CN105838225A - 一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，该漆包线漆包括下述成分：聚酯多元醇树脂、聚氨酯封闭树脂、尼龙、催化剂、溶剂。所述聚酯多元醇与所述聚氨酯封闭物的配比按照所述聚酯多元醇中的羟基与所述聚氨酯封闭物中封闭异氰酸酯的摩尔数确定，所述羟基与所述封闭异氰酸酯的摩尔比为1:1.0～1:1.1；所述尼龙占所述酯多元醇树脂和所述聚氨酯封闭树脂质量之和的0～30%；所述的聚氨酯漆包线漆的固含量为25～35%。本发明的高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆涂制的漆包线弹性好，拉伸25%时，漆膜不破裂，软化击穿温度为230℃，可在350℃直焊，容易实现产业化，市场前景广阔。

Description

一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆及其制备方法

技术领域

本发明属于漆包线漆及其制备领域，特别涉及一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对电气及电子设备的需求量逐年增；对电气及电子设备的小型轻量化提出更高要求；市场的竞争迫使企业生产必须提高生产效率，降本节能。因此，电气及电子设备生产的快速、小型、高性能化发展要求漆包线具有更优越的性能。其中，漆包线漆膜的韧性和弹性是影响绕组线圈生产及应用的重要因素。因为漆包线的在漆包线绕制线圈时、在电机线圈的嵌线工艺中以及电气产品的运行过程中，都有机械力作用于漆包线上。例如漆包线在绕制线圈时受到两种外力作用。①拉伸力，如果漆膜的弹性不足，漆膜受力后的伸长率跟不上导体的伸长，漆膜就会开裂。②弯曲力，弯曲后外缘的漆膜伸长，内缘的漆膜被压缩，如果弹性不好，漆膜也会开裂。再如在嵌线工艺中有摩擦力；运转中有因振动而引起的匝间摩擦。如果漆包线的漆膜的弹性和韧性不高，则上述这些机械力都会对漆包线漆膜带来不同程度的损伤。

聚氨酯漆包线漆具有其它漆包线漆所没有的直焊性，即对用其涂制后的漆包线进行焊接时，无需去除漆膜就可直接进行焊锡。聚氨酯漆包线漆的这种直焊性，给电子、电器的自动化高速生产带来了方便，提高了工业化的效率。

中国公开CN103740267A、中国公开CN103275610A、中国公开CN103725194A、中国专利ZL200410041585.8均公开了聚氨酯漆包线漆，但他们均未对漆包线漆所形成漆膜的弹性和韧性作出有针对性的改进，在性能测试中也未对漆膜的弹性和韧性做出描述。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆及其制备方法，在合成漆包线组分时漆时引入1,4-丁二醇及己二酸，在配制漆包线漆时引入韧性树脂组分。所得漆包线漆所形成漆膜的弹性和韧性优异，可直焊，综合性能优异。制漆做线过程简单易操作，原料利用率高，三废污染少，容易实现产业化。

本发明的技术方案如下：

一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，该漆包线漆包括下述成分：

聚酯多元醇树脂、聚氨酯封闭树脂、尼龙、催化剂、溶剂。所述聚酯多元醇与所述聚氨酯封闭物的配比按照所述聚酯多元醇中的羟基与所述聚氨酯封闭物中封闭异氰酸酯的摩尔数确定，所述羟基与所述封闭异氰酸酯的摩尔比为1:1.0～1:1.1；所述尼龙占所述酯多元醇树脂和所述聚氨酯封闭树脂质量之和的0～30%；所述溶剂包括甲酚、二甲酚、苯酚、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、溶剂油中的一种或几种；所述催化剂为异辛酸锌、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙醇胺中的一种或几种，用量为所述聚氨酯漆包线漆总量的0.1～1.0%。所述的聚氨酯漆包线漆的固含量为25～35%。

本发明的的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，所述的聚酯多元醇树脂由多元醇、多元酸、多元酸酯、多元酸酐和在催化剂乙酸锌存在的条件下合成；

其中：

所述多元醇包括乙二醇、丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、丙三醇、新戊二醇、季戊四醇、1,4-环己烷二甲醇中的一种或几种；

所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中的一种或几种；

所述多元酸酯为对苯二甲酸二甲酯；

所述多元酸酐包括邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐中的一种或几种。

本发明的的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，所述尼龙选自尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010中的一种或几种。

本发明的的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，所述所述溶剂选自甲酚、二甲酚、苯酚、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、溶剂油中的一种或几种。

本发明的的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，所述催化剂选自异辛酸锌、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或几种，用量为所述聚氨酯漆包线漆总量的0.1～1.0%。

本发明的的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，的制备方法，包括以下步骤：

（1）聚酯多元醇树脂组分制备：

将对苯二甲酸二甲酯与所述多元醇、催化剂乙酸锌加入反应釜，搅拌升温溶解对苯二甲酸二甲酯，维持釜顶气温不超过68℃反应，当出甲醇达到理论量时，加入所述多元酸、多元酸酐反应，维持气温不超过100℃，当出水达到理论量时，将体系降温至150℃，加入甲酚和二甲苯的混合溶剂进行稀释。其中，原料中羰基总摩尔数与羟基总摩尔数的比例为1:1.2～1:1.6。

（2）聚氨酯封闭树脂组分制备：

将二甲酚、MDI，三羟甲基丙烷加入反应釜，升温，在90-120℃反应1小时，升温，在130-150℃保温2小时，冷却，加入甲酚和二甲苯的混合溶剂进行稀释。其中，三羟甲基丙烷重量为MDI重量的5～20%。

（3）尼龙溶液的配制：

将尼龙、间/对甲酚加入反应釜，搅拌并升温溶解。配制质量浓度为5～20的尼龙溶液。

（4）聚氨酯漆包线漆的配制：

将所述聚酯多元醇树脂组分加入混合釜、在搅拌条件下依次加入配方量的所述聚氨酯封闭树脂组分、尼龙溶液、催化剂；用间/对甲酚与二甲苯的混合溶剂稀释，并调解聚氨酯漆包线漆粘度为涂4杯25～35秒，固含量为25～35%。

在卧式漆包机上采用标称直径0.15mm的铜圆线涂制漆包线。铜线毛毡涂漆6道，烘烤固化，控制漆膜厚度为0.01~0.015mm，用鼓风机强制风冷却，收线，线行速度260m/min，制得表面光滑的高延伸性漆包线。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，该漆包线漆的有益效果如下：

（1）引入带带有四个亚甲基结构的1,4-丁二醇还和1,6-己二酸制备聚酯多元醇树脂，采用该聚酯多元醇树脂配制的聚氨酯漆包线漆固化成膜后，具有较好的韧性。涂制的漆包线拉伸25%漆膜不开裂，漆膜热冲击性能和盐水针孔性能均优异。

（2）引入韧性树脂尼龙，在漆膜固化过程中，尼龙分子与聚氨酯交联网络形成互穿网络结构。一方面线形尼龙分子的韧性得以发挥；另一方面互穿结构的应力传导作用也提高了聚氨酯交联结构的韧性。

（3）采用配方量的丙三醇、季戊四醇能提高多元醇的官能度，从而提高聚酯多元醇树脂的支化度，进而有效提高漆膜的交联密度，能起到提高漆膜的软化击穿温度和介质损耗曲线拐点温度的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员对本发明的技术方案所作出的各种没有创造性的变化，都落入本申请的权利要求书所限定的范围。

实施例 1 ：

一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，按以下方法制备：

聚酯多元醇树脂溶液的制备：

将对苯二甲酸二甲酯：970克，乙二醇217克，丁二醇360克，丙三醇276克，乙酸锌9克加入反应釜，搅拌升温溶解并反应，控制釜顶气温不高于70℃；当出甲醇量达到320克后，将体系温度降至150℃。

然后加入邻苯二甲酸酐296克，己二酸438克，升温继续反应，控制釜顶气温不高于100℃；当出水量达到144克时，将体系温度降至150℃，加入2093克间对甲酚和二甲苯的混合溶剂得聚酯多元醇树脂，其中间对甲酚与二甲苯的质量比为1:1。

在上述配方中，原料中羰基总摩尔数与羟基总摩尔数的比例为1:1.2。

聚氨酯封闭树脂溶液的制备：

投入二甲酚581.4克、MDI581.4克，三羟甲基丙烷29.1克，升温，在90-120℃反应1小时，继续升温，在130-150℃保温2小时，冷却，加入间对甲酚和二甲苯的混合溶剂1162.8克进行稀释，其中间对甲酚与二甲苯的质量比为1:1。

尼龙溶液的配制：

将270.35克尼龙6、1081.4克间/对甲酚加入反应釜，升温至80-100℃，搅拌溶解。配制质尼龙溶液。

将上述聚酯多元醇树脂溶液、聚酯多元醇树脂溶液和尼龙溶液在混合釜中混合均匀。用间/对甲酚和二甲苯的混合溶剂调解漆粘度为涂4杯28~35秒，固含量为25~35%。

在卧式漆包机上采用标称直径0.15mm的铜圆线涂制漆包线。铜线毛毡涂漆6道，烘烤固化，控制漆膜厚度为0.01~0.015mm，用鼓风机强制风冷却，收线，线行速度20m/min，制得表面光滑的180级漆包线。

该漆包线主要技术指标如下：

拉伸25%不开裂；

软化击穿温度为230℃；

焊锡性能：350℃1秒可焊；

热冲击性能为190℃漆膜不开裂。

实施例 2 ：

一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，按以下方法制备：

聚酯多元醇树脂溶液的制备：

将对苯二甲酸二甲酯：970克，乙二醇310克，丁二醇540克，丙三醇184克，季戊四醇136克，乙酸锌10.7克加入反应釜，搅拌升温溶解并反应，控制釜顶气温不高于70℃；当出甲醇量达到320克后，将体系温度降至150℃。

然后加入邻苯二甲酸酐148克，己二酸584克，升温继续反应，控制釜顶气温不高于100℃；当出水量达到162克时，将体系温度降至150℃，加入2206克间对甲酚和二甲苯的混合溶剂得聚酯多元醇树脂，其中间对甲酚与二甲苯的质量比为1:1。

在上述配方中，原料中羰基总摩尔数与羟基总摩尔数的比例为1:1.6。

聚氨酯封闭树脂溶液的制备：

投入二甲酚1918.6克、MDI1918.6克，三羟甲基丙烷96.0克，升温，在90-120℃反应1小时，继续升温，在130-150℃保温2小时，冷却，加入间对甲酚和二甲苯的混合溶剂3837.2克进行稀释，其中间对甲酚与二甲苯的质量比为1:1。

尼龙溶液的配制：

将1266.2克尼龙6、5064.7克间/对甲酚加入反应釜，升温至80-100℃，搅拌溶解。配制质尼龙溶液。

将上述聚酯多元醇树脂溶液、聚酯多元醇树脂溶液和尼龙溶液在混合釜中混合均匀。用间/对甲酚和二甲苯的混合溶剂调解漆粘度为涂4杯28~35秒，固含量为25~35%。

在卧式漆包机上采用标称直径0.15mm的铜圆线涂制漆包线。铜线毛毡涂漆6道，烘烤固化，控制漆膜厚度为0.01~0.015mm，用鼓风机强制风冷却，收线，线行速度260m/min，制得表面光滑的180级漆包线。

该漆包线主要技术指标如下：

拉伸25%不开裂；

软化击穿温度为235℃；

焊锡性能：355℃1秒可焊；

热冲击性能为195℃漆膜不开裂。

Claims (6)

1.一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，该漆包线漆包括下述成分：聚酯多元醇树脂、聚氨酯封闭树脂、尼龙、催化剂、溶剂；所述聚酯多元醇与所述聚氨酯封闭物的配比按照所述聚酯多元醇中的羟基与所述聚氨酯封闭物中封闭异氰酸酯的摩尔数确定，所述羟基与所述封闭异氰酸酯的摩尔比为1:1.0～1:1.1；所述尼龙占所述酯多元醇树脂和所述聚氨酯封闭树脂质量之和的0～30%；所述的聚氨酯漆包线漆的固含量为25～35%。

2.根据权利要求1所述的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，其特征在于：所述的聚酯多元醇树脂由多元醇、多元酸、多元酸酯、多元酸酐和在催化剂乙酸锌存在的条件下合成；

其中：

所述多元醇包括乙二醇、丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、丙三醇、新戊二醇、季戊四醇、1,4-环己烷二甲醇中的一种或几种；

所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中的一种或几种；

所述多元酸酯为对苯二甲酸二甲酯；

所述多元酸酐包括邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，其特征在于：所述尼龙选自尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，其特征在于：所述所述溶剂选自甲酚、二甲酚、苯酚、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、溶剂油中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆，其特征在于：所述催化剂选自异辛酸锌、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙醇胺中的一种或几种，用量为所述聚氨酯漆包线漆总量的0.1～1.0%。

6.根据权利要求1 ～5 中任意一项所述的一种高弹性可直焊聚氨酯漆包线漆的制备方法，包括以下步骤：

（1 ）：聚酯多元醇树脂组分制备：

将对苯二甲酸二甲酯与所述多元醇、催化剂乙酸锌加入反应釜，搅拌升温溶解对苯二甲酸二甲酯，维持釜顶气温不超过68 ℃反应，当出甲醇达到理论量时，加入所述多元酸、多元酸酐反应，维持气温不超过100 ℃，当出水达到理论量时，将体系降温至150 ℃，加入甲酚和二甲苯的混合溶剂进行稀释；其中，原料中羰基总摩尔数与羟基总摩尔数的比例为1:1.2 ～1:1.6 ；

（2 ）：聚氨酯封闭树脂组分制备：

将二甲酚、MDI ，三羟甲基丙烷加入反应釜，升温，在90-120 ℃反应1 小时，升温，在130-150 ℃保温2 小时，冷却，加入甲酚和二甲苯的混合溶剂进行稀释；其中，三羟甲基丙烷重量为MDI 重量的5 ～20% ；

（3 ）：尼龙溶液的配制：

将尼龙、间/ 对甲酚加入反应釜，搅拌并升温溶解；配制质量浓度为5 ～20 的尼龙溶液；

（4 ）：聚氨酯漆包线漆的配制：

将所述聚酯多元醇树脂组分加入混合釜、在搅拌条件下依次加入配方量的所述聚氨酯封闭树脂组分、尼龙溶液、催化剂；用间/ 对甲酚与二甲苯的混合溶剂稀释，并调解聚氨酯漆包线漆粘度为涂4 杯25 ～35 秒，固含量为25 ～35% 。