PL181528B1 - Sposób wytwarzania lakierów poliestroimidowych do przewodów nawojowych - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania lakierów poliestroimidowych do przewodów nawojowych przez ogrzewanie bezwodnika trójmelitowego, 4,4'-diammodifenylometan.u, tereftalanu dimetylowego, polioli zawierającychw cząsteczce co najmniej dwie grupy OH i katalizatora transestryfikacji, z oddestylowaniem wody i metanolu, i następnie rozpuszczenie uzyskanej żywicy poliestroimidowej w rozpuszczalnikach organicznych z dodatkiem katalizatora utwardzania i ewentualnie żywicy fenolowej, znamienny tym, że mieszaninę wszystkich składników wyjściowych do syntezy żywicy poliestroimidowej, zawierającąjako poliole glikol etylenowy i/lub neopentylowy, izocyjanurantris (2-hydroksyetylowy) i dian, ogrzewa się od temperatury pokojowej do temperatury nie niższej od 160°C, po czym w tej temperaturze rozpoczyna się mieszanie i podnosząc temperaturę z szybkością0,05-0,15°C/min w zakresie temperatury do 160-200°C i następnie z szybkością0,1-0,4°C/min do osiągnięcia właściwej temperatury reakcji, wynoszącej 210-250°C, i prowadzi się ogrzewanie w tej temperaturze do uzyskania żywicy poliestroimidowej o temperaturze topnienia 75-110°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania piecowych elektroizolacyjnych lakierów poliestroimidowych do emaliowania miedzianych przewodów nawojowych polegający na polikondensacji i imidyzacji bezwodnika trójmelitowego, 4,4'-diaminodifenylometanu, tereftalanu dimetylowego oraz dioli i trioli i rozpuszczeniu uzyskanej żywicy poliestroimidowej w rozpuszczalnikach organicznych.

Według opisu patentowego USA nr 3 426 098, dotyczącego sposobu wytwarzania lakierów poliestroimidowych do przewodów nawojowych, najpierw poddaje się reakcji bezwodnik trójmelitowy z diaminą aromatyczną w N-metylopirolidonie, a następnie do uzyskanego roztworu kwasu diimidodikarboksylowego dodaje się tereftalan dimetylowy, glikol etylenowy, izocyjanuran tris(2-hydroksyetylowy) i katalizator transestryfikacji. Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się oddestylowując powstający metanol. Uzyskaną w ten sposób żywicę poliestroimidową rozpuszcza się w mieszaninie rozpuszczalników organicznych zawierającej krezol i dodaje się katalizator utwardzania i ewentualnie żywicę fenolowo-formaldehydową. Wadą tego sposobu jest stosowanie rozpuszczalnika podczas syntezy; rozpuszczalnik ten oddestylowuje się w późniejszych etapach syntezy, otrzymując trudne do regeneracji mieszaniny N-metylopirolidonu, metanolu i wody.

Według opisu patentowego polskiego nr 125 456 sposób wytwarzania żywicy poliestroimidowej polega na tym, że wprowadza się do reaktora bezwodnik trójmelitowy, 4,4'-diaminodifenyłometan, tereftalan dimetylowy, glikol etylenowy i izocyjanuran tris(2-hydroksyetylowy) lub glicerynę oraz katalizator i ogrzewa się mieszaninę reakcyjną według określonego programu czasowo-temperaturowego oddestylowując wodę i metanol. Uzyskaną żywicę poliestroimidową rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, uzyskując lakier do emaliowania przewodów nawojowych. Wadą powłok uzyskiwanych na przewodach nawojowych jest niezadawalająca elastyczność, zwłaszcza przy badaniu z rozciąganiem wstępnym do 20%. Poza tym lakier nie nadaje się do emaliowania przewodów nawojowych o średnicy powyżej 0,8 mm.

181 528

Według zgłoszeniowego opisu patentowego francuskiego nr 71 37830 w skład mieszaniny składników wyjściowych do syntezy żywic poliestroimidowych, które do składniki zostały wymienione w dwóch omówionych powyżej opisanych patentach, wchodzą także poliole aromatyczne, a mianowicie difenole zwłaszcza dian. Według tego opisu, przereagowanie difenoli z pozostałymi składnikami mieszaniny reakcyjnej jest możliwe dzięki zastosowaniu sposobu, polegającego na tym, że mieszaninę diamin aromatycznych i polioli oraz ewentualnie tereftalanu dimetylowego rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym, zwłaszcza w krezolu, ogrzewając w temperaturze nie niższej od 165°C, po czym dodaje się bezwodnik trójmelitowy w takich warunkach, aby temperatura nie spadła poniżej 165°C i kontynuuje się ogrzewanie aż do uzyskania żywicy poliestroimidowej o założonych właściwościach.

Sposób ten pozwala wprawdzie na uzyskanie żywicy poliestroimidowej zawierającej wbudowane związki fenolowe, które poprawią odporność termiczną powłok, jednakże jest on niedogodny ze względu na to, że syntezę prowadzi się w roztworze w rozpuszczalniku organicznym.

W celu ułatwienia wbudowania dianu do żywicy poliestroimidowej, zastosowano w opisie patentowym polskim nr 164 804 dodatek węglanu etylenu lub węglanu propylenu do mieszaniny reakcyjnej, zakładając, że związki te reagują z dianem z wydzieleniem dwutlenku węgla i utworzeniem hydroksyetylowej lub hydroksypropylowej pochodnej dianu, której grupy alkoholowe łatwo ulęgają estryfikacji. Stwierdzono jednak, że w produkcie pozostaje część nie przereagowanego węglanu etylenu lub propylenu, pogarszając własności lakieru.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania lakierów poliestroimidowych do przewodów nawojowych charakteryzującego się tym, że synteza jest prowadzona bez użycia lotnych rozpuszczalników i innych dodatków, pogarszających właściwości powłok lakierowych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że mieszaninę bezwodnika trójmelitowego, 4,4'-diaminodifenylometanu, tereftalanu dimetylowego, polioli, a mianowicie glikolu etylenowego i/lub neopentylowego, iz.ocyjanuranu tris(2-hydroksyetylowego) i dianu, korzystnie w ilości wynoszącej 5-20 części wagowych dianu na 100 części wagowych mieszaniny wszystkich składników wyjściowych do syntezy żywicy poliestroimidowej, oraz katalizatora transestryfikacji, zwłaszcza octanu cynku, heptanokarboksylanu cynku, acetyloacetonianu cynku lub tlenku dibutylocyny, ogrzewa się od temperatury pokojowej do temperatury nie niższej od 160°C, po czym w tej temperaturze rozpoczyna się mieszanie i podnosi się temperaturę z szybkością 0,05-0,15°C/min w zakresie temperatury do ^^0-i^(^(5^oC i następnie z szybkością 0,1-0,4°C/min do osiągnięcia właściwej temperatury reakcji, wynoszącej 210-250°C, przy czym oddestylowuje się wodę i metanol, i prowadzi się ogrzewanie w tej temperaturze do uzyskania żywicy poliestroimidowej o temperaturze topnienia 75-110°C. Z uzyskanej żywicy sporządza się lakier poliestroimidowy przez jej rozpuszczenie w rozpuszczalnikach organicznych, zwłaszcza w mieszaninie trójkrezolu i węglowodorów aromatycznych, z dodatkiem katalizatora utwardzania, zwłaszcza estrów kwasu ortotytanowego, oraz ewentualnie żywicy fenolowej.

Sposób według wynalazku umożliwia wbudowanie do żywicy poliestroimidowej całej wprowadzonej do syntezy dużej ilości dianu, co ma korzystny wpływ na własności uzyskiwanych lakierów. Lakiery wytwarzane sposobem według wynalazku umożliwiają emaliowanie miedzianych przewodów nawojowych o stosunkowo dużej średnicy, powyżej 0,8 mm. Powłoki odznaczą się dużą gładk<^^<ci^ pdwierzchni: nie występuje szorstkość, która zdarza się często przy emaliowaniu przewodów o dużych średnicach znanymi lakierami poliestroimidowymi. Szczególnie korzystną cechą jest bardzo dobra elastyczność, zwłaszcza przy badaniu z rozciąganiem wstępnym do 20%.

Przykład I. Do reaktora o pojemności 1,5 m³ wprowadza się 340,0 kg bezwodnika trójmelitowego, 170,0 kg 4,4'-diaminodifenylometanu, 200,00 kg tereftalanu dimetylowego,

100,0 kg glikole etylenowego, 2(50,0 kg di^^j^iu, 280,0 kg izocyjanuranu his ((2-h3<d^oksyet;ylowego) i 2,0 kg octanu cynku. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury 160°C i uruchamia się

181 528 mieszadło. Następnie ogrzewa się mieszaninę reakcyjną stopniowo do temperatury 200°C z szybkością 0,06°C/min przy uruchomionym mieszadle. Po osiągnięciu temperatury 200°C kontynuuje się ogrzewanie i mieszanie, przy czym szybkość ogrzewania wynosi 0,1°C/min. Po osiągnięciu temperatury 210-230°C prowadzi się ogrzewanie w tej temperaturze, przy ciągłym mieszaniu, aż żywica poliestroimidowa uzyska temperaturę topnienia 95-100°C. Podczas ogrzewania odbiera się destylat składający się z wody i metanolu.

Po osiągnięciu założonej temperatury topnienia wynoszącej 100°C obniża się temperaturę produktu w reaktorze do 210°C, dodaje się 600,0 kg trójkrezolu i spuszcza się do mieszalnika zawierającego 1200,0 kg trójkrezolu i 400,0 kg solwentnafty. Po ochłodzeniu dodaje się do roztworu 50,0 kg ortotytanianu butylu i 40,0 kg żywicy fenolowej.

Uzyskanym lakierem powleka się przewód miedziany o średnicy 1,8 mm. Uzyskany przewód emaliowany ma klasę odporności termicznej H (180°C), a powierzchnia odznacza się brakiem szorstkości i dużą gładkością.

Przykład II. Do reaktora o pojemności 1,5 m³ wprowadza się 340,0 kg bezwodnika trójmelitowego, 170,0 kg 4,4'-diaminodifenylometanu, 200,0 kg tereftalanu dimetylowego, 60,0 kg glikolu etylenowego, 50,0 kg glikolu neopentylowego, 250,0 kg izocyjanuranu tris (2-hydroksy etylowego), 60,0 kg dianu, i 3,0 kg acetyloacetonianu cynku. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury 168°C i uruchamia się mieszadło. Następnie ogrzewa się mieszaninę reakcyjną stopniowo do temperatury 200°C z szybkością 0,15°C/min przy uruchomionym mieszadle. Po osiągnięciu temperatury 200°C kontynuuje się ogrzewanie i mieszanie, przy czym szybkość ogrzewania wynosi 0,4°C/min. Po osiągnięciu temperatury 220-240°C prowadzi się ogrzewanie w tej temperaturze, przy ciągłym mieszaniu, aż żywica poliestroimidowa uzyska temperaturę topnienia 75-100°C. Podczas ogrzewania odbiera się destylat składający się z wody i metanolu.

Po osiągnięciu założenia temperatury topnienia wynoszącej 90°C obniża się temperaturę produktu w reaktorze do 210°C, dodaje się 600,0 kg trójkrezolu i spuszcza się do mieszalnika zawierającego 1000,0 kg trójkrezolu i 400,0 kg Solvesso 100. Po ochłodzeniu dodaje się do roztworu 40,0 kg ortotytanianu butylu i 30,0 kg żywicy fenolowej.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania lakierów poliestroimidowych do przewodów nawojowych przez ogrzewanie bezwodnika trójmelitowego, 4,4'-diaminodifenylometanu, tereftalanu dimetylowego, polioli zawierających w cząsteczce co najmniej dwie grupy OH i katalizatora transestryfikacji, z oddestylowaniem wody i metanolu, i następnie rozpuszczenie uzyskanej żywicy poliestroimidowej w rozpuszczalnikach organicznych z dodatkiem katalizatora utwardzania i ewentualnie żywicy fenolowej, znamienny tym, że mieszaninę wszystkich składników wyjściowych do syntezy żywicy poliestroimidowej, zawierającą jako poliole glikol etylenowy i/lub neopentylowy, izocyjanuran tris (2-hydroksyetylowy) i dian, ogrzewa się od temperatury pokojowej do temperatury nie niższej od 160°C, po czym w tej temperaturze rozpoczyna się mieszanie i podnosząc temperaturę z szyb^<^^<^^^_ 0,05-0,15°C/min w zakresie temperatury do 160-200°C i następnie z szybkością. 0,1-0,4°C/min do osiągnięcia właściwej temperatury reakcji, wynoszącej 210-250°C, i prowadzi się ogrzewanie w tej temperaturze do uzyskania żywicy poliestroimidowej o temperaturze topnienia 75-110°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dian wprowadza się w ilości wynoszącej 5-20 części wagowych w przeliczeniu na 100 części wagowych mieszaniny wszystkich składników wyjściowych do syntezy żywicy poliestroimidowej.