CN104152037A - 一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其组分：γ-丁内酯12～13份，封闭剂0.4～1.0份，偏苯三酸酐6.28～6.29份，MDI-1005.10～5.11份，MDI-503.10～3.11份，异佛尔酮7～9份，芳烃溶剂油3～5份。γ-丁内酯的水份含量在0.1％wt以下。封闭剂为含酚羟基的苯酚或间甲酚，或3，5二甲酚。MDI与偏苯三酸酐的摩尔比为1.02：1～1.04:1。芳烃溶剂油为C9，即混合三甲苯。还公开了其制备方法。本发明具有环保、使用过程中不产生氮氧化合物排放，制成的漆包线漆膜柔韧性与附着力佳，并且经浸渍漆处理后，卷绕不易开裂和没有龟裂的优点。

Description

一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种漆，具体涉及一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆及其制备方法。

背景技术

聚酰胺酰亚胺是改性聚酰亚胺的一种，它具有耐热性高，制成的漆包线热级可达220级，在漆包线行业中，其热级仅次于芳香族聚酰亚胺，可运用于耐极端高温的场合；机械强度高，耐刮性好，柔韧性好；耐化学溶剂性好，可运用于制冷压缩机。聚酰胺亚胺还可与聚酯亚胺或聚酯复合，即以聚酯或聚酯亚胺为底漆，聚酰胺酰亚胺为面漆，制成复合漆包线，热级可达200级，如聚酰胺酰亚胺涂层的厚度达总绝缘厚度的35％以上，热级可达220级。目前聚酯或聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺复合漆包线各类耐高温的高端电机，电动工具，制冷压缩机等行业。

合成聚酰胺酰亚胺的方法一般有“酰氯法”与“异氰酸酯法”。

“酰氯法”是由4，4’-二氨基二苯甲烷和1，2，4-偏苯三甲酸酐酰氯在极性溶剂NMP，或二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中进行缩合反应，制成聚酰胺亚胺酸，然后在高温下闭环生成不溶不熔高聚物。“酰氯法”由于材料危害性大，并且反应过程能产生氯化氢，对设备以及工艺要求比较高，已逐渐被淘汰。

“异氰酸酯法”是由4,4’-二异氰酸酯二苯甲烷和偏苯三酸酐在极性溶剂NMP，或二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中进行缩合反应直接亚胺化生成聚酰胺酰亚胺，和“酰氯法”相比工艺相对简单，对设备的要求也低，缺点是副反应较多，对反应过程控制较严格。目前聚酰胺酰亚胺绝缘漆的生产大多采用“异氰酸酯法”。

不管是“酰氯法”或“异氰酸酯法”都需要用到非质子性的强极性溶剂，聚酰胺酰亚胺绝缘漆中的聚酰胺酰亚胺树脂溶解于NMP，或二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中，在漆包线的生产过程中溶剂被挥发，并且催化燃烧，产生的热量返回到炉膛，而NMP、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺燃烧后均会产生氮氧化合物，氮氧化合物能破坏臭氧层，形成臭氧空洞，对生态环境非常不利。

常规的聚酰胺酰亚胺绝缘漆制成的漆包线，漆膜附着力不佳，在IEC60851中，单涂聚酰胺酰亚胺漆包线的剥离扭绞K值为75，为了提高电机的运行效率，减少电机的体积与重量，满足高效电机的设计需求，目前线圈的槽满率均比较高，为了提高生产效率电机制造商的绕线速度也越来越来快，使得绕线张力变大，绕线过程中漆包线的延伸率也变大，漆膜附着性与柔韧性不佳的漆包线容易出现漆膜开裂现象。改进单涂聚酰胺酰亚胺漆包线的漆膜附着力是业内急需解决的问题。

由于NMP，或二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺非常容易吸潮，因此常规的酰胺酰亚胺绝缘漆再使用过程中容易吸收空气中的水分而变质并结块，并且酰胺酰亚胺容易水解，而使得制成的漆包线出现龟裂现象，特别是在浸渍漆的侵蚀下。在我国南方或黄梅天空气的湿度比较高，这个问题特别明显。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆及其制备方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

作为本发明的第一方面，一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组分：

其中，所述γ-丁内酯的水份含量在0.1％wt以下。

其中，所述封闭剂为含酚羟基的苯酚或间甲酚，或3，5二甲酚。最佳3，5二甲酚。

其中，所述MDI与偏苯三酸酐的摩尔比为1.02：1～1.04:1。二者最佳的摩尔比1.04：1，MDI稍过量。

其中，所述MDI-100为纯的4,4’-二异氰酸酯二苯甲烷。

其中，所述MDI-50为50％的4,4’-二异氰酸酯二苯甲烷与50％的2,4’-二异氰酸酯二苯甲烷的混合物。

其中，所述芳烃溶剂油为C9，即混合三甲苯。

作为本发明的第二方面，一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆的制备方法，其特征在于，按照重量份数计，包括以下步骤：

(1)把γ-丁内酯，封闭剂，MDI投入反应釜中；

(2)升温至50±5℃，搅拌1小时；

(2)投入偏苯三酸酐，升温至70℃，搅拌30分钟，待偏苯三酸酐完全溶解；

(3)快速升温至120℃；

(4)在120℃下保温1小时；

(5)迅速降温至80℃，加入异佛尔酮，；

(6)降温至60℃，加入芳烃溶剂油；

(7)降温至50℃，过滤；

(8)装桶。

其中，步骤(7)中，所述过滤芯的精度为5～6μm。

γ-丁内酯为碳氢氧化合物，燃烧后产生水和二氧化碳，不含对环境有污染的氮氧化合物。

异佛尔酮为碳氢氧化合物，燃烧后产生水和二氧化碳，不含对环境有污染的氮氧化合物。

芳烃溶剂油为碳氢化合物，燃烧后产生水和二氧化碳，不含对环境有污染的氮氧化合物。

γ-丁内酯与异佛尔酮能溶解聚酰胺酰亚胺树脂，起溶解作用；芳烃溶剂油不能溶解聚酰胺酰亚胺树脂，加入芳烃溶剂油的目的是起稀释以及降低粘度作用。

化学反应机理：

MDI中的异氰酸酯与封闭剂反应，部分异氰酸酯被封闭，由于异氰酸酯远远过量，因此只有MDI一个的异氰酸酯与封闭剂反应。

MDI中未封闭的异氰酸酯与偏苯三酸酐中的酸酐及羧基反应生成亚胺五元环，与酰胺基。

由于MDI与偏苯三酸酐的摩尔比为1.02：1～1.04:1，并且部分异氰酸酯被封闭，以及异氰酸酯可能出现的副反应，比如自聚或与酰胺中的氢反应等等，使得生成分子量为3000～6000的聚酰胺酰亚胺树脂。

当涂覆聚酰胺酰亚胺绝缘漆的漆包线进入烘炉后，溶剂挥发，高温下异氰酸酯解封闭，生成的异氰酸酯与酰胺中的氢反应生成交链的网络体型结构，网络体型结构的漆膜使得漆包线具备优良的漆膜附着性与柔韧性。

异佛尔酮不易吸水，加入异佛尔酮替代部分γ-丁内酯后，可显著降低聚酰胺酰亚胺绝缘漆暴露于空气中时的吸水率。

本发明的有益效果：

1.采用环保型的溶剂，在漆包线生产过程中，溶剂被催化燃烧后不产生氮氧化物，有利于环保。

2.用该发明制成的聚酰胺酰亚胺绝缘漆，制成单涂聚酰胺酰亚胺漆包线，漆膜附着性好，剥离扭绞K值可达155以上。漆膜柔韧性能满足延伸25％，再1倍导体直径卷绕不开裂。

3.用该发明制成的聚酰胺酰亚胺绝缘漆，在使用过程中不容易吸潮，吸潮寿命比常规产品大1倍以上，

4.用该发明制成的聚酰胺酰亚胺绝缘，漆制成的漆包线(单涂或复合)在化学药品的侵蚀下(比如浸渍漆)，卷绕不易开裂，没有龟裂的现象出现。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

实施例1

一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，按照重量份数计，包括以下组分：

表1 配方kg

	实施例1	实施例2	实施例3
				γ-丁内酯	12	13	12
封闭剂	0.4	0.6	1.0
				偏苯三酸酐	6.28	6.28	6.29
MDI-100	5.100	5.150	5.11
				MDI-50	3.100	3.150	3.110
异佛尔酮	7	8	9
				芳烃溶剂油	5	4	3

比较例1为上海晟然绝缘材料有限公司牌号为338/35的产品。

比较例2为市售的产品。

固体含量的测试方法为：

取直径为60±1mm的铁盘，称取重量为m0；

取2±0.2克的油漆试样置于铁盘中，称取铁盘加油漆的重量(m1)；

把含油漆铁盘放于温度为180±5℃的烘箱中，1小时取出；

称取含油漆的铁盘的质量(m2)；

固体含量为(m2-m0)/(m1-m0)*100％

粘度的测试方法为：

设置温度23±1℃，测试旋转粘度。

吸潮试验的测试方法为：

取250ml的烧杯，放入100克左右的油漆，观察杯内油漆出现浑浊沉淀的时间。

实验结果见表2。

表2 实验结果

从表2可看出本发明的固含与粘度与常规产品接近，但吸潮寿命时间为常规产品的2倍。

涂线设备:梅达QHLF1/2。

工艺参数：

烘炉入口：230℃；烘炉下层:350℃；催化后补充加热:520℃；循环风机:2100RPM；排废风机:800RPM；冷风风机:400RPM。

车速:30m/min。

涂漆道次:12道。

漆包线规格为1.05mm。

漆包线性能的试验方法参照IEC60851，试验结果见表3。

表3 漆包线性能检测

从表3中可以看出本发明产品制成的漆包线的漆膜柔韧性、漆膜附着力(剥离扭绞)以及耐刮性均优于常规聚酰胺酰亚胺产品，并且经环氧浸渍漆处理后，再2倍导体直径卷绕不开裂。其他性能与常规聚酰胺酰亚胺一致。

以上对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。

Claims (9)

1.一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组分： 

2.根据权利要求1所述的一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于：所述γ-丁内酯的水份含量在0.1％wt以下。 

3.根据权利要求1所述的一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于：所述封闭剂为含酚羟基的苯酚或间甲酚，或3，5二甲酚。 

4.根据权利要求1所述的一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于：所述MDI与偏苯三酸酐的摩尔比为1.02：1～1.04:1。 

5.根据权利要求1所述的一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于：所述MDI-100为纯的4,4’-二异氰酸酯二苯甲烷。 

6.根据权利要求1所述的一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于：所述MDI-50为50％的4,4’-二异氰酸酯二苯甲烷与50％的2,4’-二异氰酸酯二苯甲烷的混合物。 

7.根据权利要求1所述的一种环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆，其特征在于：所述芳烃溶剂油为C9，即混合三甲苯。 

8.一种如权利要求1所述的环保型的高附着力的聚酰胺酰亚胺漆的制备方法，其特征在于，按照重量份数计，包括以下步骤： 

(1)把γ-丁内酯，封闭剂，MDI投入反应釜中； 

(2)升温至50±5℃，搅拌1小时； 

(2)投入偏苯三酸酐，升温至70℃，搅拌30分钟，待偏苯三酸酐完 全溶解； 

(3)快速升温至120℃； 

(4)在120℃下保温1小时； 

(5)迅速降温至80℃，加入异佛尔酮，； 

(6)降温至60℃，加入芳烃溶剂油； 

(7)降温至50℃，过滤； 

(8)装桶。 

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(7)中，所述过滤芯的精度为5～6μm。