專利名稱：一種導(dǎo)熱絕緣涂料以及使用了該涂料的絕緣電線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以得到柔軟性優(yōu)異的絕緣皮膜的聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料以及具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性的絕緣電線。
背景技術(shù)：
絕緣涂料(insulating coatings),是一種具有優(yōu)良電絕緣性的涂料。根據(jù)用途不同，絕緣涂料可分為(I)浸潰絕緣漆，用于繞組的浸潰絕緣處理；(2)漆包線漆，用作導(dǎo)線的絕緣層；(3)硅鋼片漆，用作硅鋼片的絕緣層；(4)覆蓋絕緣漆，用作已經(jīng)浸潰絕緣處理的繞組等的保護(hù)層，以防機(jī)械損傷或裝配方便之用；(5)粘合絕緣漆，用來粘合云母、層壓板等絕緣材料；(6)特種絕緣漆，如電阻、電容和電位器等的絕緣層用漆。對(duì)于主要用于電動(dòng)機(jī)或變壓器等的線圈的絕緣電線，特別是在導(dǎo)體上涂布燒結(jié)絕緣涂料而形成絕緣皮膜的漆包線而言，在為了形成線圈而回卷時(shí)受到苛刻的加工應(yīng)力。為了降低施加給漆包線的這種加工應(yīng)力，采取提高漆包線表面的潤(rùn)滑性的方法。例如，已知有將以石蠟及脂肪酸酯為主要成分的潤(rùn)滑材料單獨(dú)或添加到絕緣涂料中后涂布或燒結(jié)在漆包線表面上的方法、燒結(jié)在絕緣涂料中配合有穩(wěn)定化的異氰酸酯及潤(rùn)滑劑的材料的方法、或燒結(jié)在絕緣涂料中配合有鈦酸酯的材料的方法。(例如日本特開平9-45143號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2 :日本特開平7-134912號(hào)公報(bào))CN 102385948A公開了一種聚酯酰亞胺樹脂絕緣涂料和使用該涂料的絕緣電線及線圈，該絕緣電線具有與以往相等的絕緣包覆層厚度卻具有比以往更高的局部放電起始電壓。CN 102161863A公開了一種絕緣涂料、其制造方法和使用其的絕緣電線和其制造方法。該絕緣涂料可形成與以往同等的局部放電起始電壓并具有在軋制加工時(shí)或線圈成型時(shí)等不產(chǎn)生裂縫等機(jī)械強(qiáng)度的絕緣覆膜。CN 101831240A公開一種絕緣涂料和絕緣電線、以及使用其的線圈，不會(huì)降低清漆粘著力且可以提高潤(rùn)滑性。該絕緣涂料為一種含有聚酰胺酰亞胺樹脂和潤(rùn)滑劑成分的絕緣涂料，該聚酰胺酰亞胺樹脂是由異氰酸酯成分和酸成分進(jìn)行合成反應(yīng)而得到的，其中，所述聚酰胺酰亞胺樹脂的末端異氰酸酯基由碳原子數(shù)為8以上的高級(jí)醇組成的密封劑來密封。CN 102002317A公開了一種聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料以及使用了該涂料的絕緣電線。所述的聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料可以得到具有良好的柔軟性、耐模壓成型性優(yōu)異的絕緣皮膜。該聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料是使異氰酸酯成分與酸成分在溶劑中進(jìn)行合成反應(yīng)而成的，所述異氰酸酯成分含有5 50mol%的作為在分子中具有彎曲結(jié)構(gòu)的異氰酸酯的2，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯。
在電子電氣行業(yè)使用的導(dǎo)熱涂層有時(shí)還須具備良好的電絕緣性，即絕緣導(dǎo)熱涂料，才能滿足絕緣場(chǎng)合下的散熱。但是，大多數(shù)聚合物基涂層不導(dǎo)熱或低導(dǎo)熱，甚至是絕熱的(如導(dǎo)彈外熱防護(hù)涂層)。因此，開發(fā)一種絕緣性良好，同時(shí)導(dǎo)熱性能又比較優(yōu)異的涂料，是本領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種絕緣性良好，同時(shí)導(dǎo)熱性能又比較優(yōu)異的涂料。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種導(dǎo)熱絕緣涂料為在聚酰胺酰亞胺樹脂中加入絕緣導(dǎo)熱填料。
優(yōu)選地，所述聚酰胺酰亞胺樹脂的制備過程為使異氰酸酯與酸在溶劑中進(jìn)行合成反應(yīng)而形成。優(yōu)選地，所述異氰酸酯包括5-50mol %具有彎曲結(jié)構(gòu)的異氰酸酯；所述具有彎曲結(jié)構(gòu)的異氰酸酯優(yōu)選為2，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯。優(yōu)選地，所述異氰酸酯成分含有4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯醚二異氰酸酯、萘二異氰酸酯中的任意I種或至少2種的組合。本發(fā)明所述的導(dǎo)熱涂料，通過在聚酰胺酰亞胺樹脂中加入絕緣導(dǎo)熱填料，從而達(dá)到所述涂料絕緣性良好的同時(shí)，導(dǎo)熱性能也很優(yōu)異。本發(fā)明采用的聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料中，異氰酸酯成分中的5-50mOl%使用在分子結(jié)構(gòu)中具有彎曲結(jié)構(gòu)的2，4’ -MDI0另外，在異氰酸酯成分中，優(yōu)選并用具有直鏈結(jié)構(gòu)的4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯(4，4’ -MDI)。為了不損失一般的聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料的優(yōu)異特性并使其更好地分散絕緣導(dǎo)熱材料，最優(yōu)選使用2，4’ -MDI0另外，作為4，4’-MDI 的異構(gòu)體，有 3，4’-MDI、3, 3’_MDI、2, 3’_MDI、2, 2’-MDI，可以將其代替 4，4’-MDI使用，也可以與4，4’ -MDI并用。2,4’ -MDI的配合比例優(yōu)選5_50m%，更優(yōu)選10 40mol%的范圍。由于小于5mol %時(shí)改善絕緣導(dǎo)熱材料的分散性差，大于50mol %則合成時(shí)的反應(yīng)性降低、隨之特性降低，因此不優(yōu)選。作為其他可以并用的異氰酸酯成分，優(yōu)選甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯醚二異氰酸酯(EDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、苯二異氰酸酯(PDI)、二甲苯二異氰酸酯(XDI)、二苯砜二異氰酸酯(SDI)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)、或二甲氧基苯胺二異氰酸酯(DADI)等芳香族二異氰酸酯類或具有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的異氰酸酯、以及其異構(gòu)體，根據(jù)需要也可以并用六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H-MDI)、氫化XDI等脂肪族二異氰酸酯或三苯甲烷三異氰酸酯等多官能異氰酸酯或聚合異氰酸酯、或TDI等多聚體等。作為酸成分，最優(yōu)選單獨(dú)使用偏苯三酸酐(TMA)，根據(jù)需要也可以并用均苯四酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、聯(lián)苯四羧酸二酐(S-BPDA)、二苯砜四羧酸二酐(DSDA)、氧雙鄰苯二甲酸二酐(ODPA)等芳香族四羧酸二酐及其異構(gòu)體類或丁烷四羧酸二酐或5- (2，5- 二氧四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環(huán)己烯-I，2- 二羧酸酐等脂環(huán)式四羧酸二酐類、或者苯均三酸或三(2-羧基乙基)異氰脲酸酯(CIC酸)等三羧酸及其異構(gòu)體類等，優(yōu)選不會(huì)阻礙耐絕緣導(dǎo)熱材料分散性能改善的酸成分。在聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料合成時(shí)，可以使用胺類或咪唑類、咪唑啉類等反應(yīng)催化劑，但優(yōu)選不損害涂料穩(wěn)定性的催化劑。優(yōu)選地，所述絕緣導(dǎo)熱填料選自三氧化二鋁、氮化硅、碳化硅、氮化鋁、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈹、氧化性或碳粉中的任意I種或至少2種的組合。固體內(nèi)部導(dǎo)熱載體分為電子、聲子、光子三種。金屬晶體因存在大量自由電子其熱導(dǎo)率很高。晶體導(dǎo)熱是通過排列整體的晶粒熱振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，通常用聲子概念來描述。非金屬材料中，晶體由于微粒遠(yuǎn)程有序性比非晶體大得多 ，故導(dǎo)熱性也較好。聚合物因聲子自由程很小，故導(dǎo)熱率很低。對(duì)填充型導(dǎo)熱膠黏劑來講，熱導(dǎo)率取決于導(dǎo)熱填料和樹脂基體與導(dǎo)熱填料的共同作用。分散于樹脂中的不同形狀的導(dǎo)熱填料用量較小時(shí)，雖均勻分散于樹脂中，但若彼此間未能形成接觸和相互作用，材料導(dǎo)熱性提高不大；當(dāng)填料用量提高到某一臨界值時(shí)，填料間形成接觸和相互作用，體系內(nèi)形成了類似網(wǎng)狀或鏈狀的結(jié)構(gòu)形態(tài)，即形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，熱導(dǎo)率提高很快。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的絕緣導(dǎo)熱填料為三氧化二鋁，進(jìn)一步優(yōu)選所述三氧化二鋁的添加量為絕緣涂料的5-30wt%，優(yōu)選20wt%。20wt%的三氧化二鋁混雜填料可使體系獲得最高熱導(dǎo)率，同時(shí)還可達(dá)到降低成本、改善力學(xué)性能的目的。本發(fā)明的目的之二是提供一種絕緣電線，所述絕緣電線具有絕緣覆膜，所述絕緣覆膜是通過將本發(fā)明所述的導(dǎo)熱絕緣涂料涂布在導(dǎo)體或其他的絕緣覆膜上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的導(dǎo)熱絕緣涂料具有如下有益效果添加有導(dǎo)熱絕緣材料，使漆包線漆具有絕緣性能的同時(shí)，能夠具有導(dǎo)熱性，尤其是加入三氧化二鋁作為導(dǎo)熱絕緣材料，絕緣涂料的導(dǎo)熱性能更加優(yōu)異，最高達(dá)到
I.41W (m K)-1。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不限于此。實(shí)施例本發(fā)明實(shí)施例所述的導(dǎo)熱絕緣涂料通過如下方法制備首先，向裝有攪拌機(jī)、回流冷凝管、氮?dú)饬魅牍?、溫度?jì)的燒瓶中加入配方量的原料，在氮?dú)庵羞厰嚢柽呌眉sI小時(shí)加熱至130°C，為了得到比濃粘度約為0. 5dl/g的聚酰胺酰亞胺樹脂溶液，在該溫度下反應(yīng)2小時(shí)后，溶劑稀釋至相對(duì)于聚酰胺酰亞胺樹脂100質(zhì)量份，催化劑成分為300質(zhì)量份。實(shí)施例I投入作為異氰酸酯成分的12. 5g(0. 05摩爾)的2，4’ -MDI ( 二苯基甲烷二異氰酸酯)和 237. 5g(0. 95 摩爾)的 4，4’ -MDI、作為酸成分的 192.0g(1.0 摩爾)^ TMAUOgH氧化二鋁以及作為溶劑的IOOOg的NMP，進(jìn)行合成后，用300g的DMF稀釋，得到樹脂成分濃度25質(zhì)量％的聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料(高柔軟性聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料)。將上述聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料在0. 8mm的銅導(dǎo)體上涂布燒結(jié)，得到皮膜厚為31iim的漆包線。
實(shí)施例2投入作為異氰酸酯成分的50. Og(0. 20摩爾)的2，4，-MDI和200. Og(0. 80摩爾)的4，4’-MDI、作為酸成分的192. 0g(1.0摩爾)的TMA、8g氧化鈹以及作為溶劑的IOOOg的NMP,進(jìn)行合成后，用300g的DMF稀釋，得到樹脂成分濃度25質(zhì)量％的聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料(高柔軟性聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料)。將上述聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料在0. 8mm的銅導(dǎo)體上涂布燒結(jié)，得到皮膜厚為31iim的漆包線。實(shí)施例3投入作為異氰酸酯成分的125. Og (0.50摩爾)的2，4’-MDI和125. Og (0. 50摩爾)的4，4’ -MDI、作為酸成分的192.0g(1.0摩爾)的TMA、20g碳化硅以及作為溶劑的IOOOg的NMP，進(jìn)行合成后，用300g的DMF稀釋，得到樹脂成分濃度25質(zhì)量％的聚酰胺酰亞胺樹脂 絕緣涂料(高柔軟性聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料)。將上述聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料在0. 8mm的銅導(dǎo)體上涂布燒結(jié)，得到皮膜厚為30iim的漆包線。對(duì)比例投入作為異氰酸酯成分的50. Og(0. 20摩爾)的2，4，-MDI和139. 2g(0. 80摩爾)的TDI、作為酸成分的172. 8g(0. 9摩爾)的TMA和21.8g(0. I摩爾)的PMDA以及作為溶劑的900g的NMP，進(jìn)行合成后，用250g的DMF稀釋，得到樹脂成分濃度25質(zhì)量％的聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料(高柔軟性聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料)。將上述聚酰胺酰亞胺樹脂絕緣涂料在0. 8mm的銅導(dǎo)體上涂布燒結(jié)，得到皮膜厚為31iim的漆包線。對(duì)比試驗(yàn)對(duì)于實(shí)施例I 3和比較例中的絕緣涂料的性狀、熱導(dǎo)率、電學(xué)性能、耐熱性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如表I所示。表I實(shí)施例I 3和比較例的性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱絕緣涂料，其特征在于，所述涂料為在聚酰胺酰亞胺樹脂中加入絕緣導(dǎo)熱填料。
2.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)熱絕緣涂料，其特征在于，所述聚酰胺酰亞胺樹脂的制備過程為使異氰酸酯與酸在溶劑中進(jìn)行合成反應(yīng)而形成。
3.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)熱絕緣涂料，其特征在于，所述異氰酸酯包括5-50mol%具有彎曲結(jié)構(gòu)的異氰酸酯；所述具有彎曲結(jié)構(gòu)的異氰酸酯優(yōu)選為2，4’ - ニ苯基甲烷ニ異氰酸酷。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的導(dǎo)熱絕緣涂料，其特征在于，所述異氰酸酯成分含有4，4’ - ニ苯基甲烷ニ異氰酸酷、甲苯ニ異氰酸酯、ニ苯醚ニ異氰酸酷、萘ニ異氰酸酯中的任意I種或至少2種的組合。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的導(dǎo)熱絕緣涂料，其特征在于，所述絕緣導(dǎo)熱填料選自三氧化ニ鋁、氮化硅、碳化硅、氮化鋁、ニ氧化硅、氧化鎂、氧化鈹、氧化性或碳粉中的任意I種或至少2種的組合。
6.ー種絕緣電線，其特征在于，所述絕緣電線具有絕緣覆膜，所述絕緣覆膜是通過將權(quán)利要求1-5之一所述的導(dǎo)熱絕緣涂料涂布在導(dǎo)體或其他的絕緣覆膜上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱絕緣涂料，其特征在于，所述涂料為在聚酰胺酰亞胺樹脂中加入絕緣導(dǎo)熱填料；所述聚酰胺酰亞胺樹脂的制備過程為使異氰酸酯與酸在溶劑中進(jìn)行合成反應(yīng)而形成；所述絕緣導(dǎo)熱填料選自三氧化二鋁、氮化硅、碳化硅、氮化鋁、二氧化硅、氧化鎂、氧化鈹、氧化性或碳粉中的任意1種或至少2種的組合。所示的導(dǎo)熱絕緣涂料添加有導(dǎo)熱絕緣材料，使漆包線漆具有絕緣性能的同時(shí)，能夠具有導(dǎo)熱性。
文檔編號(hào)H01B7/02GK102690597SQ20121019464
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者駱玉明 申請(qǐng)人:天長(zhǎng)市銀狐漆業(yè)有限公司