一種耐高溫bahpfp型漆包線漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫BAHPFP型漆包線漆及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 漆包線漆是應(yīng)用于電工設(shè)備的不可缺少的電絕緣涂料，是控制電氣設(shè)備經(jīng)濟(jì)技術(shù) 指標(biāo)和運(yùn)行壽命的關(guān)鍵原料之一。隨著時(shí)代與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在軍用和民生領(lǐng)域都對漆包線 的耐溫等級提出了更高要求。美國超音速客機(jī)計(jì)劃（HSCT)所設(shè)計(jì)的速度為2. 4MHz，目前 中國的高鐵時(shí)速已達(dá)到300公里的常態(tài)，各種交通工具速度的提升勢必會對電機(jī)繞組的耐 溫性提出嚴(yán)峻考驗(yàn)，而核動(dòng)力和宇宙空間技術(shù)的發(fā)展對漆包線更提出了苛刻的耐高溫要 求。進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代以來，各種電子產(chǎn)品，家用電器和儀表設(shè)備在廣大家庭、生產(chǎn)部門和辦 公場所中日益普及，并且更新?lián)Q代速度逐年加快，為漆包線帶來可觀市場。八九十年代以 后，我國漆包線雖然在產(chǎn)量上有很大突破，但主要集中于聚酯、聚氨酯和聚酯亞胺等耐熱等 級較低的品種，而高耐熱等級的以及"雙零"微細(xì)漆包線所占比重很小，大部分依賴于國外 進(jìn)口。為提高我國漆包線行業(yè)在國際的競爭力，有必要通過技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)高耐溫等級的漆 包線漆，并且重視科技成果向產(chǎn)業(yè)化的及時(shí)轉(zhuǎn)化。
[0003] 聚酰胺酰亞胺（PAI)漆是通用型高性能復(fù)合涂層漆包圓、扁線的主要原料，是一 種綜合性能優(yōu)良的C級耐高溫漆包線漆，廣泛用于牽引電機(jī)、密封電機(jī)，特別是耐冷凍壓 縮機(jī)線圈的制造。其主鏈結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有耐熱的亞胺環(huán)和柔性的酰胺基團(tuán)，耐熱性高，在 210°C下可長期使用，具有良好的機(jī)械性能、介電性能、耐冷凍劑和耐化學(xué)腐蝕性能，而且 與導(dǎo)體的粘合性、可繞性和耐磨性都有大幅提升。
[0004] 環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘結(jié)性、成型加工性能、電氣絕緣性能以及優(yōu)異的力學(xué)性能 等，被廣泛的應(yīng)用于航空航天、電子電器、汽車、艦船等領(lǐng)域中。但環(huán)氧樹脂也存在一些缺 點(diǎn)，如耐熱性偏低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及諸如聚酰亞胺、聚苯并咪唑、聚苯并惡唑等芳雜環(huán)聚合物體系， 環(huán)氧樹脂體系在高溫環(huán)境下的力學(xué)性能、電學(xué)性能等下降顯著，難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。因 此，對環(huán)氧樹脂進(jìn)行耐高溫增韌改性，是當(dāng)前國內(nèi)外科技人員研究的熱點(diǎn)。
[0005] 因此，環(huán)氧樹脂在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用：無論是高新技術(shù)領(lǐng)域還是 通用技術(shù)領(lǐng)域，無論是國防軍工還是民用工業(yè)，乃至人們的日常生活中均能看到它的蹤跡。
[0006] 中國發(fā)明專利CN103030787A公開了一種苯并咪唑-環(huán)氧基體樹脂及其制備方 法，樹脂由A、B兩組份組成。制備方法，包括如下步驟：（1)將N，N，N'，N' -四縮水甘油 基-2, 2-雙[4- (4-氨基苯氧基）苯基]丙烷與2- (4-氨基苯基）-5-氨基苯并咪唑放入反 應(yīng)釜中，加熱升溫至70-80°C攪拌反應(yīng)15min-30min后，加入活性稀釋劑和有機(jī)溶劑，攪拌 均勻，得到A組份；（2)將固化劑和有機(jī)溶劑混合，攪拌溶解均勻，即得到B組份；（3)使用 時(shí)，將A、B組份混合，攪拌均勻即可。
[0007] 聚酰亞胺樹脂是具有極其優(yōu)異耐熱性的一類高分子材料。常規(guī)的聚酰亞胺結(jié)構(gòu)， 其熱分解溫度一般均在500°C以上，同時(shí)也具有強(qiáng)韌性。因此，也常常用于熱固性樹脂，如 環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂等的耐熱增韌改性劑。但是，聚酰亞胺體系與環(huán)氧樹脂的相容 性較差，難以制得兼具聚酰亞胺耐高溫性又具環(huán)氧樹脂優(yōu)異的粘結(jié)性與工藝性的粘合劑體 系。所以，使用常規(guī)的聚酰亞胺樹脂來改性環(huán)氧樹脂體系，以獲得綜合性能優(yōu)異的粘合劑， 是比較困難的。
[0008] 中國專利CN1927908A公開了一種含酚羥基聚酰亞胺粉末的制備方法，由于酚羥 基的存在，其聚酰亞胺粉末可與環(huán)氧基反應(yīng)，形成共價(jià)鍵，從而可以提高熱塑性聚酰亞胺樹 脂與環(huán)氧樹脂的相容性，并可進(jìn)一步使環(huán)氧樹脂體系達(dá)到良好的增韌效果。
[0009] 中國發(fā)明專利CN101962436A公開了一種先進(jìn)復(fù)合材料用耐高溫改性多官能環(huán)氧 基體樹脂及其制備方法，其主要特征在于：采用1，4-雙（2, 4-二馬來酰亞胺基苯氧基）苯 的四馬來酰亞胺樹脂與多官能環(huán)氧樹脂、端羧基丁腈橡膠CTBN反應(yīng)得到高韌性的新型耐 高溫樹脂，加入有機(jī)溶劑，攪拌溶解均勻，得到均相透明的粘稠狀液體，即A組分；固化劑與 有機(jī)溶劑混合，攪拌溶解均勻，即得B組分；將A、B組分進(jìn)行混合，攪拌均勻，即得先進(jìn)復(fù)合 材料用耐高溫改性多官能環(huán)氧基體樹脂溶液。
[0010] 虞鑫海等人【耐高溫單組分環(huán)氧膠粘劑的研制[J].粘接，2008, 29(12) : 16-19】公 開了一種耐高溫單組分環(huán)氧膠粘劑的制備方法，其主要特征在于：以馬來酸酐（MA)為封端 劑，以2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）六氟丙烷（BAHPFP)、2, 2-雙[4-(4-氨基苯氧基） 苯基]丙烷（BAP0PP)、2, 2-雙[4-(3, 4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐（BPADA)為主原 料合成得到了含酚羥基聚醚酰亞胺樹脂（HPEI);以所合成得到的HPEI為耐高溫增韌劑，與 N，N，N'，N' -四縮水甘油基-4, 4' -二氨基二苯甲烷（TCDDM)、氫化雙酚A環(huán)氧樹脂（HBPAE)、 潛伏性固化劑等，配制得到了綜合性能優(yōu)異的耐高溫單組分環(huán)氧膠粘劑。
[0011] 該方法，雖然通過合成含活性反應(yīng)基團(tuán)（羥基、不飽和雙鍵）的聚醚酰亞胺樹脂 (HPEI)，對環(huán)氧樹脂進(jìn)行了增韌改性，并取得了較好的技術(shù)效果。但是，也存在一些缺點(diǎn)：
[0012] (1)可反應(yīng)性基團(tuán)有限，特別是不飽和雙鍵的含量偏低。因?yàn)轳R來酸酐是作為封端 劑來使用的，馬來酸酐的用量很少。
[0013] (2) 2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）六氟丙烷（BAHPFP)等單體價(jià)格昂貴，導(dǎo)致聚 醚酰亞胺樹脂（HPEI)和膠粘劑的成本很高，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用，只能局限于某些特殊 領(lǐng)域。
[0014] 中國發(fā)明專利CN103483552A公開了一種碳纖維復(fù)合材料用基體樹脂及其制備 方法，該碳纖維復(fù)合材料基體樹脂由N，N，N'，N' -四縮水甘油基-4, 4' -二氨基二苯醚 (TGDADPE)環(huán)氧樹脂、ES216環(huán)氧樹脂、2,2_雙[4-(2_三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基） 苯基]丙烷、3, 3' -二甲基-4, 4' -雙（4-羧基酞酰亞胺基）二苯甲烷、固化劑和有機(jī)溶劑 組成；其制備方法，包括如下步驟：（1)將N，N，N'，N' -四縮水甘油基-4, 4'二氨基二苯醚 (TGDADPE)環(huán)氧樹脂和3, 3'-二甲基-4, 4'-雙（4-羧基酞酰亞胺基）二苯甲烷放入反應(yīng)釜 中，于80°C-100°C溫度范圍內(nèi)攪拌反應(yīng)0. 5小時(shí)-1小時(shí)后，加入ES216環(huán)氧樹脂和2, 2-雙 [4-(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基）苯基]丙烷，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0. 5小時(shí)-1小時(shí)， 加入有機(jī)溶劑，攪拌均勻，得A組份；（2)將固化劑和有機(jī)溶劑混合，攪拌溶解呈均相，得B 組份；（3)使用時(shí)，將A組份、B組份混合均勻即可。
[0015] 中國發(fā)明專利CN103408727A公開了一種先進(jìn)復(fù)合材料用TGBAP0PP型基體樹脂 及其制備方法，該基體樹脂由N，N，N'，N' -四縮水甘油基-2, 2-雙[4-(4-氨基苯氧基） 苯基]丙烷〇^8六?0?朽、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂、1異丙基4'-苯基對苯二胺、2,2,4-三甲 基-1，2-二氨基喹啉、2, 2-雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基）苯基]丙烷、固化劑和有機(jī)溶 劑組成；制備方法包括如下步驟：將N，N，N'，N' -四縮水甘油基-2, 2-雙[4-(4-氨基苯氧 基）苯基]丙烷、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂、2, 2-雙[4-(4_馬來酰亞胺基苯氧基）苯基]丙烷放 入反應(yīng)釜中，于90°C-100°C的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)一定時(shí)間后，室溫下加入N-異丙基-N' -苯 基對苯二胺溶液、2, 2, 4-三甲基-1，2-二氫化喹啉溶液，攪拌混合均勻，加入固化劑溶液， 攪拌混合均勻即可。
[0016] 中國發(fā)明專利CN103483553A公開了一種先進(jìn)復(fù)合材料用TGDADPE型環(huán)氧基體樹 脂及其制備方法，該基體樹脂由質(zhì)量比為100:5-10:10-20:1-5:80-200的N，N，N'，N'-四縮 水甘油基-4, 4'-二氨基二苯醚環(huán)氧樹脂（TGDADPE)、芳香族二元胺、芳香族二元酸酐、固化 劑和有機(jī)溶劑組成；其制備方法包括如下步驟：將N，N，N'，N' -四縮水甘油基-4, 4' -二氨 基二苯醚環(huán)氧樹脂（TGDADPE)和芳香族二元胺放入反應(yīng)釜中，于50°C-90°C的溫度范圍內(nèi) 反應(yīng)30min-40min后，冷卻至室溫，加入芳香族二元酸酐、固化劑和有機(jī)溶劑的均相溶液， 攪拌混合均勻即可。
[0017] 李楠等人【李楠等.含氟聚酰胺酰亞胺自粘電磁線漆的合成與性能研究[J].現(xiàn)代 涂料與涂裝，2010 (5) : 1-9】合成了含氟二胺2-三氟甲基-4, 4' -二氨基二苯醚（3F0DA)， 將氟基團(tuán)引入PAI聚合物，依靠氟原子的疏水性降低了PAI的吸水率，提高了介電性能，同 時(shí)改善了柔韌性、透光率和熱氧化穩(wěn)定性。制得的漆包線經(jīng)檢測可以實(shí)現(xiàn)在260°C，30min 內(nèi)熱沖擊實(shí)驗(yàn)不開裂，320°C，2min內(nèi)軟化擊穿實(shí)驗(yàn)不被擊穿，聚酰胺酰亞胺分子結(jié)構(gòu)中的 酰胺基團(tuán)限制了其承受更高的溫度，使用時(shí)通常是