CN114874695B - 一种电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，该浸渍漆由聚酰亚胺/环氧嵌段树脂、导热材料和硅烷偶联剂制备而成，其中，该聚酰亚胺/环氧嵌段树脂由酰胺‑酰亚胺类二胺和环氧树脂制备而成，酰胺‑酰亚胺类二胺为N，2‑双(4‑(4‑氨基苯氧基)苯基)‑1，3‑二氧代异吲哚啉‑5‑甲酰胺、N，2‑双(3‑氨基苯基)‑1，3‑二氧代异吲哚啉‑5‑甲酰胺、N，2‑双(1‑氨基正己基)‑1，3‑二氧代异吲哚啉‑5‑甲酰胺中的两种。所制备的浸渍漆热导率为2W/mK以上，粘度3000mPa·s以下，热导率高，且粘度低，满足电机灌封工艺的要求。

Description

一种电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及一种电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆及其制备方法。
背景技术
电动汽车驱动电机运行工况恶劣、环境复杂、可靠性要求高，其运行特点如下：①频繁启动、变速、爬坡；②交变载荷、脉冲电压、过载电流大；③扭矩大、功率密度高、运行温度高；④路况多变、机械振动大；⑤可靠性、安全性要求高。电动汽车的高速发展有力地促进驱动电机技术进步，既给先进绝缘材料及绝缘系统产品带来重要发展机遇，又对绝缘材料行业提出严峻的挑战。尤其是电动汽车驱动电机高频高速、高温内油冷的技术发展需求倒逼绝缘材料技术升级，迫使绝缘材料行业必须不断的技术创新，迎接电动汽车驱动电机产业链的全球化发展趋势，满足未来驱动电机苛刻的绝缘技术要求。
为此，要求电动汽车驱动电机灌封漆具有耐热等级高、绝缘性好、黏度小、力学性能好、热导率高、粘结强度高。但是，目前的电动汽车驱动电机灌封漆难以同时满足热导率高、粘度小，不能满足电机灌封工艺的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆及其制备方法，该浸渍漆热导率为2W/mK以上，粘度3000mPa·s以下，热导率高，且粘度低，满足电机灌封工艺的要求。
本发明采用以下技术方案：一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，该浸渍漆由聚酰亚胺/环氧嵌段树脂、导热材料和硅烷偶联剂制备而成，其中，该聚酰亚胺/环氧嵌段树脂由酰胺-酰亚胺类二胺和环氧树脂制备而成，酰胺-酰亚胺类二胺为N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺中的两种。
进一步地，该酰胺-酰亚胺类二胺中，选用的两种的质量比为1:1。
进一步地，该N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.34mol/100g，N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.49mol/100g、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.56mol/100g。
进一步地，该环氧树脂，其环氧值为0.4～0.6mol/100g、粘度为100～500mPa·s。
进一步地，该环氧树脂，其环氧值为0.52～0.56mol/100g、粘度为200～300mPa·s。
进一步地，导热材料为氮化硼和氮化铝的组合。
进一步地，氮化硼与氮化铝的摩尔比为3:1。
进一步地，氮化硼和氮化铝的粒径均位于0.5～10μm范围内。
本发明还公开了上述的一种电动汽车变频驱动电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段浸渍漆的制备方法，其特征在于，具体如下：
步骤S1、将氮化硼和和氮化铝在室温下用氢氧化钠溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理，过滤备用；
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入环氧树脂中，室温下搅拌分散，得到A组分；
步骤S4、将二胺N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺任意两种的组合，按质量比1:1混合均匀，得到B组分；
步骤S5、将步骤S4中得到的B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得。
进一步地，该氢氧化钠溶液为质量浓度为15％的水溶液。
本发明的有益效果是：以酰胺-酰亚胺类二胺既作为环氧树脂的改性剂，又作为环氧树脂的固化剂，将聚酰亚胺优异的耐热性能和力学性能、高环氧值的环氧树脂的粘结性能和低黏度、氮化硼和氮化铝的高导热性能相结合，制备出的电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆，其热导率为2W/mK以上，粘度3000mPa·s以下，该漆工艺性好，电机散热性能好、电能利用率高、寿命延长。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种电动汽车变频驱动电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段浸渍漆，该浸渍漆由聚酰亚胺/环氧嵌段树脂、导热材料和硅烷偶联剂制备而成，其中，聚酰亚胺/环氧嵌段树脂由酰胺-酰亚胺类二胺和环氧树脂制备而成，所述酰胺-酰亚胺类二胺为N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺中的两种。
上述N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.34mol/100g，所述N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.49mol/100g、所述N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.56mol/100g。
上述环氧树脂，其环氧值为0.4～0.6mol/100g、粘度为100～500mPa·s。
上述环氧树脂，其环氧值为0.52～0.56mol/100g、粘度为200～300mPa·s。
上述导热材料为氮化硼和氮化铝的组合。上述氮化硼与氮化铝的摩尔比为3:1。
上述氮化硼和氮化铝的粒径均位于0.5～10μm范围内。
本发明还公开了上述的一种电动汽车变频驱动电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段浸渍漆的制备方法，具体如下：
步骤S1、将氮化硼和和氮化铝在室温下用氢氧化钠溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用；氢氧化钠溶液为质量浓度为15％的水溶液。
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理，过滤备用。γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的用量应以浸没氮化硼和氮化铝为准。
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入环氧树脂中，室温下搅拌分散，得到A组分；
步骤S4、将二胺N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺任意两种的组合，按质量比1:1混合均匀，得到B组分。
步骤S5、将步骤S4中得到的B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得。
上述N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的结构式分别如下：
Figure GDA0004083419090000051
现通过各实施例进行详细说明，各实施例中N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.34mol/100g，所述N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.49mol/100g、所述N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.56mol/100g。
实施例1
步骤S1、将粒度在1～3μm范围内的100克氮化硼和和55克氮化铝在室温下用15％氢氧化钠水溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用。
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理3小时后，过滤备用。
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入620克环氧值为0.52～0.56mol/100g的环氧树脂中，室温下搅拌分散2小时，得到A组分。
步骤S4、将将二胺N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺组合，按比质量比1:1混合均匀，得到B组分。
步骤S5、将步骤S4中638克B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得该浸渍漆。
实施例2
步骤S1、将粒度为1～3μm范围内的100克氮化硼和和55克氮化铝在室温下用15％氢氧化钠水溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用。
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理3小时后，过滤备用。
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入620克环氧值为0.4～0.46mol/100g环氧树脂中，室温下搅拌分散2小时，得到本发明所述的电动汽车变频驱动电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段浸渍漆A组分。
步骤S4、将二胺N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺组合，按比质量比1:1混合均匀，得到B组分。
步骤S 5、将步骤S4中508克B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得浸渍漆。
实施例3
步骤S1、将粒度为8～10μm范围内的100克氮化硼和和55克氮化铝在室温下用15％氢氧化钠水溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用。
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理3小时后，过滤备用。
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入620克环氧值为0.52～0.56mol/100g环氧树脂中，室温下搅拌分散2小时，得到A组分。
步骤S4、将二胺N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺组合，按比质量比1:1混合均匀，得到B组分。
步骤S5、将步骤S4中744克B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得浸渍漆。
实施例4
步骤S1、将粒度为8～10μm范围内的100克氮化硼和和55克氮化铝在室温下用15％氢氧化钠水溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用。
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理3小时后，过滤备用。
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入620克环氧值为0.4～0.46mol/100g环氧树脂中，室温下搅拌分散2小时，得到A组分。
步骤S4、将二胺N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺组合，按比质量比1:1混合均匀，得到B组分。
步骤S5、将步骤S4中592克B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得浸渍漆。
实施例5
步骤S1、将粒度为0.5～1μm范围内的100克氮化硼和和55克氮化铝在室温下用15％氢氧化钠水溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用。
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理3小时后，过滤备用。
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入620克环氧值为0.52～0.56mol/100g环氧树脂中，室温下搅拌分散2小时，得到A组分。
步骤S4、将二胺N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺组合，按比质量比1:1混合均匀，得到B组分。
步骤S5、将步骤S4中807克B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得该浸渍漆。
实施例6
步骤S1、将粒度为0.5～1μm范围内的100克氮化硼和和55克氮化铝在室温下用15％氢氧化钠水溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用。
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理3小时后，过滤备用。
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入620克环氧值为0.4～0.46mol/100g环氧树脂中，室温下搅拌分散2小时，得到A组分。
步骤S4、将二胺N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺组合，按比质量比1:1混合均匀，得到B组分。
步骤S5、将步骤S4中642克B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得该浸渍漆。
对各试试例制备的浸渍漆进行性能测试，如表1所示：
表1各实施例性能试验方法及数据
Figure GDA0004083419090000091
Figure GDA0004083419090000101
/>
由表中数据可知，采用本发明中的方法制备的电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆的粘度均在3000mPa·s以下，且实施例1-4中制备的浸渍漆均在2500mPa·s以下，远优于已有的浸渍漆；各实施例制备的电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆的导热系数最大为2.51mK，最小为2.06mK，导热系数均较小，则导热率均在2W/mK以上，满足电机灌封工艺要求的高热导率、低粘度的要求。且对各实施例中制备的电动汽车电机聚酰亚胺绝缘浸渍漆进行力学性能及电气性能测试，均满足GB要求。

Claims (7)

1.一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，其特征在于，该浸渍漆由聚酰亚胺/环氧嵌段树脂、导热材料和硅烷偶联剂制备而成，其中，
所述聚酰亚胺/环氧嵌段树脂由酰胺-酰亚胺类二胺和环氧树脂制备而成，所述酰胺-酰亚胺类二胺为N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺中的两种；具体如下：
步骤S1、将氮化硼和和氮化铝在室温下用氢氧化钠溶液搅拌处理3小时后过滤、水洗至pH＝6～7，干燥备用；
步骤S2、将步骤S1中干燥后的氮化硼和氮化铝浸没在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，室温下搅拌处理，过滤备用；
步骤S3、将步骤S2中处理过的氮化硼和氮化铝加入环氧树脂中，室温下搅拌分散，得到A组分；
步骤S4、将二胺N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺、N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺任意两种的组合，按质量比1:1混合均匀，得到B组分；
步骤S5、将步骤S4中得到的B组分加热至融化，加入A组分，搅拌均匀，即得。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，其特征在于，所述N，2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.34mol/100g，所述N，2-双(3-氨基苯基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.49mol/100g、所述N，2-双(1-氨基正己基)-1，3-二氧代异吲哚啉-5-甲酰胺的胺值为0.56mol/100g。
3.如权利要求2所述的一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，其特征在于，所述环氧树脂，其环氧值为0.4～0.6mol/100g、粘度为100～500mPa·s。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，其特征在于，所述环氧树脂，其环氧值为0.52～0.56mol/100g、粘度为200～300mPa·s。
5.如权利要求4所述的一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，其特征在于，所述氮化硼与氮化铝的摩尔比为3:1。
6.如权利要求5所述的一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，其特征在于，所述氮化硼和氮化铝的粒径均位于0.5～10μm范围内。
7.如权利要求6所述的一种电动汽车变频电机无溶剂聚酰亚胺/环氧嵌段绝缘浸渍漆，其特征在于，所述氢氧化钠溶液为质量浓度为15％的水溶液。
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