[发明专利]一种聚酰胺酰亚胺漆包线漆的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘涂料技术和漆包线漆技术，尤其涉及具有耐高温性能的漆包线漆-聚酰胺酰亚胺漆包线漆的合成方法。

背景技术

聚酰胺酰亚胺漆包线漆是以聚酰胺酰亚胺为基料树脂，耐热温度达200℃的漆包线漆，属于绝缘涂料。

聚酰胺酰亚胺(PAI)是一种热塑性树脂，分子中同时具有耐热的芳杂亚胺基团和柔性的酰胺基团，因此具有优良的耐热性、介电性、机械性能和化学稳定性，是一种性能卓越的工程材料，尤其在电器行业得到广泛的应用。

聚酰胺酰亚胺漆包线漆是一种综合性能优良的耐高温漆包线漆，是世界上200级及以上耐高温漆包线漆的主要品种之一。它不仅保持了耐热性高，可在200℃下长期使用的性能，并且具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性能和耐冷冻剂性能，而且大幅度地提高了与导体的粘合性、可绕性，同时耐磨性也有所提高，同时漆膜的机械性能得到较好的平衡，常与聚酯亚胺绝缘漆一起使用，涂制复合涂层漆包线的外涂层，这种复合漆包线广泛应用于牵引电机，特别是耐冷冻压缩机线圈的制造上。PAI漆包线漆在欧美国家已成为一般用途的漆包线漆。

随着我国国民经济的发展和电机电器技术的提高，对耐高温漆包线漆的需求量越来越大，聚酰胺酰亚胺漆包线漆作为耐高温漆包线漆的主要品种，其需求量也越来越大。研究工艺路线简单、低成本、贮存时间长的聚酰胺酰亚胺漆包线漆的合成方法引起国内涂料行业的重视。

特开平5-250918、特开平11-35884、“聚酰胺一酰亚胺耐高温材料的制备和研究”和“1766聚酰胺酰亚胺(PAI)漆包线漆常见问题的原因及对策”采用预聚体制备法合成PAI漆包线漆：即先合成低聚合度的PAI预聚体，然后再加入封闭的异氰酸酯做固化(扩链)剂，但该方法制备工艺程序多，需要单独合成固化剂，并且在使用过程中需要严格控制PAI预聚物与固化剂的配比。“端基封闭法合成聚酰胺酰亚胺漆包线漆”和“整合法合成聚酰胺酰亚胺及应用研究”采用将预聚体和固化剂整合于同一分子上，使用时高温下封闭端解封，预聚体进一步扩链形成高聚合度的PAI的整合制备法合成PAI漆包线漆，但是催化剂、封闭剂的种类、加入量和加入时间以及反应温度是整合制备法的关键影响因素，需要严格控制。CN01814693.7采用甲酚作为反应溶剂，CN200610072741.6使用γ-丁内酯作为主溶剂成分，“聚酰胺酰亚胺耐高温绝缘漆的研究”用N一甲基吡咯烷酮和二甲苯混合溶剂，“Barikani M，Ataei S M.Preparation andproperties of polyimides and polyamideimides from diisocyanates.Journal ofPolymer Science：Part A：Polymer Chemistry”，以二甲基乙酰胺为反应介质，“新型聚酰胺酰亚胺漆包线漆”在混合的强极性溶剂(N一甲基一2一吡咯烷酮)与惰性的芳烃溶剂(二甲苯)中进行缩合反应所得。而采用上述方法制备出的PAI，分子量大且分子中存在一定数量的活泼异氰酸官能团，导致溶液粘度大，贮存不稳定，合成时消耗大量溶剂。

发明内容

基于上述背景技术内容，为了克服合成聚酰胺酰亚胺漆包线漆过程中出现的PAI分子量大、合成工艺路线长、步骤繁琐、漆液粘度大、溶剂消耗量大和贮存不稳定的缺点，而提出本发明。

本发明目的在于提供一种具有良好的耐高温性能聚酰胺酰亚胺漆包线漆的合成方法。

本发明所提供的具体技术方案是：在反应容器中一次性加入固体形态的4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，缓慢升温，等MDI完全溶解后，加入适量极性溶剂和偏苯三酸酐(TMA)，使TMA的羧基和酸酐基团分别与MDI的异氰酸酯基团反应生成酰胺和酰亚胺基团，低温下反应一定时间后，缓慢升温到特定温度，至反应终点，合成高聚合度的聚酰胺酰亚胺聚合物，然后缓慢降低到一定温度，加入适量稀释剂调节溶液的粘度和固含量，合成聚酰胺酰亚胺漆包线漆。

合成步骤所涉及的主要反应方程式如下，4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和偏苯三酸酐(TMA)在上述的有机溶剂存在下，产生聚合反应，后者的羧基和酸酐基团分别与前者的异氰酸酯基团反应生成酰胺和酰亚胺基团：

其中，n为≥1的整数。

如非特别说明，以下涉及的各种配比均为摩尔比。