專利名稱：一種耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)使交流變頻調(diào)速電機(jī)具有節(jié)能、易調(diào)速、易維護(hù)保養(yǎng)等突出的優(yōu)點(diǎn)，在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。變頻用調(diào)速裝置產(chǎn)生的脈沖波具有高聳的尖峰(電壓峰值)，波峰具有陡峭的上升電壓并有極高的頻率。由于高次諧波的高頻及高壓的雙重作用極易產(chǎn)生電暈放電，高頻的矩形波施加在電機(jī)繞組上，使繞組內(nèi)部發(fā)生局部放電和空間電荷積聚現(xiàn)象，加之介質(zhì)局部發(fā)熱，采用普通漆包線的變頻電機(jī)容易發(fā)生匝間擊穿，因而必須采用適宜變頻電機(jī)用的耐電暈漆包線。耐電暈漆包線漆的組成與普通漆包線漆的區(qū)別在于漆的組分中含有一定量微細(xì)粉體材料，例如二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鐵等無(wú)機(jī)氧化物的微細(xì)粉體材料。這類粉體材料在漆膜中可以分散脈沖高壓，避免局部電離引起漆膜擊穿，起到耐電暈的效果。耐電暈漆的基體樹(shù)脂多為耐熱性較高，例如聚酯亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺等類樹(shù)脂。耐電暈漆由基體樹(shù)脂、粉體材料、溶劑和助劑組成。目前耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)工藝，特別是微細(xì)粉體材料的分散與加入大致可分為兩種，一種是稱為共混法，是將微細(xì)粉體材料分散于聚合反應(yīng)已經(jīng)完成的樹(shù)脂溶液中。即在高分子基體樹(shù)脂溶液中直接添加納米粒子，再通過(guò)攪拌、研磨等機(jī)械方法或超聲分散等方式將納米粒子均勻分散于基體樹(shù)脂中，共混法生產(chǎn)耐電暈漆突出的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程比較簡(jiǎn)便，經(jīng)聚合反應(yīng)生產(chǎn)出漆基樹(shù)脂后再與納米粉體材料混合分散，與涂料工業(yè)的色漆生產(chǎn)過(guò)程類似。但是要將粉體材料高度分散于聚合物溶液中并能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)工藝配方、分散設(shè)備和工藝控制的要求很高，難度很大，最為關(guān)鍵的是已完成反應(yīng)的高分子量的聚合物分子難以與分散的粉體材料的表面形成穩(wěn)定的膜，由于粉體粒子的臨近原子間的范德華引力作用，使納米粒子相互靠近，從而使總表面積和表面自由能降低，納米粒子有從高分散體又變成團(tuán)聚體的傾向。實(shí)際應(yīng)用中常有產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，沉淀分層及產(chǎn)品的性能分散度比較大的現(xiàn)象。制備耐電暈漆的另一類方法是稱為原位聚合法，原位聚合法是在單體聚合反應(yīng)的開(kāi)始過(guò)程中加入納米粒子，通過(guò)進(jìn)一步的聚合反應(yīng)制得納米復(fù)合材料。該法使納米粒子比較均勻地分散于聚合物基體中，既保持了納米微粒的原始結(jié)構(gòu)與狀態(tài)，又能夠使納米粒子表面的各種基團(tuán)充分地與聚合物單體分子發(fā)生物理或化學(xué)作用，通過(guò)納米粒子與聚合物基體間不同的界面作用對(duì)基體聚合物的性能產(chǎn)生不同的影響。例如CN200810030790. 2所述，是先將納米尺度的微細(xì)粉體材料分散于N-甲基吡咯烷酮、二甲苯等溶劑中，形成懸浮液，再將上述懸浮液與生產(chǎn)樹(shù)脂的單體以溶液聚合的方式生產(chǎn)耐電暈漆包線漆。這種方法也有被稱為共聚法，原位聚合法的局限性在于聚合過(guò)程中要一直保持懸浮液中微細(xì)粉體粒子高度分散，也是對(duì)聚合設(shè)備和工藝操作要求比較苛刻。特別是在耐電暈漆制備過(guò)程中，釜內(nèi)流體從低粘度逐步轉(zhuǎn)化為高粘度體系，在通用的聚合攪拌反應(yīng)釜中，納米粒子從分散體又變成團(tuán)聚體的傾向很強(qiáng)，尤其是在粘度很低的條件下，保持納米粒子分散狀態(tài)的穩(wěn)定在工藝上難度很大。如果納米粒子不能保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)，也常有產(chǎn)品在儲(chǔ)存期間發(fā)生沉淀分層及產(chǎn)品的性能分散度比較大的現(xiàn)象。因此，納米尺度的粉體粒子在聚合物溶液中的分散工藝是制備耐電暈漆的技術(shù)關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單，操作過(guò)程易于控制，可使粉體粒子在漆液中保持高度分散，并且保持長(zhǎng)久不聚集和沉淀的耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟
第一步合成低聚合度聚酯原料包括二元酸、二元醇，以及三元酸和/或三元醇，二元酸為對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐或己二酸中的一種或幾種的組合，二元醇為乙二醇、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、己二醇或丙二醇中的一種或幾種的組合，三元酸為偏苯三甲酸酐，三元醇為甘油，原料的配比二元酸、二元醇的摩爾比為I :
0.擴(kuò)I. 2，二元酸與三元醇和/或三元酸I : (To. I，催化劑選自醋酸鹽或有機(jī)錫，催化劑用量按原料總重量的0. oro. 08% ;將原料和催化劑混合，在二氧化碳?xì)夥眨?. ro. 4MPa，16(T240°C條件下縮聚反應(yīng)21小時(shí)，然后將壓力減至常壓，保持溫度在21(T250°C，直至縮聚產(chǎn)物的酸值降至14(T70mg/g為反應(yīng)終點(diǎn)，降溫至100°C以下，得到低聚合度聚酯；
第二步按粉體材料與低聚合度聚酯的重量比為I : 4 10的比例，在第一步合成的低聚合度聚酯中加入經(jīng)表面活化處理的納米尺度的粉體粒子，在高速攪拌機(jī)內(nèi)混合，成為漿狀物，再研磨分散；
第三步在攪拌條件下，將第二步反應(yīng)物加熱到15(Tl70°C后，以每小時(shí)1(T40°C的速度逐步上升到23(T250°C，逐步將氣壓減至負(fù)壓0. 09MPa以下，再以每小時(shí)8 12°C速度升溫至26(T270°C，保溫直至縮聚產(chǎn)物的酸值降至6(Tl5mg/g為反應(yīng)終點(diǎn)，冷卻至130°C，加入溶劑兌稀,冷卻,過(guò)濾,成為成品。本發(fā)明中，粉體粒子可以是二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、碳酸鈣或氧化鐵粉末。表面活化處理是在粉體粒子中加入粉體粒子重量0. 2^1. 8%的硅烷或鈦酸酯偶聯(lián)齊U，經(jīng)高速攪拌處理得到。醋酸鹽催化劑可以選自醋酸鋅和/或醋酸錳，有機(jī)錫類催化劑可選自二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、單丁基三異辛酸錫中的一種或多種。本發(fā)明所述酸值是指采用中和滴定法，中和每克樣品所消耗的KOH的毫克數(shù)。本發(fā)明耐電暈漆包線漆既可單獨(dú)使用，也可與市售的聚酯亞胺漆包線漆混合使用。在與聚酯亞胺漆包線漆混合使用時(shí)，聚酯亞胺漆包線漆加入的重量小于或等于成品重量的3倍。本發(fā)明方法與原位聚合法和共混法的不同在于，將納米尺度的粉體粒子既不是分 散在溶劑中與樹(shù)脂單體聚合，也不是分散于聚合反應(yīng)已經(jīng)完成的樹(shù)脂溶液中，而是將納米尺度的粉體粒子分散于適宜粘度的液態(tài)低聚合度聚酯中，既便于團(tuán)狀粒子的研磨分散，又能克服分散狀的粒子再團(tuán)聚的傾向，經(jīng)聚合反應(yīng)后，低聚合度聚酯分子與粉體粒子表面形成較穩(wěn)定的結(jié)合力。能有效保證產(chǎn)品在儲(chǔ)存過(guò)程中粉體粒子穩(wěn)定分散于樹(shù)脂溶液中，避免沉淀分層的現(xiàn)象。制備耐電暈漆包線漆過(guò)程簡(jiǎn)單可靠，可以使用通用的聚合反應(yīng)釜生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低，耐電暈性能好。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
取間苯二甲酸19. 92kg，乙二醇7. 1kg，甘油I. 1kg，投入到具有分餾脫水柱的50升反應(yīng)釜中，充入二氧化碳?xì)怏w，在壓力為0. 2MPa (表壓)條件下，開(kāi)動(dòng)攪拌器，升溫至180°C，經(jīng)約四小時(shí)等速升至220°C，卸去壓力，使系統(tǒng)在常壓下，以每小時(shí)8 12°C速度升溫，升溫至240°C，保溫并取樣測(cè)定酸值，當(dāng)酸值降到120mg/g，開(kāi)始降溫，溫度降到100°C，打開(kāi)反應(yīng)釜 底閥，得到低聚合度聚酯。產(chǎn)物外觀為無(wú)色或微黃的粘稠狀流體。其粘度約為10帕秒。將上一步的物料放至高速混合機(jī)中，加入經(jīng)硅烷處理的納米二氧化硅粉體粒子5kg，攪拌20分鐘，成為漿狀物，再將此混合物取出放入研磨機(jī)研磨分散，得到低聚合度聚酯漿料。將上一步制得到低聚合度聚酯漿料置于第一步所述的反應(yīng)釜繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，其操作條件為在攪拌條件下，在常壓下將反應(yīng)物加熱到160°C后，以每小時(shí)2(T30°C的速度逐步上升到240 V，同時(shí)視脫水的速度，逐步將壓力減至負(fù)壓0. 09MPa,再以每小時(shí)8 12 °C速度升溫，升溫至265°C，保溫，直至縮聚產(chǎn)物的酸值降至15mg/g為反應(yīng)終點(diǎn)。降溫至130°C并將物料放入兌稀釜，加入甲酚20kg，加入二甲苯24kg，攪拌并降溫至常溫出料，再過(guò)濾，裝桶得到產(chǎn)品。產(chǎn)品外觀為不透明粘稠漿料，經(jīng)靜置半年，未發(fā)現(xiàn)粉體粒子聚集、結(jié)塊或沉降分層跡象，從儲(chǔ)存產(chǎn)品的容器各處取樣測(cè)量密度，樣品的密度不均勻程度小于2%，說(shuō)明粉體材料分散狀態(tài)穩(wěn)定。采用通用漆包線涂漆機(jī)使用該產(chǎn)品涂覆銅線制成漆包線，在100ns，20kHz，3kV，155°C條件下，耐變頻壽命超過(guò)50小時(shí)。取上述產(chǎn)品與市售的聚酯亞胺漆包線漆按重量比I : I在常溫下攪拌混合，配制成耐電暈漆包線漆，采用通用漆包線涂漆機(jī)涂覆銅線，其制得的漆包線在100ns，20kHz,3kV, 155°C條件下，耐變頻壽命也超過(guò)50小時(shí)。實(shí)施例2:
采用納米二氧化鈦粉體粒子，與lwt%的鈦酸酯偶聯(lián)劑在高速混合機(jī)中混合,活化處理后，替換實(shí)施例I中硅烷處理處理的納米二氧化硅粉體粒子，其他工藝條件與實(shí)施例I相同。制得的產(chǎn)品外觀為不透明白色粘稠漿料，經(jīng)靜置半年，未發(fā)現(xiàn)粉體粒子聚集、結(jié)塊或沉降分層跡象，從儲(chǔ)存產(chǎn)品的容器各處取樣測(cè)量密度，樣品的密度不均勻程度小于2%，說(shuō)明粉體材料分散狀態(tài)穩(wěn)定；采用通用漆包線涂漆機(jī)涂覆銅線制成漆包線，在100ns，20kHz，3kV，155°C條件下，耐變頻壽命超過(guò)50小時(shí)。
權(quán)利要求
1.ー種耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟 第一歩合成低聚合度聚酯原料包括ニ元酸、ニ元醇，以及三元酸和/或三元醇，ニ元酸為對(duì)苯ニ甲酸、間苯ニ甲酸、鄰苯ニ甲酸酐或己ニ酸中的一種或幾種的組合，ニ元醇為こニ醇、ー縮ニこニ醇、ニ縮三こニ醇、新戊ニ醇、己ニ醇或丙ニ醇中的一種或幾種的組合，三元酸為偏苯三甲酸酐，三元醇為甘油，原料的配比ニ元酸、ニ元醇的摩爾比為I :O.擴(kuò)I. 2，ニ元酸與三元醇和/或三元酸I : (To. I，催化劑選自醋酸鹽或有機(jī)錫，催化劑用量按原料總重量的O. 0Γ0. 08% ;將原料和催化劑混合，在ニ氧化碳?xì)夥眨琌. Γ0. 4MPa，16(T240°C條件下縮聚反應(yīng)21小吋，然后將壓カ減至常壓，保持溫度在21(T250°C，直至縮聚產(chǎn)物的酸值降至14(T70mg/g為反應(yīng)終點(diǎn)，降溫至100°C以下，得到低聚合度聚酯； 第二歩按粉體材料與低聚合度聚酯的重量比為I : Γ10的比例，在第一歩合成的低聚合度聚酯中加入經(jīng)表面活化處理的納米尺度的粉體粒子，在高速攪拌機(jī)內(nèi)混合，成為漿狀物，再研磨分散； 第三步在攪拌條件下，將第二步反應(yīng)物加熱到15(Tl70°C后，以每小時(shí)1(T40°C的速度逐步上升到23(T250°C，逐步將氣壓減至負(fù)壓O. 09MPa以下，再以每小時(shí)8 12°C速度升溫至26(T270°C，保溫直至縮聚產(chǎn)物的酸值降至6(Tl5mg/g為反應(yīng)終點(diǎn)，冷卻至130°C，加入溶劑兌稀,冷卻,過(guò)濾,成為成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述粉體粒子是ニ氧化硅、ニ氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、碳酸鈣或氧化鐵粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述表面活化處理的方法是在粉體粒子中加入粉體粒子重量O. 2^1. 8%的硅烷或鈦酸酯偶聯(lián)劑，經(jīng)高速攪拌處理得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述醋酸鹽催化劑選自醋酸鋅和/或醋酸錳。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述有機(jī)錫催化劑選自ニ丁基錫二月桂酸酷、辛酸亞錫、單丁基三異辛酸錫中的ー種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述成品用聚酯亞胺漆包線漆稀釋，聚酯亞胺漆包線漆加入的重量小于或等于成品重量的3倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法，先合成低聚合度聚酯，縮聚產(chǎn)物的酸值降至140~70mg/g為反應(yīng)終點(diǎn)，在低聚合度聚酯中加入經(jīng)表面活化處理的納米尺度的粉體粒子，反應(yīng)直至縮聚產(chǎn)物的酸值降至60~15mg/g為反應(yīng)終點(diǎn)，冷卻，加入溶劑兌稀，成為成品，本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，操作過(guò)程易于控制，可使粉體粒子在漆液中保持高度分散，并且保持長(zhǎng)久不聚集和沉淀的耐電暈漆包線漆的生產(chǎn)方法。
文檔編號(hào)C08G63/20GK102627883SQ201210090050
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者吳春芝, 謝飛, 黃宗祥 申請(qǐng)人:天恒達(dá)電工科技股份有限公司, 廣東恒寶昌電工科技股份有限公司