基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物及其制备方法。所述漆包线漆组合物包含：10‑45％的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺，30‑70％的溶剂，10‑60％的稀释剂，1‑10％的润滑剂，0.1‑2.0％的流平剂，其重量百分数总和为100％。本发明专利技术的漆包线漆组合物固含量为15‑45％。

【技术实现步骤摘要】
基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物及其制备方法
本专利技术涉及一种基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其提供线缆既耐高温又具柔韧性的漆包表面。
技术介绍
漆包线由裸导线和包覆在其外面的绝缘漆膜两部分组成，广泛应用于电磁线圈、工业发动机等装置的电能传输，可以说漆包线是电机、电器和家用电器、电讯、电子仪表电磁绕组的关键部件，几乎只要有电的地方都离不开漆包线。随着航空航天及家用电器等的迅速发展，给漆包线的应用带来较广阔的领域，但同时也对漆包线的性能提出了更高的要求，而漆包线的性能好坏在很大程度上取决于漆包线漆的性能和质量。漆包线漆的作用是使绕组中导线与导线之间形成一良好的绝缘层，来防止电流的流通。漆包线漆是一种电绝缘性能优良的绝缘层，作为电气绝缘漆，须具有良好的化学性能、介电性，除此之外还必须具有优良的机械性能和柔韧性，因为在漆包线的加工生产过程中，漆包线会和电机电器运行产生各式各样的机械应力如摩擦、压缩、拉伸等，因此对于漆包线漆，不仅需要具有优异的机械强度、耐磨性以及与导体有良好的附着性，还须具有良好的弹性和柔韧性，以经受加工过程以上的各种错综复杂的机械应力和物理因素的作用。近年来,广泛采用的漆包线漆主要包括改性聚酯、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜(酮)和聚酰亚胺等五大类。这些漆包线漆各有特点，根据需要，应用时选择不同的漆包线漆。其中，聚酰亚胺漆包线漆是目前漆包线中耐热等级最高的绝缘漆，其长期使用温度可达220℃以上，具有耐高温、强度高、耐老化和耐辐射等优良性能，在厚度比一般绝缘材料小得多时就可获得出色的介电性能，对电机设备的轻型化和小型化十分有利。但是聚酰亚胺刚性的分子链结构，难以满足高速机械绕线装置、嵌线设备及扁线漆包线对漆包线漆柔软度的要求，而漆包线漆在绕制线圈的过程中，在嵌线工艺过程中，以及用漆包线线圈作为元件的电气产品在运行过程中，都有机械应力作用于漆包线漆上，因此可能产生漆包线漆伸长，漆膜损伤等现象。并且随着电机制造业的工艺技术不断进步和自动化生产线的推广应用，高速机械绕线装置和嵌线设备对漆包线漆的柔软度提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物。聚硅氧烷是一类兼具柔韧性和耐高温性能的弹性体材料，将聚硅氧烷通过共聚反应引入到聚酰亚胺分子链中，一方面破坏聚酰亚胺分子链规整性的同时硅氧键的柔韧性可使共聚物的柔韧性和可延伸性提高，另一方面硅氧键具有较高的键能，在改善聚酰亚胺的柔韧性的同时不会降低其耐热性。从而使二者优势互补，改善聚酰亚胺漆包线漆及漆包线的柔韧性，得到既耐高温又具柔韧性的漆包线漆，以满足国内市场对此类产品的迫切需求。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其包含(A)10-45％重量百分数的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺，(B)30-70％重量百分数的溶剂，(C)10-60％重量百分数的稀释剂，(D)1-10％重量百分数的润滑剂，和(E)0.1-2.0％重量百分数的流平剂，并且(A)-(E)的重量百分数总和为100％。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的分子量为4000-200000。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺中聚硅氧烷含量为0.5-30mol％。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺中聚硅氧烷的分子量为500-30000。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的溶剂为异丙醇，正丁醇，氯仿、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜或其混合物。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的稀释剂是非极性烃类化合物。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的稀释剂是甲苯，己烷，环己烷，庚烷，辛烷或其混合物。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的润滑剂为聚乙烯蜡，聚酯蜡，聚酰胺蜡，棕榈蜡或其混合物。本专利技术的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的流平剂为低分子量丙烯酸共聚物、聚醚改性聚硅氧烷、硅酮聚合物或其混合物。本专利技术基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物的制备方法，其特征在于：将聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺加入溶剂中于20-90℃搅拌0.5-3h使其溶解，然后加入稀释剂继续搅拌，将润滑剂和流平剂加入搅拌0.5-1h。本专利技术有益效果是提供的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物既耐高温又具柔韧性。具体实施方式下面再举实施例对本专利技术予以进一步说明。聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺结构测试：采用美国ThermoNicolet公司的NEXUS-670的FTIR光谱仪对样品进行结构表征。将少量样品与KBr混合，磨细，压片即得到测试样品。以KBr为参比，进行FTIR谱图采集。测试范围为4000～650cm-1。用瑞士布鲁克公司的Bruker510型核磁共振波谱仪对样品进行结构表征。测试条件：溶剂为CDCl3或DMSO，内标为四甲基硅烷。用德国耐驰仪器制造公司的NetzchSta449c型热重分析仪对样品进行热失重分析。操作条件：N2气氛，升温速率为10℃/min，温度范围30℃～900℃。用美国Waters公司的Waters1515凝胶渗透色谱仪测定样品的分子量(Mn)。操作条件：进样量为50μL，流动相为四氢呋喃，流速为1mL/min，固定相为聚苯乙烯。实施例1：端氨基聚硅氧烷的合成：开动搅拌，加入47.68g八甲基环四硅氧烷，催化剂四甲基氢氧化铵1.8976g，促进剂二甲基亚砜0.2512g，加入氨基封端剂1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷1.4268g，在氮气保护下加热升温至90℃保温反应6h；然后，升温至140℃并维持1h，使催化剂失活，降至室温，最后进行减压蒸馏除去低聚物和未反应的原料，得到分子量为1243的端氨基聚硅氧烷。通过改变氨基封端剂的用量，可制备不同分子量的端氨基聚硅氧烷。聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的合成：1200mlN,N′-二甲基甲酰胺溶剂中，加入0.076mol端氨基聚硅氧烷及4,4′-二氨基二苯醚10克(0.05mol)，室温搅拌0.5h至4,4′-二氨基二苯醚完全溶解，氮气保护下，分4批加入28克(0.128mol)均苯四甲酸二酐，室温反应4h，60℃旋蒸以除去溶剂，得到聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺。通过调控端氨基聚硅氧烷的分子量及其与4,4′-二氨基二苯醚的摩尔比，可制备得到不同分子量及不同聚硅氧烷含量的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺。漆包线漆制备：将40克聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺(分子量：10034；聚硅氧烷：分子量1243，含量30mol％)加入90毫升N,N-二甲基甲酰胺中，于30℃溶解，搅拌50分钟形成溶液，然后加入1克硅酮聚合物和5克的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其包含(A)10‑45％重量百分数的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺，(B)30‑70％重量百分数的溶剂，(C)10‑60％重量百分数的稀释剂，(D)1‑10％重量百分数的润滑剂，和(E)0.1‑2.0％重量百分数的流平剂，并且(A)‑(E)的重量百分数总和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其包含(A)10-45％重量百分数的聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺，(B)30-70％重量百分数的溶剂，(C)10-60％重量百分数的稀释剂，(D)1-10％重量百分数的润滑剂，和(E)0.1-2.0％重量百分数的流平剂，并且(A)-(E)的重量百分数总和为100％。2.根据权利要求1所述的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的分子量为4000-200000，聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺中聚硅氧烷含量为0.5-30mol％。3.根据权利要求1所述的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺中聚硅氧烷的分子量为500-30000。4.根据权利要求1所述的基于聚硅氧烷共聚改性聚酰亚胺的柔性耐高温漆包线漆组合物，其特征是所述的溶剂为异丙醇、正丁醇、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵芸，沈剑箫，矫庆泽，冯彩虹，朱欢欢，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11