KR20080013076A - 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물 및 이를도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물 및 이를 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선으로서, 폴리아미드이미드로서 아마이드 결합:이미드 결합의 비율이 30:70~70:30몰%인 것을 사용함으로써, 폴리아미드이미드 내의 아미드기의 성분비를 조절함으로써 내마모 특성을 향상시킬 수 있으며, 가소성이 좋아 내가공 특성이 우수하다.
폴리아미드이미드*내마모성*가소성*절연전선

Description

폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물 및 이를 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선{Insulating varnish composition containing polyamideimide and Insulated wire containing insulated layer coated thereof}
도 1은 일반적인 폴리아미드이미드가 코팅된 피막의 가교밀도를 도식한 것이고,
도 2는 다관능성 블록화된 이소시아네이트를 사용한 폴리아미드이미드가 코팅된 피막의 가교밀도를 도식한 것이다.
본 발명은 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물 및 이를 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선, 더욱 상세하게는 폴리아미드이미드계 도료를 도포시킨 절연 피막을 구성하는 절연도료로서, 폴리아미드이미드 내의 아미드와 이미드 성분비를 조절하여 아마이드이미드 수지를 강직구조로 변형하여 가소성이 뛰어나고, 손상되기 어려운 절연 피막을 형성하여, 내가공성이 뛰어난 폴리아마이드이미 드를 도포한 절연 피막을 포함하는 절연전선에 관한 것이다.
종래에는 전기모터나 발전기(Alternator) 등의 산업용 기기 등에 사용되는 절연전선의 제조시 빠른 권취로 인한 와이어 절연피막의 손상을 없애기 위하여 와이어 코팅의 최종공정에 미끄럼성이 있는 권취유를 첨가하거나, 권취작업의 속도를 감소하여 불량을 최소화하였다. 그러나, 빠른 권취시의 와이어 손상 문제는 완벽하게 개선되기 어려우며, 권취유에 함유되어 있는 미끄럼성을 부여하는 슬립제들은 함침 바니시와의 접착성에 문제가 있어 업체에서 그 사용을 꺼리는 경우가 발생하였고, 작업속도 저하로 인한 생산비용의 증가를 없애기 위한 노력을 지속적으로 하여왔다.
특히, 근래 들어서는 자동차 내부에 장착되는 모든 전기장치들이 복잡해지고 경량화, 소형화가 되어 지면서 그 작업성을 향상시키기 위한 노력들이 경주되어졌다.
고마모성 폴리아마이드이미드 절연전선에 도포되는 절연피막의 조성은 내가공성 및 마모성을 동시에 만족시킬 수 있고, 이는 최근에 요구되어지는 전동모타 등의 소형화 경량화에 따른 친환경자동차 및 미래지향적 자동차의 주요부품으로의 응용이 가능하며, 그 사용범위가 자동차에 국한되지 않고 일상에 사용되어지는 모든 전동기기를 사용하는 가전제품이나 산업용품 등의 다양한 용도로의 응용가능성이 크다.
최근의 기술은 기기의 소형화, 경량화의 경향이 있어, 모터에 대해서도 보다 소형화, 경량화 되어지면서도 기능은 기존 제품에 비하여 월등히 우수한 고성능화 가 절실히 요구되어지고 있다. 이 요구를 만족시키기 위해서는 모터의 코어에 의해 많은 절연전선을 권선할 필요가 있지만, 기존의 일반 와이어로는 코어의 슬롯 내에 절연전선을 강인하게 감게 되어, 권선공정 중의 절연피막에 손상을 줄 위험성이 크다. 그리고, 절연피막에 손상이 생기면 레이어(Layer)-불량이나 아스 불량 등이 발생하여, 모터의 전기특성에 심각한 영향을 일으키는 문제가 있다.
통상, 폴리아미드이미드계의 도료의 도포, 소부에 의해 형성된 절연피막을 가지는 절연전선이 상기 용도에 사용되어지고 있다.
상기 폴리아마이드이미드는 일반적으로 이소시아네이트(Isocyanate;-NCO)와 산(Acid;-COOH) 성분 또는 산 무수물(Anhydride;-CO-O-CO-)의 반응으로 반응중간체인 카바메이트(Carbamate;-OC-O-OC-N-OC)를 거쳐 이산화탄소가 부가생성물로 발생되면서 아마이드(Amide;-NHCO-)와 이미드(Imide;-OC-N-CO-)결합이 형성된다.
최근에의 소형, 경량으로 성능이 좋은 모터가 요구되어 거기에 대응하고, 절연전선의 권선량이 한층 더 증대하는 경향이 있어, 폴리아미드이미드계의 절연피막에서도 손상을 일으키는 경우가 많아졌다. 이러한 절연피막의 손상을 조금이라도 감소시키기 위하여 일반적으로 유기 또는 무기윤활제 등의 첨가제를 도료에 배합해, 절연피막의 표면에 윤활성을 부여하는 것이 검토되고 있지만, 이 방법만으로는 절연피막의 손상을 근본적으로 해결할 수 없다.
절연피막의 기계적 강도를 한층 더 향상시키면 절연피막이 손상되는 문제를 감소시킬 수 있지만, 단지 기계적 강도를 향상시키면 피막이 강직해 가소성에 뒤떨어지는 것이 되어 전선을 구부렸을 때에 갈라지거나 박리하기 쉬워지는 크 랙(Crack)이 발생하여, 절연전선의 가공성이 더욱 악화되는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물을 절연피막으로 도포시킨 절연전선에 있어서 발생되는 여러 가지 문제들을 해결하기 위하여 연구하던 중, 폴리아미드이미드 내에 아미드 성분과 이미드 성분의 함량비를 조절함으로써, 즉, 아미드 성분의 함량을 증가시킴으로써 내마모성이 향상될 뿐만 아니라, 가소성이 뛰어나 가공성이 개선된다는 사실을 알게 되어 본 발명에 도달하게 되었다.
따라서, 본 발명은 내마모성과 가소성이 우수하고, 쉽게 손상되지 않는 절연피막을 가져, 내가공성이 우수한 절연 도료 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 절연 도료 조성물을 도포시킨 절연 피막을 포함하는 절연 전선을 제공하는 데도 그 목적이 있다.
따라서, 본 발명은 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물에 있어서, 상기 폴리아미드이미드는 아마이드 결합:이미드 결합의 비율이 30:70~70:30 몰% 인 데 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 절연 도료 조성물을 도포시킨 절연 피막을 포함하는 절연전선에도 그 특징이 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물과 이를 도포시켜 형성된 절연피막을 포함하는 절연전선에 관한 것이다.
본 발명의 절연 도료 조성물은 폴리아미드이미드를 주재료로 포함하는 것으로서, 여기에 용매 및 기타 도료 조성물에 통상 첨가되는 여러 가지 첨가제들을 포함한다.
본 발명의 폴리아미드이미드는 통상적인 제조방법에 따르는 바, 구체적으로 디이소시아네이트 성분과 산 성분 또는 산 무수물의 반응에 의한다. 특별히 본 발명에서는 원하는 물성을 얻기 위하여 폴리아미드이미드 내의 아마이드 성분과 이미드 성분비를 조절하는 데 특징이 있다.
본 발명의 폴리아미드이미드의 제조시 사용되는 디이소시아네이트 성분은 다음 화학식 1로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물을 전체 디이소시아네이트 성분 중 10 내지 90몰%로 함유한다.
Figure 112006056328318-PAT00001
상기 식에서, R1과 R2는 서로 같거나 또는 다른 것으로서, 각각 수소원자, 알 킬기, 알콕시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
상기 화학식 1로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물의 구체적인 예를 들면, 바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 바이페닐-3,3'-디이소시아네이트, 바이페닐-3,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디에틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-다이메틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-다이에틸바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시바이페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-디메톡시비페닐-4,4'-디이소시아네이트 등이 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물과 혼용될 수 있는 다른 디이소시아네이트로는, 다이페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 다이페닐메탄-3,3'-디이소시아네이트, 다이페닐메탄, 3,4'-디이소시아네이트, 다이페닐에테르-4,4'-디이소시아네이트, 벤조페논-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐설폰-4,4'-디이소시아네이트, 트릴렌-2,4-디이소시아네이트, 트릴렌-2,6-디이소시아네이트, m-크실렌 디이소시아네이트, p-크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌-2,6-디이소시아네이트, 4,4'-[2,2-비스(vis)(4-페녹시페닐)프로판]디이소시아네이트, 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트 등이 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물의 비율은 전체 디이소시아네이트 성분 중 10 내지 90몰%의 범위로 포함되는 것이 바람직한 바, 10몰% 미만일 경우는 내마모 특성의 효과가 적고, 90몰%를 초과할 경우 사슬 내의 강직 구조의 함량이 너무 높아져 가소성이 저하되어 크랙 등의 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 방향족 디이소시아네이트 화합물 이외에 이소시아네이트 성분이 분자 중에 꺽인 구조를 가지는 메틸기를 가진 이소시아네이트를 사용하여 내마모성 및 가소성의 특성에 기인할 수가 있다. 대표적인 것으로서, 다음 화학식 2로 표시되는 트릴렌-디이소시아네이트(TDI)를 사용시 일반적으로 사용되는 디페닐메탄-4,4ㅄ―디이소시아네트(MDI)보다 분자길이가 짧아 강직구조를 갖기 때문에 내마모성을 향상시킬 수가 있으며, 두 개의 이소시아네이트가 벤젠고리에 꺽인 구조를 갖음으로써 가소성을 보완할 수 있다.
Figure 112006056328318-PAT00002
상기 꺽인 구조의 트릴렌-디이소시아네이트는 전체 디이소시아네이트 성분 중 10~40몰%의 범위 내에서 함유되는 것이 바람직하다. 10몰% 보다 적으면 그 효과를 기대하기 어렵고, 40몰%를 초과하면 강직구조가 증가되고 가소성이 뒤떨어져 갈라지거나 박리되어지기 쉬운 것이 되어버린다.
바람직하기로는, 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물 60~90몰%와 분자 중에 꺽인 구조를 가진 이소시아네이트 화합물을 10~40몰%로 포함하는 디이소시아네이트 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 디이소시아네이트 성분으로는 다음 화학식 3으로 표시되는 다관능성 이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다.
Figure 112006056328318-PAT00003
상기 식에서, R은 방향족기를 함유한 유기기이다.
상기 화학식 3으로 표시되는 다관능성 이소시아네이트 화합물의 구체적인 예를 들면 CT-Stable, Polymellic MDI 등이 있다. 다음 도 1과 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반적인 폴리아미드이미드로부터 도포된 피막의 가교밀도에 비해 상기와 같은 다관능성 이소시아네이트 화합물을 포함할 경우, 코팅시 가교밀도가 높아지는 것을 확인할 수 있으며, 이러한 가교 밀도의 향상으로 내열성이 저하되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 다관능성 이소시아네이트 화합물을 사용할 경우 상온에서 혼합이 가능하여 가공성이 우수하다.
한편, 본 발명은 폴리아미드이미드 내의 아미드 결합과 이미드 결합성분의 함량비를 조절할 수 있는 바, 그 구성의 비율이 30:70~70:30몰% 사이의 범위 내에서 함유되는 것이 바람직하다.
아미드 구조는 내마모성에 있어서 이미드 구조보다 현격하게 우수한 특성을 갖고 있어 일반적으로 아마이드 성분과 이미드의 성분비율 조성에 있어서 비율이 50:50으로 설계하는 것이 보통이다. 그러나, 분자구조 내 아미드기를 증가시킴으로서 내마모 특성을 향상시킬 수 있다. 이때 적용 비율은 아마이드 결합과 이미드 결합 조성에 있어서 30:70~70:30몰% 사이의 범위 이내에서 적용하는 것이 바람직하 다. 아미드 구조가 70몰%를 초과할 경우 열적 특성이 떨어지게 된다. 또한 이미드 구조가 70% 이상인 경우는 가소성이 떨어져 굴곡 등의 내가공 특성을 저해한다. 즉, 아미드구조와 이미드 구조를 수지구조상에 조합함으로서 아미드 구조의 내마모성, 내가공성 등의 물리적 특성과 이미드구조의 내연화 등의 열적특성을 적절히 조절할 수가 있다.
또한, 본 발명의 폴리아미드이미드의 제조시 산 성분 또는 산 무수물 성분으로는 특별히 다음 화학식 4로 표시되는 카르복실기가 2개인 디카르복실산이나 이무수물을 사용하는 것이 바람직한 바, 이는 디이소시아네이트와 동일 당량으로 반응하면서도, 아마이드의 성분비를 증가시킬 수 있기 때문이다. 이러한 디카르복실산의 예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 아디핀산, 푸마릭산, 세바식산, 및 숙신산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이다. 폴리아미드이미드 구조 내에 아미드기가 많아짐으로서 마모성의 효과를 증대시킬 수 있다.
Figure 112006056328318-PAT00004
상기 식에서, A는 탄소수 2 내지 12 의 탄화수소이다.
상기와 같이 양 말단에 산을 포함한 산 성분의 사용에 따른 내열성 저하문제는 상기 다관능성 블록화된 이소시아네이트를 사용함으로써 해결할 수 있다.
또한, 상기와 같은 디카르복실산은 카르복실기가 A(예를 들면, 벤젠 고리)를 기준으로 파라(para)의 위치에 치환되어 있지만, 본 발명의 절연피막의 가소성을 향상시키기 위한 일환으로서, 상기 카르복실기가 올쏘(ortho) 또는 메타(meta)의 위치에 치환되어 있는 디카르복실산을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 디카르복실산 화합물은 분자구조상에 꺽어지는 구조를 가지는 산을 원료로서의 산성분 중에 상기 산 성분을 함유시켜 폴리아미드이미드의 구조중에 상기 산 성분에 기인한 굴곡부분이 생겨 절선피막의 가소성이 향상된다.
또한 본 발명의 산 무수물로는 TMA(Trimelitic anhydride)과 같은 산 무수물 및 PMDA(Pyromellitic anhydride), BTDA(3.3',4.4'-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride), BPDA(3.3',4.4'-Biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride)와 같은 이무수물을 사용하는 바, 아마이드결합과 이미드결합의 함량(몰%)을 효과적으로 조절하기 위해서 이무수물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 폴리아미드이미드의 제조시에는 상기 디이소시아네이트 성분과 산 성분 또는 산 무수물을 적당한 유기용매 중에서 공중합시켜, 종래의 폴리아미드이미드계 도료와 같은 제조방법을 채용하는 것이 가능하다. 상기 유기용매로는, 특별히 한정되지는 않지만, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸 포름아마이드, 자이렌 등의 극성 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 조성을 이용하여 방향족 디이소시아네이트 화합물을 배합한 디이소시아네이트 성분을 산 성분 또는 산 무수물과 적당한 유기용매 중에서 0~180℃의 온도로 1~24시간 반응시키면 디이소시아네이트 성분과 산 성분 또는 산 무수물과의 공중합체로 폴리아미드이미드가 유기용매 중에 용해 또는 분산된 폴리아미드이미드 절연 도료 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 폴리아미드이미드는 전체 절연 도료 조성물 중 10 내지 100 중량%로 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 절연 도료 조성물은 통상의 도료 조성물에 포함되는 용제, 유·무기물 및 기타 여타의 첨가제를 포함할 수 있음은 물론이다
한편, 본 발명은 상기 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물을 전선의 표면에 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선을 포함한다.
본 발명의 절연전선은, 상기 폴리아미드이미드계 도료를 전선의 표면에 도포시킨 다음, 용제를 소부시켜 절연피막이 형성됨으로써 제조된다.
상기 전선의 표면에 도포되는 절연피막의 두께에 대해서는 본 발명에서는 특정하게 한정되지 않고, 사용되는 절연전선의 용도에 따라 변경 가능하다.
절연피막의 기재(Base)에는 해당 절연피막 및 전선과의 밀착성의 좋은 재료로부터 된 기재층을 마련할 수도 있다. 이러한 기재층(일차 코팅층: 밀착바니시)으로는, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리에스테르이미드계, 폴리에스테르아미드이미드계, 폴리아미드이미드계, 폴리이미드계등 종래 알려져 있는 여러 가지의 절연도료의 도포, 소부에 의해 형성되는 절연막을 들 수 있다. 그 중에서 전선이나 절연피막과의 내열성, 혹은 피막의 기계적 강도 등의 관점으로부터 디페닐메탄메탄-4ㅇ4ㅄ-디이소시아네이트와 트리멜리트산무수물을 포함한 폴리아미드이미드계도료의 도포, 소부에 의해 형성되는 Base층이 양호하다.
절연피막의 상층에는, 절연피막의 표면에 윤활성을 부여하기 위하여, 표면윤활층을 갖는 것도 좋다. 표면윤활층으로서는, 유동 파라핀, 고형 파라핀 등의 파라 핀류를 사용할 수 있지만, 내구성 등을 고려하면, 각종 왁스, 폴리에틸렌, 불소 수지, 실리콘 수지 등의 윤활제를 바인더수지에 적용시킨 표면윤활층이 보다 바람직하다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
온도계, 냉각관, 염화칼슘 충전관, 교반기, 질소투입관을 구비한 플라스크에 매분 150ml의 질소가스를 흘리면서 96.06g(0.5몰)의 트리멜리트산무수물(이하, TMA라고 한다)과 87.25g(0.4몰)의 피로메리트산2무수물(이하, PMDA라고 한다) 그리고16.61g(0.1몰)의 테레프탈산(이하, TPA라 한다)을 먼저 투입하여 전체 산성분 중
TMA:PMDA:TPA의 비율이 50:40:10몰%이 되게 하였다. 그리고 이소시아네이트로서, 221.66g(0.9몰)의 3,3ㅄ―디메틸바이페닐-4,4ㅄ-디이소시아네이트(이하, TODI라고 한다)와 트릴렌-디이소시아네이트(이하, TDI 라고 한다.) 17.42g(0.1몰)를 투입하였다. 상기 TODI의 전 디이소시아네이트중에 차지하는 비율은 90몰% 이다.
다음에, 상기 플라스크에 637g의 N-메틸-2-피로리돈을 넣어 교반기로 교반하면서 85℃로 2시간 동안 가열 승온하고, 3시간동안 유지한 뒤 130℃로 1시간 동안 온도 상승한 후, 점도를 관찰하였다. 그리고 1시간 경과한 단계에서 가열을 멈추고 N-메틸-2-피롤리돈, 자이렌, N,N-디메틸포름아마이드 용제를 순서대로 투입 교반하 고 냉각하여, 23%의 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 35:65몰%였다. 이의 폴리아미드이미드계 도료를 직경 1.0mm의 동선 표면에, 통상의 조건에 따라 도포, 소부해, 피막두께 35㎛의 절연 피막을 가지는 절연전선을 제작하였다.
실시예 2
PMDA 대신에 비페닐테트라카르복실산2무수물(이하, BTDA 라고 한다) 128.90g(0.4몰)을 투입하여 전체 산성분 중 TMA, BTDA와 TPA의 비율을 50:40:10몰%로 한 것 이외는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 35:65몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 3
PMDA 대신에 벤조페논테트라카르복실산2무수물(이하, BPDA 라고 한다) 117.69g(0.4몰)을 투입하여 전체 산성분 중 TMA, BPDA와 TPA의 비율을 50:40:10몰%로 한 것 이외는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 35:65몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 4
이소프탈산(이하, IPA 라고 한다)과 TMA만을 사용하여 IPA 66.46g(0.4몰)을 투입하여 TMA와 IPA의 비율을 60:40몰%로 한 것 이외는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 70:30몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 5
TPA를 66.46g(0.4몰)을 투입하여 TMA와 TPA의 비율을 60:40몰%로 한 것 이외는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 70:30몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 6
실시예 1에서, TODI 와 TDI의 투입량을 TODI=185.00g(0.7몰), TDI=52.25g(0.3몰)로 변화시켜, 전체 이소시아네이트 중에 차지하는 TODI의 비율을 70몰%로 하고, TMA=172.91g(0.90몰), TPA= 16.61(0.1몰)을 사용한 것 이외는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미 드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 55:45몰%이였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 7
TODI=132.15g(0.5몰), TDI=87.08g(0.5몰)로 하여, 전체 이소시아네이트 중에 차지하는 TODI의 비율을 50몰%로 한 것 이외는, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 55:45몰%이였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 8
실시예 1에서, 172.91g(0.9몰)의 TMA, 16.61g(0.1몰)의 TPA를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 55:45몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 9
실시예 1에서, 182.51g(0.95몰)의 TMA, 8.31g(0.05몰)의 TPA를 사용하는 것 을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 52.5:47.5몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 10
실시예 1에서, 144.09g(0.75몰)의 TMA, 41.54g(0.25몰)의 TPA를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 62.5:37.5몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 11
실시예 1에서, 172.91g(0.9몰)의 TMA, 16.61g(0.1몰)의 TPA를 사용하고 158.57g(0.6몰)의 TODI, 69.66g(0.4몰)의 TDI를 사용하는 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 55:45몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
실시예 12
실시예 11에서 얻어진 절연도료에 다관능성 이소시아네이트(CT-STABLE)를 SOLID의 5%를 첨가하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
비교예 1
폴리아미드이미드계 도료 제조시에 합성원료로써 TODI와 TMA만을 사용하여 264.29g(1.0몰)의 TODI, 192.12g(1.0몰)의 TMA를 사용한 것 이외는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 50:50 몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
비교예 2
폴리아미드이미드계 도료 제조시에 합성원료로써 MDI와 TMA만을 사용하여 250.26g(1.0몰)의 MDI, 192.12g(1.0몰)의 TMA를 사용한 것 이외는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 50:50 몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
비교예 3
폴리아미드이미드계 도료 제조시에 합성원료로써 TODI와 TDI, TMA만을 사용하여 79.29g(0.3몰)의 TODI, 121.91g(0.7몰)의 TDI, 192.12g(1.0몰)의 TMA를 사용한 것 이외는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드이미드계 도료를 얻었다. 얻어진 폴리아미드이미드 내의 아미드 성분:이미드 성분의 함량비는 50:50 몰%였다. 또한, 이러한 폴리아미드이미드계 도료를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연전선을 제작하였다.
상기 실시예와 비교예에 따라 제조된 절연전선에 대하여 다음과 같은 물성시험을 실시하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
- 외관평가 : 각 절연 전선의 외관을 육안으로 관찰하였다.
- 절연파괴전압 : 절연파괴 측정은 KS C 3006, 11에 의거하여 측정하였다. 전압은 약 500V/s의 비율로 될 수 있는 대로 같은 속도로 상승시켜 파괴전압치를 측정한다. 다만, 5초이내에 파괴될 경우에는 승압의 속도를 낮추어 5초 이상에서 파괴되도록 측정한다.
본 실험에서는 두줄꼬임법으로 실험을 실시하며, 방법은 다음과 같다. 동일한 보빈으로부터 길이 약 50cm의 시험편 3개를 취하여 그의 각각을 두 개로 접엇 합치고, 와이어의 끝단에 KS 규격에 정해진 인장력을 가하면서 약 12cm 길이의 부분을 KS 규격에 정해진 꼬임수로 꼰 후 인장력을 제거하고서 접은 부분을 자르고 60Hz의 정현파에 가까운 교류전압을 가한다. 또한 이 실험에서 사용되는 변압기의 용량은 500VA이상으로 한다.
- 가소성 시험 : 각 절연전선에, 직경 1.0mm 로부터 1mm씩 단계적으로 직경이 커지는 복수의 환봉에 차례차례 전선을 환봉의 외형에 대응시켜 굽혔을 때의, 절연피막의 분열이나 박리를 관찰해, 절연 피막에 이상을 볼 수 있는 최소의 환봉의 직경 d(mm)를 기록했다.
- 일방향식 내마모 시험 : 각 절연전선에 직교시킨 피아노선을 겹쳐서 피아노선에 여러 가지의 무게의 하중을 걸친 상태로 측정하는 일방향식 내마모 시험에서 절연피막이 손상하는 하중을 기록했다.
- 내연화성 시험 : 각 절연전선에 KS C 3006에 준하여 교차법으로 수행하였으며, 시험은 각각 도체 사이 또는 도체와 강구 사이에 60㎐의 정현파에 가까운 교류전압 100V를 가하고 그 상태에서 약 2℃/min의 비율로 온도를 상승시켜 단락하는 온도를 시료에 가장 가까운 부분에 열전대를 고정하고 측정한다. 그때의 단락전류는 5~20㎃로 한다.
코팅외관 절연파괴전압(㎸) 가소성(d) 마모성(g) 내연화성(℃)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12 비교예 1 비교예 2 비교예 3 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 9.5 10.0 10.5 11.0 9.5 11.5 11.0 10.0 11.5 12.5 13.0 12.5 12.5 11.5 12.0 3 3 3 2 1 2 1 2 2 1 1 1 3 1 1 1123 1090 1111 2230 2142 1814 1892 2203 2145 2153 2244 2256 1778 1202 1489 478 465 466 389 405 435 423 426 414 410 418 443 386 402 409
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 폴리아미드이미드를 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선에서, 아미드 성분과 이미드 성분비를 조절시킨 폴리아마이드이미드 수지를 강직구조로 변형하여 가소성이 뛰어나고, 손상되기 어려운 절연 피막을 형성하여, 내가공성이 뛰어난 폴리아마이드이미드를 도포한 절연 피막을 포함하는 절연전선에 관한 것이다.

Claims (8)

  1. 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물에 있어서,
    상기 폴리아미드이미드는 아마이드 결합:이미드 결합의 비율이 30:70~70:30 몰% 인 것을 특징으로 하는 절연 도료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리아미드이미드는 다음 화학식 1로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물을 전체 디이소시아네이트 성분 중 10~90몰%로 함유하는 조성으로부터 제조된 것을 특징으로 하는 절연 도료 조성물.
    화학식 1
    Figure 112006056328318-PAT00005
    상기 식에서, R1과 R2는 서로 같거나 또는 다른 것으로서, 각각 수소원자, 알킬기, 알콕시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리아미드이미드는 산 성분으로서 디카르복실산을 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 절연 도료 조성물.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 폴리아미드이미드는 산 성분으로서 다음 화학식 4로 표시되는 디카르복실산을 사용한 것을 특징으로 하는 절연 도료 조성물.
    화학식 4
    Figure 112006056328318-PAT00006
    상기 식에서, A는 탄소수 2 내지 12 의 탄화수소이다.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 폴리아미드이미드는 산 성분으로서 디카르복실산과 다음 화학식 5로 표시되는 이무수물을 혼합사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 절연 도료 조성물.
    화학식 5
    Figure 112006056328318-PAT00007
    상기 식에서, B는 탄소수 6 내지 13의 탄화수소이다.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 폴리아미드이미드는 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물 60~90몰%와 분자 중에 꺽인 구조를 가진 이소시아네이트 화합물을 10~40몰%로 포함하는 조성으로부터 제조된 것을 특징으로 하는 절연 도료 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 폴리아미드이미드는 디이소시아네이트로서 다관능 블록화 이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 도료 조성물.
  8. 제 1항의 절연 도료 조성물을 도포시킨 절연피막을 포함하는 절연 전선.
KR1020060074108A 2006-08-07 2006-08-07 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물 및 이를도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선 KR100879002B1 (ko)

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