專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐電暈漆包線(xiàn)漆的制備工藝，特別適用于制備變頻電機(jī)用耐電暈漆包線(xiàn)的生產(chǎn)，屬于電線(xiàn)電纜領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：交流變頻電機(jī)具有節(jié)能、良好的調(diào)速性能、可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速和快速制動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，使交流變頻電機(jī)在家電、電梯、鐵路、冶金等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。但由于變頻電源的使用也造成了變頻電機(jī)絕緣系統(tǒng)的過(guò)早破壞問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)變頻電機(jī)絕緣的過(guò)早破壞現(xiàn)象進(jìn)行過(guò)廣泛而深入地研究，表明變頻電機(jī)使用的脈寬調(diào)制電源輸出的脈沖方波使電動(dòng)機(jī)定子繞組首匝處承受的電壓是平均匝間電壓io倍以上，而由脈沖過(guò)電壓引起的電、熱、機(jī)械以及環(huán)境等因素的共同作用則是造成定子繞組匝絕緣材料快速老化并發(fā)生擊穿的直接原因。因此提高電機(jī)絕緣系統(tǒng)，尤其是提高電磁線(xiàn)的耐電暈性能和耐溫等級(jí)，是延長(zhǎng)變頻電機(jī)的使用壽命主要途徑。目前耐電暈電磁線(xiàn)絕緣均采用復(fù)合涂層，其中中間層(三層復(fù)合)或外層(兩層復(fù)合)為耐高溫聚合物與納米材料的復(fù)合物，厚度約為整體絕緣厚的40%60%。使用對(duì)局部放電、電暈腐蝕具有良好抵抗能力的耐電暈材料，是延長(zhǎng)變頻電機(jī)壽命的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中，耐電暈漆包線(xiàn)漆即為重要的耐電暈材料類(lèi)型之一，其制備方法就是向傳統(tǒng)絕緣材料中填充一定量的無(wú)機(jī)納米材料，如Si02、Ti02、A1203、云母等。PhelpsDodge公司生產(chǎn)的具有三層漆膜耐電暈漆包線(xiàn)，中間層采用納米Ti02與耐高溫聚合物的復(fù)合材料使耐電暈性能提高了100倍。專(zhuān)利CN1211445C和CN1546586A分別介紹了納米改性耐電暈漆包線(xiàn)漆的制備方法，這兩種漆包線(xiàn)漆屬于機(jī)械共混法。目前，國(guó)內(nèi)外大都采用共混法將無(wú)機(jī)納米粒子分散于傳統(tǒng)的漆包線(xiàn)漆中，其缺點(diǎn)是納米粒子的比表面積和表面能大，粒子之間存在較強(qiáng)的相互作用，易產(chǎn)生團(tuán)聚，失去納米粒子的特殊性質(zhì)；而聚合物本身粘度又較高，納米粒子與聚合物很難達(dá)到理想的納米尺度復(fù)合。因此，采用共混法制備的耐電暈漆包線(xiàn)漆具有貯存穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)沉淀，產(chǎn)品的性能分散性大等納米材料由于尺寸在某個(gè)方向上減小所導(dǎo)致的高比表面積和高表面能，使其在黏度較大的聚合物中不易分散而成為共混法生產(chǎn)耐電暈材料所面臨的技術(shù)難題。如何將納米材料均勻分散到聚合物中，并保持相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性成為制備耐電暈材料的關(guān)鍵技術(shù)。開(kāi)發(fā)一種新型的耐電暈漆包線(xiàn)漆的制備工藝具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)目前耐電暈漆包線(xiàn)漆的制備工藝中貯存穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)沉淀，產(chǎn)品的性能分散性大等不足，而提出的一種穩(wěn)定性更好，易分散的耐電暈漆包線(xiàn)漆制備方法。本發(fā)明所述的方法是采用原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆，將制作耐電暈漆包線(xiàn)漆的表面改性的納米粒子在N-甲基吡咯垸酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物中，按照納米粒子與有機(jī)溶劑的重量份數(shù)比為1:516比例均勻分散，然后在2(TC15(TC下使常規(guī)合成漆包線(xiàn)漆的單體在上述懸浮液中聚合，形成耐電暈漆包線(xiàn)漆。所說(shuō)的表面改性納米粒子是一種有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合填料，無(wú)機(jī)部分為氧化鈦、氧化鋁、氧化硅、氧化鋯、氧化鋅中的一種或幾種的任意混合物，有機(jī)部分為碳鏈長(zhǎng)度范圍1220個(gè)C的納米材料，約占表面改性納米粒子填料總重量的5%~10%。表面改性納米粒子的平均粒度小于100nm,填充量為樹(shù)脂量的1%50%。所述的耐電暈漆包線(xiàn)漆的具體制備方法可以是將制作耐電暈漆包線(xiàn)漆的表面改性的納米粒子分散于N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物中，在2060'C條件下攪拌12小時(shí)。然后升溫到6585'C保溫34小時(shí)，接著升溫到110135'C保溫13小時(shí)，升溫和保溫過(guò)程中保持?jǐn)嚢?。?dāng)溶液的粘度達(dá)到115120s(4號(hào)杯，20'C)時(shí)，加入封閉劑，并迅速降溫到80卯X:并保溫12小時(shí)，然后加入20.4份溶劑，在5060'C條件下攪拌23小時(shí)，得到不透明耐電暈漆包線(xiàn)漆溶液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于合成聚合物的單體分子量較小，粘度低，無(wú)機(jī)納米粒子經(jīng)表面改性后易于在其中分散，用這一方法制備的復(fù)合材料的填充粒子分散均勻，粒子的納米特性完好無(wú)損，同時(shí)在位填充過(guò)程中之經(jīng)過(guò)一次聚合成形，不需要熱加工，避免了由此產(chǎn)生的降解，從而保持了基體各種性能的穩(wěn)定。由于漆包線(xiàn)涂層所用的高分子一般4為有溶劑漆，納米粒子在黏度較小的溶劑中易于分散均勻，聚合物在溶液中形成以后，就會(huì)包覆于納米粒子周?chē)?，形成空間位阻效應(yīng)，從而保持了納米粒子在聚合物溶液中的穩(wěn)定性。該方法不僅克服了共混法黏度大，不易達(dá)到納米化分散的缺點(diǎn)，而且還有易于工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式下面將接合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。比較例1將13.6份偏苯三酸酐(TMA)和18份4，4-二苯甲垸二異氰酸酯(MDI)溶于48份N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，60'C條件下攪拌2小時(shí)。然后升溫到7585'C保溫3小時(shí)，接著升溫到110135'C保溫13小時(shí)，升溫和保溫過(guò)程中保持?jǐn)嚢?。?dāng)溶液的粘度達(dá)到120s(4號(hào)杯，20°C)時(shí)，加入封閉劑，并迅速降溫到8090'C并保溫1小時(shí)，然后加入20.4份NMP，在60'C條件下攪拌2小時(shí)，得到深棕色透明溶液。將2.9份有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合納米材料用高速攪拌直接分散于得到的漆中，得到不透明溶液。實(shí)施一將由氧化鈦或氧化鋁或氧化硅、氧化鋯或氧化鋅中的一種或幾種，與有機(jī)納米材料(有機(jī)納米材料為碳鏈長(zhǎng)度范圍1220個(gè)C的納米材料，約占改性納米材料總重量的5%10%)任意組配制作成的改性納米材料2.9份(改性納米材料的平均粒度小于100nm，填充量為樹(shù)脂量的1%50%)，用高速攪拌分散于46.6份的N-甲基吡咯垸酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種任意配比的有機(jī)溶劑的混合物中，再向該懸浮液中加入13.2份常規(guī)合成漆包線(xiàn)漆的單體TMA和17.5份MDI，6(TC條件下攪拌2小時(shí)。然后升溫到7585'C保溫3小時(shí)，接著升溫到110135'C保溫13小時(shí)，升溫和保溫過(guò)程中保持?jǐn)嚢?。?dāng)溶液的粘度達(dá)到120s(4號(hào)杯，20°C)時(shí)，加入常規(guī)的封閉劑，并迅速降溫到8090'C并保溫1小時(shí)，然后加入19.8份N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物，在60'C條件下攪拌2小時(shí)，得到深棕色不透明溶液。實(shí)施例二將由氧化鈦或氧化鋁或氧化硅、氧化鋯或氧化鋅中的一種或幾種，與有機(jī)納米材料(有機(jī)納米材料為碳鏈長(zhǎng)度范圍12~20個(gè)C的納米材料，約占改性納米材料總重量的5%10%)任意組配制作成的改性納米材料5.6份(改性納米材料的平均粒度小于100nm，填充量為樹(shù)脂量的1%50%)，用高速攪拌分散于45.3份的N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物中，再向該懸浮液中加入12.8份TMA和17份MDI，60'C條件下攪拌2小時(shí)。然后升溫到7585'C保溫3小時(shí)，接著升溫到110135'C保溫13小時(shí)，升溫和保溫過(guò)程中保持?jǐn)嚢?。?dāng)溶液的粘度達(dá)到120s(4號(hào)杯，2(TC)時(shí)，加入封閉劑，并迅速降溫到8090'C并保溫1小時(shí)，然后加入19.3份N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物，在60'C條件下攪拌2小時(shí)，得到深棕色不透明溶液。實(shí)施例三將由氧化鈦或氧化鋁或氧化硅、氧化鋯或氧化鋅中的一種或幾種，與有機(jī)納米材料(有機(jī)納米材料為碳鏈長(zhǎng)度范圍1220個(gè)C的納米材料，約占改性納米材料總重量的5%10%)任意組配制作成的改性納米材料8.7份(改性納米材料的平均粒度小于100nm，填充量為樹(shù)脂量的1%50%)，用高速攪拌分散于46.6份的N-甲基吡咯垸酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物中，再向該懸浮液中加入13.2份TMA和17.5份MDI，60。C條件下攪拌2小時(shí)。然后升溫到7585。C保溫3小時(shí)，接著升溫到110135X:保溫13小時(shí)，升溫和保溫過(guò)程中保持?jǐn)嚢?。?dāng)溶液的粘度達(dá)到120s(4號(hào)杯，20°C)時(shí)，加入封閉劑，并迅速降溫到8090'C并保溫1小時(shí)，然后加入14份N-甲基吡咯垸酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物，在60。C條件下攪拌2小時(shí)，得到深棕色不透明溶液。耐電暈電磁線(xiàn)的涂制涂線(xiàn)設(shè)備立式漆包機(jī)漆樣種類(lèi)底漆采用1753聚酯亞胺漆包線(xiàn)漆，耐電暈漆分別采用比較例l和實(shí)施例13得到的漆液，面漆采用銅陵西瓦產(chǎn)595漆。爐溫500600。C車(chē)速3040m/min涂漆方式模具法線(xiàn)徑Ol.OOmm涂漆道數(shù)底漆7道，耐電暈漆4道，面漆2道。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆的方法，采用原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆，其特征在于將制作耐電暈漆包線(xiàn)漆的表面改性納米粒子在N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物中，按照表面改性納米粒子與有機(jī)溶劑的重量份數(shù)比為1∶5～16比例均勻分散，然后在20℃～150℃下使合成漆包線(xiàn)漆的單體在上述懸浮液中聚合，形成耐電暈漆包線(xiàn)漆。2.—種原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆的方法，采用原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆，其特征在于所述的耐電暈漆包線(xiàn)漆的制備方法是將制作耐電暈漆包線(xiàn)漆的表面改性納米粒子分散于N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物中，在2060'C條件下攪拌12小時(shí)；然后升溫到6585'C保溫34小時(shí)，接著升溫到110135'C保溫13小時(shí)，升溫和保溫過(guò)程中保持?jǐn)嚢?；?dāng)溶液的粘度達(dá)到115120s時(shí)，加入封閉劑，并迅速降溫到8090'C并保溫12小時(shí)，然后加入20.4份溶劑，在506(TC條件下攪拌23小時(shí)，得到不透明耐電暈漆包線(xiàn)漆溶液。3.如權(quán)利要求1或2所述的原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆的方法，其特征在于所述的表面改性納米粒子是一種采用有機(jī)物改性材料與無(wú)機(jī)物混合的有機(jī)一無(wú)機(jī)復(fù)合材料。4.如權(quán)利要求3所述的原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆的方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)物為氧化鈦、氧化鋁、氧化硅、氧化鋯、氧化鋅中的一種或幾種的任意混合物；所述的有機(jī)物改性材料為碳鏈長(zhǎng)度范圍1220個(gè)C的材料，占表面改性納米粒子填料總重量的5%~10%。5.如權(quán)利要求3所述的原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆的方法，其特征在于所說(shuō)的表面改性納米粒子的平均粒度小于100nm,填充量為樹(shù)脂量的1%50%。全文摘要一種原位聚合法制備耐電暈漆包線(xiàn)漆的方法，將制作耐電暈漆包線(xiàn)漆的表面改性納米粒子在N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲苯中的一種或任意幾種有機(jī)溶劑的混合物中，按照納米粒子與有機(jī)溶劑的重量份數(shù)比為1∶5～16比例均勻分散，然后在20℃～150℃下使常規(guī)合成漆包線(xiàn)漆的單體在上述懸浮液中聚合，形成耐電暈漆包線(xiàn)漆。所述的納米粒子是一種采用有機(jī)物改性材料與無(wú)機(jī)物混合的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合填料；所述的無(wú)機(jī)物為氧化鈦、氧化鋁、氧化硅、氧化鋯、氧化鋅中的一種或幾種的任意混合物；所述的有機(jī)物改性材料為碳鏈長(zhǎng)度范圍12～20個(gè)C的材料，約占納米填料總重量的5％～10％。納米粒子的平均粒度小于100nm，填充量為樹(shù)脂量的1％～50％。文檔編號(hào)C08K3/22GK101245212SQ200810030790公開(kāi)日2008年8月20日申請(qǐng)日期2008年3月12日優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日發(fā)明者劉換英,周光紅,姜其斌,李強(qiáng)軍,李鴻巖,王文進(jìn)申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司