含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑涂層的漆包線的制作方法
【專利摘要】含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑涂層的漆包線，其絕緣層由兩層絕緣漆組成，內(nèi)層為200級聚酯亞胺漆，外層為200級聚酰胺酰亞胺漆，其特征是所述兩層絕緣漆中，至少一層為含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑涂層。本發(fā)明添加方式簡單，不用改變原生產(chǎn)工藝，不必加入價格昂貴的化學(xué)試劑，成本低，且合成工藝簡單，產(chǎn)率高，產(chǎn)物易純化，在保證漆包線耐熱性能和機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，提高了漆包線層間的附著性。
【專利說明】含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑涂層的漆包線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種漆包線。
【背景技術(shù)】
[0002]漆包線作為電磁線圈的繞組線，廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電器和家用電器生產(chǎn)等領(lǐng)域，隨著近年來電力工業(yè)和家用電器的迅速發(fā)展，漆包線的用量和對漆包線的質(zhì)量要求都在與日俱增。漆包線的生產(chǎn)過程就是將漆包線漆涂覆在裸銅線的表面，在高溫條件下，經(jīng)過漆包機(jī)的烘干固化，裸銅線的表面形成一層薄的漆膜，這種漆膜既要有絕緣性，還要求能具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能耐熱，耐寒，耐老化，耐化學(xué)介質(zhì)，對銅線有較好的粘結(jié)力。
[0003]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。用于生產(chǎn)漆包線的漆包線漆種類很多，以適應(yīng)在各種溫度條件和各種工作環(huán)境中對漆膜的要求。按生產(chǎn)漆包線的漆基樹脂分類，通用的主要品種有聚酯，聚酯亞胺，聚氨酯，聚酰亞胺，聚乙烯醇縮醛等。
[0004]現(xiàn)有漆包線一般聚酰胺酰亞胺漆復(fù)合聚酯亞胺漆或聚酰胺酰亞胺漆復(fù)合聚酯漆為銅線外圓包裹絕緣漆料。前者銅線外圓漆層聚酰胺酰亞胺漆復(fù)合聚酯亞胺漆，雖耐熱性好，但附著性差。后者銅線外圓漆層聚酰胺酰亞胺漆復(fù)合聚酯漆，雖附著性好，但是耐熱性能和軟化擊穿性能差。附著性能指漆料與銅線附著力差，耐熱性能和軟化擊穿性能是指漆包線所承受的溫度和所承受的溫度線。
[0005]附著性差使漆包線使用中易產(chǎn)生脫漆現(xiàn)象，電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞線時漆包線會發(fā)生拉細(xì)、摩擦、刮傷、磕碰現(xiàn)象而引發(fā)脫漆，從而影響電機(jī)質(zhì)量。耐熱性能和軟化擊穿性能是指漆包線在繞制電機(jī)后工作時所承受的溫度下，線與線之間絕緣層的擊穿。
[0006]正是由于現(xiàn)有漆包線具有上述缺點(diǎn)，限制了漆包線在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，本發(fā)明應(yīng)用聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑涂層克服上述缺陷。
[0007]硅烷偶聯(lián)劑是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化合物，其通式為RSiX3，式中R代表氣基、疏基、乙稀基、環(huán)氧基、氰1基及甲基丙乙稀酸氧基等基團(tuán)，這些基團(tuán)和不同的基體樹脂均具有較強(qiáng)的反應(yīng)能力，X代表能夠水解的基團(tuán)，如鹵素、烷氧基、酰氧基等。正是由于硅烷偶聯(lián)劑分子中間進(jìn)存在親有機(jī)和親無機(jī)的兩種功能團(tuán)，可以把兩種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)類型和親和力相差很大的材料在界面連接起來，增加涂料和無機(jī)底層及顏料，填料與樹脂基料間的結(jié)合。
[0008]當(dāng)有機(jī)涂料中含有少量硅烷偶聯(lián)劑，在其涂布后，硅烷會遷移到涂料與底材的界面，與無機(jī)表面上的水分反應(yīng)，水解生成硅醇基，進(jìn)而與底材表面羥基形成氫鍵或縮合成一SiO-M(M為無機(jī)表面)，同時硅烷各分子間的硅醇基又相互縮合、齊聚形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜覆蓋在底材表面。即使在水浸條件下，硅烷偶聯(lián)劑改性的涂料在各種無機(jī)底材表面附著良好。
[0009]帶有有機(jī)官能基的硅烷用作增進(jìn)附著力的添加劑，使涂料結(jié)合在各種不同底材上已有很長的歷史。這樣的結(jié)合不僅減少在濕環(huán)境中的腐蝕和漆膜的剝落，而且能提高耐擦傷性和耐環(huán)境性。硅烷在溶劑性、高固體和水性涂料中均有效果。關(guān)于應(yīng)用硅烷偶聯(lián)劑提高附著性方面的報(bào)道如:
《上海涂料》1997年第二期發(fā)表的“硅烷偶聯(lián)劑在涂料中的應(yīng)用”一文指出帶有官能基的硅烷在涂料技術(shù)中可用于提高附著力，降低環(huán)境因素引起的腐蝕它們可用作潮氣活化的交聯(lián)劑，用以改善附著性、耐擦傷性、耐化學(xué)品性和抗環(huán)境性。
[0010]《表面技術(shù)》2001年第三期發(fā)表的“硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用現(xiàn)狀及金屬表面處理新應(yīng)用”一文報(bào)道通過對鋼鐵基材表面處理方面進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)和研究，表明硅烷化處理的突出特點(diǎn)之一是提高了漆膜在基材的附著力。
[0011]《表面技術(shù)》2004年第五期發(fā)表的“硅烷偶聯(lián)劑的界面性能研究”一文報(bào)道通過實(shí)驗(yàn)測試表明硅烷偶聯(lián)劑可以使金屬基體處于潤濕狀態(tài)，使膠粘劑能夠自動在金屬基體表面充分展開，兩者表面分子充分靠近。
[0012]同時金屬及樹脂間由于硅烷偶聯(lián)劑的連接而使界面粘接力接近或大于膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度。
[0013]CN101993675公開一種硅烷偶聯(lián)劑改性丙烯酸類壓敏粘合劑及其制備方法，通過采用烯丙基硅烷偶聯(lián)劑參與丙烯酸聚合物分子主鏈的自由基聚合，將硅烷偶聯(lián)劑連接到分子主鏈上，使得聚合物結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，大大提高了聚合物的內(nèi)聚能，使得聚合物的持粘力與同類產(chǎn)品相比有了明顯的提高。
[0014]CN101255559公開一種用于金屬表面預(yù)處理的以娃燒偶聯(lián)劑為主要成分的金屬表面處理劑，經(jīng)試驗(yàn)得出:采用硅烷偶聯(lián)劑技術(shù)對金屬進(jìn)行表面處理，可在金屬上獲得具有良好涂裝和防蝕效果的轉(zhuǎn)化膜，顯著提高金屬材料與涂膜的附著力及抗腐蝕能力。
[0015]CN101604562公開一種含納米填料的漆包線，文中報(bào)道為了改質(zhì)涂料與金屬緊密結(jié)合，利用有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑來提高密著性，有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑常應(yīng)用在溶劑型表面涂料中，增強(qiáng)涂料對金屬的附著力，同時可維持漆包線原有機(jī)械性能。
[0016]US20030111351公開一種采用硅烷偶聯(lián)劑處理銅箔表面的方法，實(shí)驗(yàn)表明銅箔與樹脂間的粘合力得到顯著提高。
[0017]酰亞胺環(huán)具有很好的熱穩(wěn)定性并具有較強(qiáng)的極性可與被處理材料表面產(chǎn)生一定強(qiáng)度的相互作用因此利用酰亞胺環(huán)來改性硅烷偶聯(lián)劑可有效的提高其熱性能和應(yīng)用性能。《化工新型材料》2011年第十一期發(fā)表的“兩步法合成酰亞胺環(huán)改性硅烷偶聯(lián)劑”一文中報(bào)道經(jīng)熱重分析表征，改性硅烷偶聯(lián)劑在較低溫度下會發(fā)生硅烷間的縮聚形成Si—O—Si鍵的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；酰亞胺環(huán)只有在500°C以上的高溫才會發(fā)生熱解，這保證了改性硅烷偶聯(lián)劑在高溫下仍具有良好的應(yīng)用性能，芳香酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑具有比脂環(huán)酰亞胺改性產(chǎn)物更高的耐熱氧化穩(wěn)定性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含硅烷偶聯(lián)劑漆包線及其制備方法和應(yīng)用，制得的漆包線具有耐高溫特性，擊穿電壓和耐刮性能均高于現(xiàn)有200級漆包銅圓線，有效的提高了漆包線層間附著性，漆膜均勻，柔韌性好。
[0019]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0020]本發(fā)明所述的含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑涂層的漆包線，絕緣層由兩層絕緣漆組成，內(nèi)層為200級聚酯亞胺漆，外層為200級聚酰胺酰亞胺漆，其特征是所述兩層絕緣漆中，至少一層中含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑。
[0021]本發(fā)明所述的含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑由下列成份組成:一摩爾量份的有機(jī)二胺、兩摩爾量份的硅烷偶聯(lián)劑、兩摩爾量份的有機(jī)二酐及有機(jī)溶劑。
[0022]本發(fā)明所述的聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑加入到200級聚酯亞胺漆或200級聚酰胺酰亞胺漆中量為重量百分?jǐn)?shù)0.1%-2.5%。
[0023]本發(fā)明所述的硅烷偶聯(lián)劑通式為RSiX3，式中R為氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基或甲基丙乙烯酰氧基等基團(tuán)，X為能夠水解的基團(tuán)，如鹵素、烷氧基或酰氧基等。
[0024]本發(fā)明所述的有機(jī)溶劑為酚類、碳?xì)淙軇?、酰胺類、酯類、酮類、醇類溶劑中的一種或多種溶劑組合。其中，所述酚類為酚、甲酚或二甲酚；酰胺類為N-甲基吡咯烷酮(NMP)或N, N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
[0025]本發(fā)明的漆包線的具體加工方法是。
[0026]方法一。
[0027]1、銅導(dǎo)線先經(jīng)退火管退火，退火溫度520+510±5°C。
[0028]2、采用模具涂漆法，先涂覆200級聚酯亞胺漆14次，然后放在烘爐上進(jìn)行烘焙固化，固化溫度為630±5°C。
[0029]3、采用模具涂漆法，再涂覆含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑的聚酰胺酰亞胺漆6次，然后放在烘爐上進(jìn)行烘焙固化，固化溫度為630±5°C。
[0030]4、最后冷卻后繞到線軸上形成成品。
[0031]方法二。`
[0032]1、銅導(dǎo)線先經(jīng)退火管退火，退火溫度520+510±5°C。
[0033]2、采用模具涂漆法，先涂覆含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑的聚酯亞胺漆14次，然后放在烘爐上進(jìn)行烘焙固化，固化溫度為630±5°C。
[0034]3、采用模具涂漆法，再涂覆含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑的聚酰胺酰亞胺漆6次，然后放在烘爐上進(jìn)行烘焙固化，固化溫度為630±5°C。
[0035]4、最后冷卻后繞到線軸上形成成品。
[0036]上述200級聚酯亞胺漆、200級聚酰胺酰亞胺漆的技術(shù)參數(shù)如下:
200級聚酯亞胺漆:固體含量40%，粘度1285.2mpa.s/20°C，溫度指數(shù)200級。
[0037]200級聚酰胺酰亞胺漆:固體含量40%，粘度1173.9mpa.8/20?，溫度指數(shù)200級。
[0038]上述烘爐米用梅達(dá)公司Η15-1臥式漆包機(jī)。
[0039]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是。
[0040]1、聚酰亞胺改性硅烷偶聯(lián)劑添加到聚酰亞胺漆與聚酯亞胺漆中的方式簡單，不用改變原生產(chǎn)工藝。
[0041]2、該方法不必加入價格昂貴的化學(xué)試劑，成本低，且合成工藝簡單，產(chǎn)率高，產(chǎn)物
易純化。
[0042]3、在保證漆包線耐熱性能和機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，提高了漆包線層間的附著性?！揪唧w實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明將通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。[0044]實(shí)施例1:含0.2%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑漆作為外層漆制備漆包線。
[0045](I)聚酰亞胺改性硅烷偶聯(lián)劑溶液的制備:先將Imol的有機(jī)二胺和2mol的硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的R基團(tuán)為氨基，X基團(tuán)為氯原子)溶于N，N—二甲基乙酰胺溶液中，在攪拌的條件下加入2mol的有機(jī)二酐，攪拌溶解，室溫?cái)嚢柽^夜反應(yīng)。
[0046](2)含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑的聚酰胺酰亞胺漆包線漆的制備:將步驟(I)所得溶液按質(zhì)量比0.2%加入到200級聚酰胺酰亞胺漆中，攪拌十五分鐘，配成含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑聚酰胺酰亞胺漆。
[0047](3)漆包線的制備:將步驟(2)所得的聚酰胺酰亞胺漆作為外層漆，200級聚酯亞胺漆作為內(nèi)層漆，選用直徑0.53mm的銅導(dǎo)線，按前述的加工工藝制得漆包線成品。
[0048](4)進(jìn)行相關(guān)性能測試，性能如表I所示。
[0049]實(shí)施例2:含0.5%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑漆作為外層漆制備漆包線。
[0050](I)聚酰亞胺改性硅烷偶聯(lián)劑溶液的制備:先將Imol的有機(jī)二胺和2mol的硅烷偶聯(lián)劑(該硅烷偶聯(lián)劑的R基團(tuán)為氨基，X基團(tuán)為乙氧基)溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，在攪拌的條件下加入2mol的有機(jī)二酐，攪拌溶解，室溫?cái)嚢柽^夜反應(yīng)。
[0051](2)將含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑溶液按質(zhì)量比0.5%加入到200級聚酰胺酰亞胺漆中，配成外層漆，其他步驟同例I。
[0052](3)進(jìn)行相關(guān)性能測試，性能如表I所示。
[0053]實(shí)施例3:含2.5%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑漆作為外層漆制備漆包線。
[0054](I)聚酰亞胺改性硅烷偶聯(lián)劑溶液的制備:先將Imol的有機(jī)二胺和2mol的硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的R基團(tuán)為巰基，X基團(tuán)為甲氧基)溶于N，N—二甲基乙酰胺溶液中，在攪拌的條件下加入2mol的有機(jī)二酐，攪拌溶解，室溫?cái)嚢柽^夜反應(yīng)。
[0055](2)將含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑溶液按質(zhì)量比2.5%加入到200級聚酰胺酰亞胺漆中，配成外層漆，其他步驟同例I。
[0056](3)進(jìn)行相關(guān)性能測試，性能如表I所示。
[0057]實(shí)施例4:含0.1%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑聚酯亞胺漆作為內(nèi)層漆，含2.5%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑聚酰胺酰亞胺漆作為外層漆制備漆包線。
[0058](I)聚酰亞胺改性硅烷偶聯(lián)劑溶液的制備:先將Imol的有機(jī)二胺和2mol的硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的R基團(tuán)為巰基，X基團(tuán)為乙酰氧基)溶于N，N—二甲基甲酰胺溶液中，在攪拌的條件下加入2mol的有機(jī)二酐，攪拌溶解，室溫?cái)嚢柽^夜反應(yīng)。
[0059](2)將含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑溶液按質(zhì)量比0.1%加入到200級聚酯亞胺漆中，配成內(nèi)層漆，按前述加工方法進(jìn)行涂覆，再以含2.5%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑聚酰胺酰亞胺漆作為外層漆按前述加工工藝制得漆包線成品。
[0060](3)進(jìn)行相關(guān)性能測試，性能如表I所示。
[0061]實(shí)施例5:含0.4%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑聚酯亞胺漆作為內(nèi)層漆，含2.5%聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑聚酰胺酰亞胺漆作為外層漆制備漆包線。
[0062](I)聚酰亞胺改性硅烷偶聯(lián)劑溶液的制備:先將Imol的有機(jī)二胺和2mol的硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑的R基團(tuán)為氨基，X基團(tuán)為乙氧基)溶于二甲酚溶液中，在攪拌的條件下加入2mol的有機(jī)二酐，攪拌溶解，室溫?cái)嚢柽^夜反應(yīng)。
[0063](2)將含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑溶液按質(zhì)量比0.4%加入到200級聚酯亞胺漆中，配成內(nèi)層漆，其他步驟同例4。
[0064](3)進(jìn)行相關(guān)性能測試，性能如表1所示。
[0065]表1本發(fā)明制得漆包線性能檢測數(shù)據(jù)
【權(quán)利要求】
1.一種含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑涂層的漆包線，其特征是其絕緣層由兩層絕緣漆組成，內(nèi)層為200級聚酯亞胺漆，外層為200級聚酰胺酰亞胺漆，其特征是所述兩層絕緣漆中，至少一層中含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漆包線，其特征是所述的含聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑由下列成份組成:一摩爾量份的有機(jī)二胺、兩摩爾量份的硅烷偶聯(lián)劑、兩摩爾量份的有機(jī)二酐及有機(jī)溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漆包線，其特征是所述的聚酰亞胺改性的硅烷偶聯(lián)劑加入到200級聚酯亞胺漆或200級聚酰胺酰亞胺漆中量為重量百分?jǐn)?shù)0.1%-2.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漆包線，其特征是所述的硅烷偶聯(lián)劑通式為RSiX3，式中R為氣基、疏基、乙稀基、環(huán)氧基、氰1基或甲基丙乙稀酸氧基基團(tuán)，X為能夠水解的基團(tuán)，如齒素、烷氧基或酰氧基。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漆包線，其特征是所述的有機(jī)溶劑為酚類、碳?xì)淙軇?、酰胺類、酯類、酮類、醇類溶劑中的一種或多種組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漆包線，其特征是所述酚類為酚、甲酚或二甲酚。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漆包線，其特征是酰胺類為N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙酰胺。
【文檔編號】H01B3/42GK103680700SQ201310697346
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】劉峰, 李夫, 萬文俊, 龍香林, 楊國富, 葉酈峰, 湯曉水, 羅欣 申請人:南昌大學(xué), 江西省江銅-臺意特種電工材料有限公司