一种高耐热等级漆包线用聚酰亚胺漆制造技术

本发明专利技术公开了一种高耐热等级漆包线用聚酰亚胺漆及其制备方法，将包括1,3-双(3-氨基苯氧基)苯在内的二胺单体搅拌溶解于强极性非质子溶剂中，然后分批次加入包括1,2-二(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐在内的二酐单体，于5-10℃冰水浴中搅拌溶解，聚合反应3-5小时后，加入含有不饱和基团的封端剂再反应2-5小时即可得到所述的聚酰亚胺漆。本发明专利技术制备方法简单，制得的漆液耐温等级高，且表观粘度低，适合250级以上聚酰亚胺漆包线的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子涂层材料的制备领域，特别涉及一种耐高温漆包线用的聚酰亚胺漆的制备方法。
技术介绍
漆包线漆是电机电器中常用的绝缘材料，使用时包覆在裸导线外面，固化后绕成线圈，各匝导线再浸涂粘结树脂形成漆包线。漆包线漆的耐热性直接关系到电气设备的技术指标和运行寿命(樊良子，虞鑫海，吴爽等，绝缘材料，2012，45(1):p.30-33)。特别是近年来，电机电器朝着体积小、功率大的方向发展，使得线圈在运动过程中产生更大的热量，因此对于绝缘材料耐热等级的要求越来越高。聚酰亚胺漆包线是目前耐热性最高的有机聚合物漆包线，能够满足220℃下长期使用的要求。聚酰亚胺漆包线漆的综合性能优良是世界上240级耐高温漆包线漆的主要品种，它同时具有很好的耐热性与力学性能，在耐化学腐蚀性、耐冷冻性能上也表现优异。目前在我国漆包线市场上，240级芳香聚酰亚胺漆包线是耐热等级最高的漆包线。专利CN202749117U公开了一种聚酰亚胺漆包线，即是在导体的外表面均匀包覆聚酰亚胺绝缘漆膜，所得漆包线可长期在温度为240℃左右的高温环境下工作，可用做核电电机、石油钻井电机、防爆电机等的绝缘绕组线。孙飞等人(孙飞，孙旭阳，齐胜利，田国峰，武德珍，中国塑料，2014，28(1)：p.24-37)采用3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐/4,4'-二氨基二苯醚(BPDA/ODA)和均苯四甲酸二酐/4,4'-二氨基二苯醚(PMDA/ODA)聚酰胺酸共混的方法制备聚酰亚胺薄膜，该薄膜可以保持良好的力学性能，在合适的共混比例下，其断裂伸长率会得到明显的提高，同时仍然保持其良好的耐热性能，介电损耗陡升温度在250℃以上，有望在240级以上漆包线的生产中得到广泛应用。专利CN103965770A则将聚酰胺酸溶液与扩链型双马来酰亚胺预聚物溶液按比例混合，加入有机溶剂调节漆液的固含量和黏度，获得酒红色透明粘稠聚酰亚胺漆包线漆。该漆包线漆储存稳定性好，在耐高温，软化击穿温度和击穿电压方面均显著高于240级聚酰亚胺漆包铜圆线国家标准，可用于高负荷、大功率、耐冷媒电机绝缘，市场前景广阔。专利CN103102796A则涉及一种苯并咪唑型聚酰亚胺漆包线漆及其制备方法，所得产品综合性能优异，具有良好的应用前景。但是，经过研究发现，目前聚酰亚胺漆包线漆存在以下问题：(1)漆液的固含量低，表观粘度大，增加了漆包线生产时的涂覆难度；(2)漆包线漆中含有有毒溶剂，对环境有污染；(3)目前聚酰亚胺漆包线不能在240℃以上的温度下长期使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种250以上耐热等级，且有着较低表观粘度的漆包线用聚酰亚胺漆。实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种高耐热等级漆包线用聚酰亚胺漆，包括如下步骤：将包括1,3-双(3-氨基苯氧基)苯在内的二胺单体搅拌溶解于强极性非质子溶剂中，然后分批次加入包括1,2-二(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐在内的二酐单体，于5-10℃冰水浴中搅拌溶解，聚合反应3-5小时，然后加入含有不饱和基团的封端剂再反应2-5小时即可得到所述的聚酰亚胺漆。进一步的，所述的封端剂选自对氨基苯乙烯、4-苯乙炔基苯酐、降冰片烯酸酐、3-苯乙炔苯胺中的一种或几种。进一步的，二胺单体还包括4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二联苯、对苯二胺、间苯二胺、33'-二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷中的一种或几种。进一步的，二酐单体还包括均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-四甲酸联苯二酐、3,3',4,4'-四甲酸二苯酮二酐、3,3',4,4'-四甲酸二苯醚二酐、1,4-双(3,4-二羧酸苯氧基)苯二酐、1,3-双(3,4-二羧酸苯氧基)苯二酐中的一种或几种。进一步的，1,2-二(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐在二酐单体中的摩尔分数不低于55％。进一步的，1,3-双(3-氨基苯氧基)苯在二胺单体中的摩尔分数不低于60％。进一步的，二酐单体与二胺单体的摩尔比为0.95-1.03：1。进一步的，封端剂的用量是二酐单体总摩尔数的0.5-2％，更优选的用量是二酐单体总摩尔数的1.0-1.5％。进一步的，分批次的次数不少于6次。本专利技术制得聚酰亚胺漆的固含量控制在17-25％之间，更优选的固含量是控制在20-22％。本专利技术所得聚酰亚胺漆具有如下的有益效果：1)所得漆包线的温度指数可达到250级以上，最高可达270级。2)漆液的表观粘度低，在2000～4000厘泊之间，大大降低了生产漆包线时的涂覆难度。3)制备方法简单，符合环保要求。具体实施方式下面以具体实施例说明本专利技术的实施方法，需要说明的是，本专利技术并非仅局限在实施例范围。实施例1在带有温度计和机械搅拌的反应器中，不高于30℃的条件下，将0.60mol的1,3-双(4-氨基苯氧基)苯，0.20mol的4,4'-二氨基二苯醚和0.20mol的对苯二胺溶解于N,N-二甲基乙酰胺中，随后将温度降至10℃，在2小时内分7次加入0.56mol的1,2-二(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐，0.435mol的均苯四甲酸二酐，反应1小时，随之加入0.01mol的4-苯乙炔基苯酐，再反应3小时，即得到本专利技术所述的聚酰亚胺漆。整个过程中持续搅拌，最终溶液的固含量控制在20％。实施例2在带有温度计和机械搅拌的反应器中，不高于30℃的条件下，将0.70mol的1,3-双(4-氨基苯氧基)苯，0.20mol的间苯二胺和0.10mol的2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷溶解于N,N-二甲基乙酰胺中，随后将温度降至10℃，在2小时内分7次加入0.65mol的1,2-二(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐，0.344mol的3,3',4,4'-四甲酸联苯二酐，反应1小时，随之加入0.012mol的3-苯乙炔苯胺，再反应3小时，即得到本专利技术所述的聚酰亚胺漆。整个过程中持续搅拌，最终溶液的固含量控制在20％。实施例3在带有温度计和机械搅拌的反应器中，不高于30℃的条件下，将0.80mol的1,3-双(4-氨基苯氧基)苯，0.20mol的4,4'-二氨基二苯醚溶解于N-甲基吡咯烷酮中，随后将温度降至10℃，在2小时内分7次加入0.74mol的1,2-二(3,4-二羧基苯氧基)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐热等级漆包线用聚酰亚胺漆，其特征在于，包括如下步骤：将包括1,3‑双(3‑氨基苯氧基)苯在内的二胺单体搅拌溶解于强极性非质子溶剂中，然后分批次加入包括1,2‑二(3,4‑二羧基苯氧基)苯二酐在内的二酐单体，于5‑10℃冰水浴中搅拌溶解，聚合反应3‑5小时后，加入含有不饱和基团的封端剂再反应2‑5小时即可得到所述的聚酰亚胺漆。

【技术特征摘要】
1.一种高耐热等级漆包线用聚酰亚胺漆，其特征在于，包括如下步骤：将包括1,3-双
(3-氨基苯氧基)苯在内的二胺单体搅拌溶解于强极性非质子溶剂中，然后分批次加入包括
1,2-二(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐在内的二酐单体，于5-10℃冰水浴中搅拌溶解，聚合反
应3-5小时后，加入含有不饱和基团的封端剂再反应2-5小时即可得到所述的聚酰亚胺漆。
2.如权利要求1所述的高耐热等级漆包线用聚酰亚胺漆，其特征在于，所述的封端剂选
自对氨基苯乙烯、4-苯乙炔基苯酐、降冰片烯酸酐、3-苯乙炔苯胺中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的高耐热等级漆包线用聚酰亚胺漆，其特征在于，二胺单体还包括
4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二联苯、对苯二胺、间苯二胺、33'-二甲基-4,4'-二氨
基二苯甲烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,
4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、2,
2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的高耐热...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，杨宇，张茜茜，李林霜，苏旭，宋超然，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32