專利名稱：一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于漆包線漆及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆及其制備方法。
背景技術(shù)：
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。聚酰亞胺與聚苯并咪唑均是芳雜環(huán)聚合物，均具有非常優(yōu)異的綜合性能，如具有非常優(yōu)良的耐熱性、耐低溫性、耐溶劑性、自潤滑性以及阻燃等特性，同時(shí)，也具有非常優(yōu)良的力學(xué)性能和介電性能。因此，它被廣泛地應(yīng)用于耐高溫纖維材料以及宇宙飛船、衛(wèi)星或太空飛行器等的耐高溫材料；航空航天、汽車、機(jī)電等方面的先進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、C級或200以上級電氣絕緣材料、耐高溫膠粘劑等；以及電子微電子領(lǐng)域的FPC或PCB的基體材料、IC的層間絕緣材料、超大規(guī)模集成電路鈍化涂層和α粒子阻擋層涂覆材料等。有關(guān)聚酰亞胺的研究已有不少公開報(bào)道:中國發(fā)明專利CN101921482A公開了一種熱固性聚酰亞胺樹脂及其制備方法，其主要特征在于:該樹脂由A組分和B組分組成，其重量比為1:2-6 ;其中A組分為均相透明粘稠狀的馬來酰亞胺基聚酰亞胺樹脂溶液，含固量10%-25% ；B組分為四馬來酰亞胺基雙酚A溶液，含固量30%-40% ;制備方法為:馬來酰亞胺基聚酰亞胺樹脂液(A組分)的制備方法包括如下兩個(gè)步驟:(I)將2，2-雙[4- (2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷和強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑放入反應(yīng)釜中，室溫下，攪拌溶解完全后，加入馬來酸酐固體粉末，室溫下攪拌至完全溶解，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5小時(shí)后，加入芳香族二元酸酐，室溫下攪拌反應(yīng)5-8小時(shí)，獲得均相透明粘稠狀的樹脂溶液；(2)加入共沸脫水劑，共沸回流分水?dāng)嚢璺磻?yīng)6-8小時(shí)后，得到均相透明粘稠狀的馬來酰亞胺基聚酰亞胺樹脂液；四馬來酰亞胺基雙酚A溶液(B組分)的制備方法包括如下兩個(gè)步驟:(I)將2，2-雙[4- (2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷和強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑放入反應(yīng)釜中，室溫下，攪拌溶解完全后，加入馬來酸酐固體粉末，室溫下攪拌至完全溶解，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3小時(shí)后，獲得均相透明溶液；(2)加入共沸脫水劑，共沸回流分水?dāng)嚢璺磻?yīng)5小時(shí)后，得到均相透明的四馬來酰亞胺基雙酚A溶液。
中國發(fā)明專利CN101973147A公開了一種耐高溫聚酰亞胺玻璃布層壓板的制備方法，主要包括如下步驟:(I)室溫下，將摩爾比為1:2的1，4-雙(2，4-二氨基苯氧基)苯和馬來酸酐加入強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中，室溫下攪拌反應(yīng)I小時(shí)后，加入芳香族二胺單體，攪拌溶解完全后，加入芳香族二元酸酐，室溫下攪拌反應(yīng)3小時(shí)，加入引發(fā)劑，攪拌溶解，得到均相透明的粘稠狀樹脂溶液，即A組分；(2)將摩爾比為1:4的1，4_雙(2，4-二氨基苯氧基)苯和馬來酸酐加入強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中，室溫下攪拌反應(yīng)2小時(shí)后，得到均相透明的樹脂溶液，即B組分；(3)使用時(shí)，室溫下將A、B組分混合均勻，得聚酰亞胺前驅(qū)體樹脂溶液，用玻璃布浸潰樹脂溶液，預(yù)烘半固化得半固化片，層疊后進(jìn)入高溫壓機(jī)熱固化，得到耐高溫聚酰亞胺玻璃布層壓板。中國發(fā)明專利CN102363710A公開了一種耐高溫聚酰亞胺漆包線漆及其漆包線的制備方法。它由一種共縮聚的聚酰胺酸溶液A和均苯型聚酰胺酸溶液B共混制得漆液，在臥式漆包線機(jī)上涂制漆包圓線。占漆液總質(zhì)量l(Tl5wt%的聚酰胺酸溶液A (固含量22%)由4，4’ - 二氨基-4”-羥基三苯甲烷和2，2-雙-[4- (4-氨基苯氧基)苯基]丙烷兩種二胺與3，3’，4，4’ - 二苯甲酮 四酸二酐在強(qiáng)極性非質(zhì)子溶劑中低溫共縮聚獲得，三者摩爾比為0.5:0.5:1 1.03。占漆液總質(zhì)量20 25wt%的聚酰胺酸溶液B(固含量30%)由4，4’ - 二氨基二苯醚二胺與均苯四甲酸二酐在強(qiáng)極性非質(zhì)子溶劑中低溫縮聚獲得，二者摩爾比為1:1 1.03。中國發(fā)明專利CN102504698A公開了一種聚酰亞胺漆包線漆及其制備方法和應(yīng)用，該漆液包括下述成分:固含量10%-18%的含不飽和側(cè)基的聚酰胺酸溶液A、固含量30%-45%的四馬來酰胺酸溶液B和固含量為40%-45%的雙馬來酰胺酸溶液C，其質(zhì)量比為1:0.5-1:1-2。其制備方法是:將A、B和C三種溶液，按其質(zhì)量比室溫下混合均勻，獲得酒紅色透明粘稠的漆包線漆。中國發(fā)明專利CN102676046A公開了一種自潤滑聚酰亞胺漆包線漆及其制備方法，該漆液由A組分和B組分組成，其中A組分為固含量25wt%-35wt%的聚酰胺酸溶液，占漆液總質(zhì)量的90wt9T98wt% ；B組分為硬脂酸、縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、桐油酸酐的共混物，占漆液總質(zhì)量的2wt%-10wt% ;制備方法:將A組分、B組分在室溫下混合均勻即可。中國發(fā)明專利CN102676047A公開了一種自潤滑漆包線漆的組成，包括A組分和B組分，其中A組分為固含量25wt%-30wt%的聚酰胺酸溶液，占漆液總質(zhì)量的95wt9T98wt% ；B組分為氧化聚乙烯、縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷的共聚物，占漆液總質(zhì)量的2wt%-5wt% ；其中，氧化聚乙烯、縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為1:3_5。有關(guān)聚苯并咪唑的研究也有所報(bào)道:徐俊，虞鑫海，等人3，3’，4，4’ -四氨基二苯醚的合成及其聚苯并咪唑樹脂的制備[J].絕緣材料，2009，42 (3):31-35公開了聚苯并咪唑樹脂的制備方法，其特征在于:以4，4’ - 二氨基二苯醚為原料，經(jīng)乙酰化、硝化、堿解、還原、中和五步反應(yīng)合成3，3’，4，4’ -四氨基二苯醚，總收率為52.8%，并用FT-1R及熔點(diǎn)測試技術(shù)對其進(jìn)行了表征。另外，基于3，3’，4，4’ -四氨基二苯醚單體，在多聚磷酸與五氧化二磷的體系下，進(jìn)一步與二酸聚合得到了高分子量的聚苯并咪唑，其分子結(jié)構(gòu)式為:
權(quán)利要求
1.一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆，其特征在于:所述漆包線漆的組成為:質(zhì)量比為100:5-15:100-300的A、B、C三種組份的混合物；其中，A組份是由2-(4-氨基苯基)-5_氨基苯并咪唑、芳香族二酐與2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷在強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中通過反應(yīng)而成，溶劑的質(zhì)量百分比含量為70%-90% ；B組份是由2，2-雙[4-(2，4- 二氨基苯氧基)苯基]丙烷與馬來酸酐在強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中通過反應(yīng)而成，溶劑的質(zhì)量百分比含量為50%-70% ；C組份是由2，2-雙[4- (2，4- 二氨基苯氧基)苯基]丙烷、馬來酸酐、芳香族二胺以及芳香族二酐在強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中通過反應(yīng)而成，溶劑的質(zhì)量百分比含量為70%-90%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆，其特征在于:所述的強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亞砜中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆，其特征在于:所述的芳香族二酐選自均苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’ -四羧基聯(lián)苯二酐、3，3’，4，4’ -四羧基二苯醚二酐、3，3’，4，4’ -四羧基二苯甲酮二酐、3，3’，4，4’ -四羧基聯(lián)二苯砜二酐、2，2-雙(3，4- 二羧基苯基)六氟丙烷二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯醚二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯甲烷二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)聯(lián)苯二酐 、2，2-雙[4-(3，4- 二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、2，2-雙[4- (3，4- 二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、1，4-雙(3，4- 二羧基苯氧基)苯二酐、1，3-雙(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆，其特征在于:所述的芳香族二胺選自對苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、4，4’ -二氨基二苯醚、3，4’ -二氨基二苯醚、3，3’ - 二氨基二苯醚、4，4’ - 二氨基二苯甲燒、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二氨基二苯甲燒、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二氨基聯(lián)苯、2，2’ - 二甲基-4，4’ - 二氨基聯(lián)苯、2,2’ - 二(二氟甲基)-4, 4’ - 二氨基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基二苯甲酮、4，4’ - 二氨基二苯諷、3，3’-二氨基二苯砜、2，2-雙[4- (4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4- (4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2-雙[4- (3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4- (3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4，4’-雙(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4’-雙(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4’-雙(4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4’-雙(3-氨基苯氧基)二苯砜、I, 3-雙(3-氨基苯氧基)苯、1，4-雙(3-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、2，2-雙[4_(2_ 二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、4，4’ -雙(2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4’ -雙(2- 二氣甲基-4-氛基苯氧基)二苯諷、4，4’-雙(4_氛基苯氧基)二苯硫釀、4，4’ -雙(3_氛基苯氧基)二苯硫釀、4，4’ -雙(2_ 二氣甲基-4-氛基苯氧基)二苯硫釀、4，4’ -雙(4_氛基苯氧基)聯(lián)苯、4，4’ -雙(3_氛基苯氧基)聯(lián)苯、4，4’ -雙(2_ 二氣甲基-4-氛基苯氧基)聯(lián)苯、1，3-雙(2- 二氣甲基_4-氣基苯氧基)苯、1，4-雙(2- 二氣甲基_4-氣基苯氧基)苯中的一種或幾種。
5.一種如權(quán)利要求廣4中任一所述的苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆的制備方法，包括如下步驟:(1)將2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑加入反應(yīng)釜中，加入強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶齊U，室溫下攪拌溶解后，加入芳香族二酐單體，攪拌反應(yīng)0.5小時(shí)-1小時(shí)后，加入2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷，室溫下攪拌反應(yīng)I小時(shí)-2小時(shí)后，得到粘稠的均相透明液體，即A組分；其中，2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑與2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷的摩爾數(shù)之比為1:0.1-10 ； (2)將2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷加入反應(yīng)釜中，加入強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑，室溫下攪拌溶解后，加入馬來酸酐，室溫下攪拌反應(yīng)I小時(shí)-1.5小時(shí)后，得到均相透明溶液，即B組分；其中，2，2-雙[4- (2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷與馬來酸酐的摩爾數(shù)之比為1:3.9-4.2 ； (3)將2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷加入反應(yīng)釜中，加入強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑，室溫下攪拌溶解后，加入馬來酸酐，室溫下攪拌反應(yīng)0.5小時(shí)-1小時(shí)后，加入芳香族二胺單體，室溫下攪拌溶解完全后，加入芳香族二酐單體，室溫下攪拌反應(yīng)I小時(shí)-2小時(shí)后，得到均相透明粘稠液體，即C組分；其中，2，2-雙[4- (2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷與馬來酸酐的摩爾數(shù)之比為1:2 ； (4)將上述A、B、C三種組份混合，室溫下攪拌均勻即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中的芳香族二酐的摩爾數(shù)與2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和2，2-雙(3-氨基-4-輕基苯基)六氟丙燒的總摩爾數(shù)之比為1:1.01-1.10。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中 的芳香族二酐的摩爾數(shù)與2，2-雙[4- (2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷和芳香族二胺的總摩爾數(shù)之比為1:1.01-1.10。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的2，2-雙[4- (2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷與芳香族二胺的摩爾數(shù)之比為1:0.1-10。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆及其制備方法，組成為質(zhì)量比為100:5-15:100-300的A、B、C三種組份的混合物；其中，A組份是由2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、芳香族二酐與2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷在強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中通過反應(yīng)而成；B組份是由2,2-雙[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷與馬來酸酐在強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中通過反應(yīng)而成；C組份是由2,2-雙[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷、馬來酸酐、芳香族二胺以及芳香族二酐在強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中通過反應(yīng)而成。本發(fā)明制備方法簡單，所得產(chǎn)品綜合性能優(yōu)異，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號C09D179/08GK103102796SQ20131001006
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者虞鑫海, 陳曉玲, 郭翔, 吳馮, 陳思遠(yuǎn) 申請人:東華大學(xué), 虞鑫海, 上海睿兔電子材料有限公司