CN110317533A - 环保型耐高温聚氨酯漆包线漆及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型耐高温聚氨酯漆包线漆及其制备方法与应用。所述环保型耐高温聚氨酯漆包线漆由封闭异氰酸酯与聚酯树脂在促进剂存在的条件下制成。本发明通过对聚酯树脂部分进行改性,达到了不使用THEIC的目的,从而提高了聚酯树脂部分的溶解性,减少了酚类溶剂的使用量,从而减少了环境污染。本发明通过对聚酯树脂部分的改性提高了漆膜的弹性和柔韧性,从而大大改善了漆包线的盐水针孔性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型耐高温聚氨酯漆包线漆及其制备方法与应用。
背景技术
聚氨酯漆包线有一个其它种类漆包线无法比拟的直焊特性,因此造成其具有非常优越的后段制造加工性。亦即是漆包线在焊锡的时候是不需要刮去漆膜层就能够直接上锡焊接,从而大大提高了生产效率。
但是由于聚氨酯树脂化学结构及原始特性,使得聚氨酯产品的耐热性受限于原始化学结构的特性而无法达到很高的耐热性。所以开发同时具备高耐热性及低温直焊性的聚氨酯漆包线漆,将是未来开发的重要指标。
现有技术配方中大量使用了THEIC(赛克,三(2-羟乙基)异氰尿酸酯)和引入了亚胺结构需要使用大量的酚类确保其溶解性,所以成本高环境污染大。由于THEIC和引入的亚胺结构具是较强的刚性结构,所以制成的漆包线盐水针孔性能不佳。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
H级聚氨酯漆包线漆一般采用THEIC和亚胺对聚酯树脂部分进行改性从而提高其耐热性,但由于THEIC和亚胺五元环是较强的刚性结构,所以需要使用大量的酚类确保其溶解性,制成的漆膜的弹性和柔韧性也会有所下降,直接表现为制成的漆包线针孔性能会下降。
为解决上述技术问题,本发明提供一种耐热性能好、无盐水针孔、成本低污染小的热级为H级的聚氨酯漆包线绝缘漆的制备方法。
本发明所涉及缩略语和关键术语定义如下:
耐高温聚氨酯漆包线漆:耐高温聚氨酯漆包线漆主要包括亚胺改性聚酯树脂,引入耐热基团的封闭异氰酸树脂、溶剂和促进剂在50-60℃混合而成。
漆包线:是在导体上涂上漆膜绝缘(层)的电线,因为在使用中常常绕制成线圈的形式,也称为绕组线。
促进剂:是指加入到聚氨酯漆体系中,能大大提高漆包线的涂线工艺余度和干燥速度。
聚氨酯漆:是多元异氰酸酯和多羟基的化合物相作用的产物。主要生成了氨基甲酸酯基团。凃制成的漆包线主要特点是不用刮去它的漆膜即能焊锡。
本发明技术方案如下:
一种环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,由封闭异氰酸酯与聚酯树脂充分反应制成,其中:
(1)所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯110-135份
甘油25-40份
三羟甲基丙烷80-110份
新戊二醇8-15份
乙二醇40-55份
间苯二甲酸10-20份
醋酸锌0.1-1份
偏苯三酸酐150-182份
4,4二氨基二苯甲烷75-90份
间对甲酚90-120份
苯酚180-250份
二甲苯150-200份;
(2)所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚400-520份
聚酯树脂60-90份
MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)275-320份
三羟甲基丙烷25-40份
苯酚100-140份
二甲苯210-240份。
进一步地,所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯110-120份
甘油28-35份
三羟甲基丙烷90-100份
新戊二醇10-15份
乙二醇40-48份
间苯二甲酸15-20份
醋酸锌0.1-0.5份
偏苯三酸酐170-182份
4,4二氨基二苯甲烷75-90份
间对甲酚95-105份
苯酚200-230份
二甲苯170-190份。
更进一步地,所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯110份
甘油32份
三羟甲基丙烷95份
新戊二醇12份
乙二醇40份
间苯二甲酸16份
醋酸锌0.1份
偏苯三酸酐172份
4,4二氨基二苯甲烷85份
间对甲酚100份
苯酚220份
二甲苯180份。
进一步地,所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚410-440份
聚酯树脂65-70份
MDI 275-290份
三羟甲基丙烷25-30份
苯酚130-140份
二甲苯230-240份;
更进一步地,所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚400份
聚酯树脂70份
MDI 280份
三羟甲基丙烷30份
苯酚138份
二甲苯238份。
进一步地,所述聚酯树脂的制备方法包括:投入甘油、三羟甲基丙烷、乙二醇、新戊二醇后再加入间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯加热升温至200±20℃待副产物达到理论量后降温至175±5℃加入偏苯三酸酐和4,4-二氨基二苯甲烷升温至200±20℃待副产物达到理论量后加入间对甲酚、苯酚、二甲苯。
进一步地,所述封闭异氰酸树脂的制备方法包括:在搅拌的状态下投入部分(约为总量的70%-85%)间对甲酚、聚酯树脂、三羟甲基丙烷后,再投入已熔融的MDI,让其自然升温至140±10℃保温至反应完全(一般3小时);保温结束后加入余量间对甲酚和二甲苯搅拌冷却至80℃左右。
进一步地,所述封闭异氰酸酯与聚酯树脂中羟基的摩尔比为(0.95-1.3):1,优选为1.2:1。
本发明还包括上述环保型耐高温聚氨酯漆包线漆的制备方法,包括如下步骤:
1)分别制备聚酯树脂和封闭异氰酸树脂;
2)按配比将封闭异氰酸酯与聚酯树脂混合后,加入一定数量的稀释剂和促进剂,充分搅拌(一般至少搅拌三小时),即可。
进一步地,所述稀释剂包括苯酚、二甲苯、1500#溶剂油、醋酸丁酯等中的一种或几种。优选地,所述稀释剂的用量为所述聚氨酯漆包线漆总重量的15%-25%。
所述促进剂包括二月桂酸二丁基锡、异辛酸锌、正丁醛苯胺缩合物等中一种或几种;优选地,所述促进剂的用量为所述聚氨酯漆包线漆总重量的0.2%-0.6%。
本发明所述各原料均可市售购得。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可以相互组合,即得本发明各较佳实例。
本发明还包括上述方法制备的环保型耐高温聚氨酯漆包线漆。
本发明还包括上述环保型耐高温聚氨酯漆包线漆在制备漆包线等方面的应用。
本技术发明有益效果:
(1)本发明通过对聚酯树脂部分进行改性,达到了不使用THEIC的目的,从而提高了聚酯树脂部分的溶解性,减少了酚类溶剂的使用量,从而减少了环境污染。
(2)本发明通过对聚酯树脂部分的改性提高了漆膜的弹性和柔韧性,从而大大改善了漆包线的盐水针孔性能。
附图说明
图1为本发明环保型耐高温聚氨酯漆包线漆制备方法的工艺路线图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件,或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
一种环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,由封闭异氰酸酯与聚酯树脂在促进剂存在的条件下制成,其中所述封闭异氰酸酯与聚酯树脂中羟基的摩尔比为1.2:1。
所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯110份
甘油32份
三羟甲基丙烷95份
新戊二醇12份
乙二醇40份
间苯二甲酸16份
醋酸锌0.1份
偏苯三酸酐172份
4,4二氨基二苯甲烷85份
间对甲酚100份
苯酚220份
二甲苯180份;
所述聚酯树脂的制备方法包括:投入甘油、三羟甲基丙烷、乙二醇、新戊二醇后再加入间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯加热升温至200℃待副产物达到理论量后降温至175℃加入偏苯三酸酐和4、4-二氨基二苯甲烷升温至200℃待副产物达到理论量后加入间对甲酚、苯酚、二甲苯。
所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚400份
聚酯树脂70份
MDI 280份
三羟甲基丙烷30份
苯酚138份
二甲苯238份。
所述封闭聚酯树脂的制备方法包括:在搅拌的状态下投入部分(约为总量的75%)间对甲酚、聚酯树脂、三羟甲基丙烷后,再投入已熔融的MDI,让其自然升温至140℃保温反应3小时。保温结束后加入余量间对甲酚和二甲苯搅拌冷却至80℃。
本实施例还提供上述环保型耐高温聚氨酯漆包线漆的制备方法,工艺路线如图1所示,包括如下步骤:
1)分别制备聚酯树脂和封闭异氰酸树脂;
2)取封闭异氰酸树脂300份、聚酯树脂120.96份混合后,加入苯酚50份、1500#溶剂油15份、醋酸丁酯10份、二甲苯37份、二月桂酸二丁基锡0.5份,异辛酸锌0.3,苯胺丁醛缩合物1份,充分搅拌至少三小时,即可。
实施例2
一种环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,与实施例1的区别仅在于聚酯树脂和封闭异氰酸树脂的原料配比不同,具体如下:
所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯110份
甘油38份
三羟甲基丙烷84份
新戊二醇8份
乙二醇55份
间苯二甲酸16份
醋酸锌0.1份
偏苯三酸酐182份
4,4二氨基二苯甲烷90份
间对甲酚100份
苯酚220份
二甲苯180份
所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚400份
聚酯树脂70份
MDI 280份
三羟甲基丙烷30份
苯酚138份
二甲苯238份。
实施例3
一种环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,与实施例1的区别仅在于聚酯树脂和封闭异氰酸树脂的原料配比不同,具体如下:
所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯130份
甘油25份
三羟甲基丙烷100份
新戊二醇15份
乙二醇48份
间苯二甲酸10份
醋酸锌0.1份
偏苯三酸酐162份
4,4二氨基二苯甲烷80份
间对甲酚100份
苯酚220份
二甲苯180份
所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚400份
聚酯树脂70份
MDI 280份
三羟甲基丙烷30份
苯酚138份
二甲苯238份。
对比例1
一种包线漆,与实施例1的区别仅在于聚酯树脂的原料配比不同,具体如下:
所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯110份
甘油32份
三羟甲基丙烷95份
新戊二醇:12
乙二醇30份
间苯二甲酸16份
醋酸锌0.1份
偏苯三酸酐122份
4,4二氨基二苯甲烷60份
间对甲酚100份
苯酚220份
二甲苯180份。
对比例2
一种包线漆,与实施例1的区别仅在于聚酯树脂和封闭异氰酸树脂的原料配比不同,具体如下:
所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯110份
甘油32份
三羟甲基丙烷95份
新戊二醇12
乙二醇40份
间苯二甲酸16份
醋酸锌0.1份
偏苯三酸酐172份
4,4二氨基二苯甲烷85份
间对甲酚100份
苯酚220份
二甲苯180份。
所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚400份
聚酯树脂40份
MDI 280份
三羟甲基丙烷30份
苯酚138份
二甲苯238份。
实验例1
按本领域常规实验方法,对实施例1-3及对比例1-2包线漆的耐高温等性能进行检测,结果见下表1。
实验结果表明:
(1)本发明使用混合多元醇代替塞份(THEIC)并引入适量的二元酸代替部分二甲酯从而提高分子量的柔韧性和交联度,可以有效提高漆基的溶解性,从而减少酚类的使用比例,从而可以引入部分醋酸丁酯溶剂。
(2)本发明封闭异氰酸树脂除了常规使用三羟甲基丙烷来提高交联度外,又引入含有亚胺结构的聚酯树脂,目的就是保证有足够的亚胺结构确保耐热性,同时也大大提高封闭树脂的交联密度可以提高软化击穿温度和耐盐水性能。
表1
耐高温性 | 交联密度 | 击穿温度 | 耐盐水性能 | |
实施例1 | 优 | 1.59 | 255℃ | 无针孔 |
实施例2 | 优 | 1.567 | 255℃ | 无针孔 |
实施例3 | 优 | 1.39 | 255℃ | 无针孔 |
对比例1 | 差 | 1.59 | 240℃ | 有针孔 |
对比例2 | 差 | 1.59 | 230℃ | 较多 |
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,由封闭异氰酸酯与聚酯树脂充分反应制成,其中,
(1)所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯 110-135份
甘油 25-40份
三羟甲基丙烷 80-110份
新戊二醇 8-15份
乙二醇 40-55份
间苯二甲酸 10-20份
醋酸锌 0.1-1份
偏苯三酸酐 150-182份
4,4二氨基二苯甲烷 75-90份
间对甲酚 90-120份
苯酚 180-250份
二甲苯 150-200份;
(2)所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚 400-520份
聚酯树脂 60-90份
MDI 275-320份
三羟甲基丙烷 25-40份
苯酚 100-140份
二甲苯 210-240份。
2.根据权利要求1所述的环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,其特征在于,所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯 110-120份
甘油 28-35份
三羟甲基丙烷 90-100份
新戊二醇 10-15份
乙二醇 40-48份
间苯二甲酸 15-20份
醋酸锌 0.1-0.5份
偏苯三酸酐 170-182份
4,4二氨基二苯甲烷 75-90份
间对甲酚 95-105份
苯酚 200-230份
二甲苯 170-190份;和/或,
所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚 410-440份
聚酯树脂 65-70份
MDI 275-290份
三羟甲基丙烷 25-30份
苯酚 130-140份
二甲苯 230-240份。
3.根据权利要求1所述的环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,其特征在于,所述聚酯树脂由包括以下重量份的原料制成:
对苯二甲酸二甲酯 110份
甘油 32份
三羟甲基丙烷 95份
新戊二醇 12份
乙二醇 40份
间苯二甲酸 16份
醋酸锌 0.1份
偏苯三酸酐 172份
4,4二氨基二苯甲烷 85份
间对甲酚 100份
苯酚 220份
二甲苯180份;和/或,
所述封闭异氰酸树脂由包括以下重量份的原料制成:
间对甲酚 400份
聚酯树脂 70份
MDI 280份
三羟甲基丙烷 30份
苯酚 138份
二甲苯 238份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,其特征在于,所述聚酯树脂的制备方法包括:投入甘油、三羟甲基丙烷、乙二醇、新戊二醇后再加入间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯加热升温至200±20℃待副产物达到理论量后降温至175±5℃加入偏苯三酸酐和4,4-二氨基二苯甲烷升温至200±20℃待副产物达到理论量后加入间对甲酚、苯酚、二甲苯,即可;和/或,
所述封闭异氰酸树脂的制备方法包括:在搅拌的状态下投入部分间对甲酚、聚酯树脂、三羟甲基丙烷后,再投入已熔融的MDI,让其自然升温至140±10℃保温至反应完全;保温结束后加入余量间对甲酚和二甲苯搅拌冷却,即可。
5.根据权利要求1-4任一项所述的环保型耐高温聚氨酯漆包线漆,其特征在于,所述封闭异氰酸酯与聚酯树脂中羟基的摩尔比为(0.95-1.3):1,优选为1.2:1。
6.权利要求1-5任一项所述环保型耐高温聚氨酯漆包线漆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)分别制备聚酯树脂和封闭异氰酸树脂;
2)按配比将封闭异氰酸酯与聚酯树脂混合后,加入一定数量的稀释剂和促进剂,充分搅拌,即可。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述稀释剂包括苯酚、二甲苯、1500#溶剂油、醋酸丁酯中的一种或几种;
优选地,所述稀释剂的用量为所述聚氨酯漆包线漆总重量的15%-25%。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法,其特征在于,所述促进剂包括二月桂酸二丁基锡、异辛酸锌、正丁醛苯胺缩合物中一种或几种;
优选地,所述促进剂的用量为所述聚氨酯漆包线漆总重量的0.2%-0.6%。
9.权利要求6-8任一项所述方法制备的环保型耐高温聚氨酯漆包线漆。
10.权利要求1-5、9任一项所述的环保型耐高温聚氨酯漆包线漆在制备漆包线方面的应用。
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