反应，加成反应。
无论线材的性质和直径如何，均可以使用根据本发明的组合物；例如，可涂覆直径为5μm至6mm的线材。适宜的线材包括常规的金属导体，例如铜、铝、锌、铁、金、银及其合金。
根据本发明，组合物可以常规层厚度施涂。还可以施涂薄层，而不会影响根据本发明所获得的耐局部放电性，以及涂层的粘附性，强度和延展性。干燥层厚度可根据细和粗线材的标准化数值而变化。例如，干燥层厚度可在1和150μm之间，强烈依赖于线材直径。
可参照以下实施例来描述本发明：
实施例
根据本发明的线材涂料组合物
(实施例1-9)
实施例1
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入23重量份的无水胶态二氧化硅溶液(50nm)、20重量份的1，3-二氧代-2-苯并呋喃-5-甲酸、26重量份的4，4′-亚甲基二苯基二异氰酸酯和0.2重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。接着将该材料用1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲苯和
Figure BDA00002795054400111
100稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有33.0％(1g，1h，180℃；DIN EN ISO3251)的固体含量和760mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例2
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入31重量份的二氧化钛溶液(50nm)、20重量份的1，3-二氧代-2-苯并呋喃-5-甲酸、26重量份的4，4′-亚甲基二苯基二异氰酸酯和0.2重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。将该材料用1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲苯和
Figure BDA00002795054400112
100稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有33.8％(1g，1h，180℃；DIN EN ISO3251)的固体含量和840mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例3
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入37重量份的熔融氧化铝溶液(80nm)、20重量份的1，3-二氧代-2-苯并呋喃-5-甲酸、26重量份的4，4′-亚甲基二苯基二异氰酸酯和0.2重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。将该材料用1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲苯和
Figure BDA00002795054400121
100稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有32.9％(1g，1h，180℃；DIN EN ISO3251)的固体含量和630mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例4
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入26重量份的无水胶态二氧化硅溶液(50nm)、11重量份的苯均四酸二酐、9重量份的苯-1，3-二甲酸、27重量份的4，4′-亚甲基二苯基二异氰酸酯和0.2重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。将该材料用1-乙基-2-吡咯烷酮、二甲苯和
Figure BDA00002795054400122
100稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有32.2％(1g，1h，180℃；DIN EN ISO3251)的固体含量和700mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例5
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入27重量份的无水胶态二氧化硅溶液(50nm)、13重量份的十二烷二酸、13重量份的苯均四酸二酐、29重量份的4，4′-亚甲基二苯基二异氰酸酯和0.24重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。将该材料用1-甲基-吡咯烷酮、二甲苯和
Figure BDA00002795054400123
100稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有35.4％(1g，1h，180℃；DIN EN ISO3251)的固体含量和890mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例6
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入22重量份的无水胶态二氧化硅溶液(50nm)、9重量份的十二烷二酸、9重量份的1，3-二氧代-2-苯并呋喃-5-甲酸、24重量份的二苯基二异氰酸酯和0.16重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。该材料用二氢呋喃-2(3H)-酮/1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(3∶1)、二甲苯和
Figure BDA00002795054400131
100稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有31.1％(1g，1h，180℃；DIN ENISO3251)的固体含量和610mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例7
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入25重量份的无水胶态二氧化硅溶液(50nm)、20重量份的1，3-二氧代-2-苯并呋喃-5-甲酸、18重量份的2，4-二异氰酸基-1-甲基-苯和0.18重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。将该材料用1-乙基-2-吡咯烷酮和二甲苯稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有33.3％(1g，1h，180℃；DINEN ISO3251)的固体含量和720mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例8
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入24重量份的无水胶态二氧化硅溶液(50nm)、20重量份的1，3-二氧代-2-苯并呋喃-5-甲酸、18重量份的1，6-二异氰酸基己烷和0.19重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。将该材料用1-甲基-2-吡咯烷酮和二甲苯稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有29.1％(1g，1h，180℃；DIN EN ISO3251)的固体含量和490mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
实施例9
向具有搅拌器和温度计的2升三颈烧瓶中加入24重量份的无水胶态二氧化硅溶液(50nm)、20重量份的1，3-二氧代-2-苯并呋喃-5-甲酸、11重量份的4，4′-亚甲基二苯基二异氰酸酯、10重量份的1，6-二异氰酸基己烷和0.19重量份的金属酸酯催化剂。将混合物逐渐加热至150℃直至二氧化碳形成完全。将该材料用1-甲基-2-吡咯烷酮和二甲苯稀释以获得透明的包漆。线材涂料具有31.4％(1g，1h，180℃；DIN EN ISO3251)的固体含量和530mPas(25℃；DIN53015)的粘度。
根据现有技术的线材涂料组合物(比较实施例1-4)
比较实施例1
可商购获得的聚酯基线材包漆：
PEI DuPontTM
Figure BDA00002795054400132
7140
比较实施例2
可商购获得的根据US6,908,692的线材包漆：
TPEI DuPontTM
Figure BDA00002795054400141
7740
比较实施例3
可商购获得的根据US6,908,692的线材包漆作为基底涂层并且聚酰胺酰亚胺线材包漆作为顶涂层：
TPEI DuPontTM 7740和PAI DuPontTM 8227
比较实施例4
可商购获得的聚酰胺酰亚胺线材包漆：
PAI DuPontTM 8132。
应用
裸导线厚度为1.00mm铜线在常规的线材涂覆设备上涂覆根据比较实施例1至4和实施例1至9中所述的线材涂料组合物，其中实施例1的线材涂料组合物还被施涂作为在TPEI DuPontTM
Figure BDA00002795054400145
7740上的顶部涂层，从而获得实施例1a。应用条件(代表性的线材包漆固化条件)可见于下表1中：
表1
Figure BDA00002795054400146
测试结果：涂覆的铜线材的技术数据(根据DIN46453和DIN EN60851)
表2
Figure BDA00002795054400151
Figure BDA00002795054400152
*得自西门子(Siemens)的变频器：Simovert P6SE2103-3AA01，温度：155℃，输出：2.4kV，循环频率：16kHz，生成时间：150ns。
Figure BDA00002795054400161

Claims (11)

1.线材涂料组合物，包含：
A)0.1至60重量％的一种或多种反应性颗粒，所述反应性颗粒具有1至300nm范围内的平均直径，所述颗粒基于元素-氧网络，该元素-氧网络具有以下系列中的一种或多种元素，所述系列包括硅、锌、铝、锡、硼、锗、镓、铅、过渡金属、镧系元素和/或锕系元素，并且具有在该元素-氧网络的表面上化学键合到该网络的所述元素和/或氧原子的反应性官能团R1和任选地非反应性和/或部分反应性官能团R2和R3，以所述反应性颗粒的总重量计，R1的含量为0.01至98重量％，并且以所述反应性颗粒的总重量计，R2和R3的含量为0至97重量％，其中R1选自OH、SH、COOH、NH2、NHR4、NCO、NCS和/或一种或多种以下化合物的基团，所述化合物选自金属酸酯、氨基甲酸酯、环氧化物、环氧树脂、羧酸酐、C＝C双键体系、醇、金属醇盐、脂肪、酯、醚、螯合剂、异氰酸酯、异硫氰酸酯和反应性树脂组分，其中R2选自一种或多种以下化合物的基团，所述化合物选自芳族化合物、脂族化合物、脂肪酸衍生物、酯和/或醚，其中R3选自一种或多种树脂基团，并且其中R4由一种或多种以下化合物的基团组成，所述化合物选自丙烯酸酯、酚、三聚氰胺、聚氨酯、聚酯、聚酯酰亚胺、聚硫化物、环氧化物、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇缩甲醛树脂、芳族化合物、脂族化合物、酯、醚、金属醇盐、脂肪和/或螯合剂，并且其中R1、R2和R3彼此不同，
其中所述反应性颗粒的元素-氧网络包含以下化合物的基团作为R1，所述化合物选自二-、三-和/或多异氰酸酯和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯，所述R1经由一个或多个氨基甲酸酯基团和/或一个或多个硫代氨基甲酸酯基团化学键合在该元素-氧网络的表面上并且还在所述反应性颗粒的元素-氧网络中提供了至少一个自由的和/或封端的异氰酸酯和/或异硫氰酸酯基团，以所述反应性颗粒的总重量计，其量在0.01至98重量％的范围内，
B)0至90重量％的一种或多种常规粘合剂，和
C)0至95重量％的一种或多种常规添加剂、溶剂、颜料和/或填料，其中A)、B)和C)的重量％是基于所述涂料组合物的A)至C)的总重量计的。
2.根据权利要求1所述的线材涂料组合物，其中所述组分A)的反应性颗粒具有2至100nm范围内的平均直径。
3.根据权利要求1和2所述的线材涂料组合物，其中以涂料组合物的总重量计，所述组分A)的反应性颗粒的含量为3至30重量％。
4.根据权利要求1至3所述的线材涂料组合物，其中所述反应性颗粒A)的元素-氧网络包含元素钛、硅、铝、硼和/或锆。
5.根据权利要求1至4所述的线材涂料组合物，其中以所述反应性颗粒的总重量计，所述反应性官能团R1的含量为0.2至60重量％。
6.根据权利要求1至5所述的线材涂料组合物，其中所述R1官能团为二-、三-和/或多异氰酸酯的基团和/或二-、三-和/或多异硫氰酸酯的基团，并且以所述反应性颗粒的总重量计，所述R1官能团的含量为0.2至60重量％。
7.根据权利要求1至6所述的线材涂料组合物，其中所述反应性官能团R1为以下物质的基团：异氰酸基官能的氨基甲酸酯、4-(4′-异氰酸基苯基甲基)苯基氨基甲酸酯、封端的或未封端的异氰酸基官能的酰亚胺低聚物或聚酰亚胺、封端的或未封端的异氰酸基官能的酰胺酰亚胺低聚物或聚酰胺酰亚胺、脒基官能的酰胺酰亚胺低聚物或聚酰胺酰亚胺、和/或羧基官能的酰胺酰亚胺低聚物或聚酰胺酰亚胺、或它们的混合物，所述R1经由一个或多个氨基甲酸酯和/或硫代氨基甲酸酯基团化学键合在元素-氧网络的表面上。
8.涂覆导电线材的方法，其通过施涂权利要求1至7的涂料组合物并固化该涂料组合物来实现。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述导电线材是预涂覆的。
10.根据权利要求8和9所述的方法，其中所述涂料组合物用作一道涂层应用。
11.涂覆有权利要求1至7的涂料组合物的导电线材。
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