聚酯亚胺漆包线漆

胺
2000 5000
1150 1000
1600 1000 2000\1500 \1000
3000 2500
1．2．3 聚酯漆包线漆改性研究进展
普通聚酯漆包线的耐热等级为 B，只能用于一般电机，耐冲击性差，耐水解稳定性差， 制备工艺落后，大量使用有机溶剂，有害环境。因此，在聚酯漆包线的性能及制备工艺前 人做了大量的研究工作。[8]
聚酰胺酰亚胺漆(PAI)，通常是用偏苯三甲酸酐与 4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯在 极性溶剂中反应制得。是综合性能较为均衡的一种漆包线漆，被称为“万能漆包线漆”， 主要用于制备复合线，但由于成本较高，尚没有得到大量使用。[9][11]
聚酰脲漆包线漆，是德国贝尔涂料工厂 1970 年公布的新型高温漆包线漆，机械强度 高，耐热温度为 210℃，湿热性和对于抗过载电流的稳定性较好。由于生产工艺尚不成熟， 目前尚没有得到推广使用。[9]
耐水性漆包线漆，以环氧树脂为主体，即在漆包线外层覆盖一层聚乙烯后再将整个线 圈用环氧树脂处理。［11］
阻燃性漆包线漆，95 年日本 Nippon Unicar 公司首先研制：100 份树脂添加 5-10 份 磷酸衍生物（磷酸胺类）所成的漆具有优良的阻燃性。在国内虽已研制，但没投入规模化 生产［12］
1．2．3．1 聚酯漆包线漆耐热性及综合性能的改进
在聚酯漆的基础上引入酰亚胺基团，得到了聚脂亚胺漆包线漆。代表产品是德国 Beck 公司的牌号为 Terbec FH 的聚酯漆的和美国 Schenectady chemical 公司的牌号为 Isomid 的聚酯漆。它具有良好的性能，尤其是热性能，但涂线性能比较差，所涂得漆包线的表面， 和附着性能也较差，某些性能还达不到特殊使用的要求。[11]
1
1．1．2 适用范围
漆包线主要使用在电子、电工、电器设备中，如电机、家用电器、电子仪表等。在一 些特定的应用场合，则需一些特殊规格的漆包线，如随身听、电子钟表、微型蓄电器、电 子仪表、掌上电脑等，需要细径化的漆包线；人工心脏起搏器，扬声器音圈，微波炉变压 器需要轻量化的漆包线；蜂鸣器、微电器、电子变压器、彩电偏转，则需要自粘性的漆包 线。［3-7］
1．2．3．2 聚酯合成工艺的改进
从生产成本、环境等因素考虑，1997 年常州绝缘材料总厂的毕玉遂、金丁成等人，提 出了采用废旧聚酯制备聚酯漆包线漆的新工艺，就是用高纯度对苯二甲酸（PTA）为原料 生产聚酯，改性聚酯漆包线漆的直接酯化缩聚法优于对苯二甲酸二甲酯（DMT）为原料的 酯交换缩聚法，PTA 法成本要低，对环境污染少，节省资源。[23]
3
溶剂漆（主要采用 N-甲基吡咯烷酮，醇类衍生物等极性溶剂 ）、高固体量漆或无溶剂漆、 水系漆等取代甲酚、二甲苯，以减少对环境的污染。[10-11][13-17]
1．2 聚酯漆包线漆及研究进展
1．2．1 聚酯漆包线漆的特点及生产工艺过程
聚酯漆包线漆（PE）的出现是漆包线的一次飞跃，它与铜线有很好的附着力，高柔韧 性及优良的耐热性、弹性、耐刮性、耐电压性和耐溶剂性，但热冲击性能较差，在密闭的 油箱中迅速老化、分解，这就限制了它在油浸式变压器和充油防水电机中的应用。[10][13-16]
聚酯漆包线漆（详见下文）
1．1．3．2 其他
耐热性漆包线漆。漆包线的耐热等级按温度指数可分为 90，105，130，155，180 和 200 以上六个等级。[11]55℃（即 F 级及 F 级以上）的为耐热性漆包线。除以上常用耐热漆 包线外，还有聚四氟乙烯水散体漆（制成漆包线可在 220℃以上使用，并具有高频特性）、 聚苯咪唑咯酮漆，聚噻唑漆，陶瓷漆等，但成本高，生产量小，只在特殊场合使用。
表 1.参考配方及工艺
原料名称 对苯二甲酸二甲酯（DMT）
乙二醇 甘油 间／对甲酚 二甲苯 醋酸锌
％ 24.0 12.0 6.85 36.0 20.34 0.01
原料名称 环烷酸锌液 正钛酸丁酯
合计 固体含量 粘度 （涂 4 杯 s）
％ 0.8 0.05 100 30 80-180
合成工艺：［18-19］
7
目前，世界绕组线绝缘漆几乎全是有机溶剂漆，不但耗用了大量有机溶剂，而且在制 造和使用中严重污染环境。长期以来，人们努力致力于消除这种影响，但我国在方面未见 成熟的开发研究成果报道，下面大致介绍一下国外的试验研究情况。
水性漆是把聚酯树脂是聚酯树脂溶解在水中，以三乙醇胺钛酸盐作固化剂。芳香溶剂 漆，主要采用 N—甲基吡咯烷铜、醇类衍生物等极性溶剂，因而不再使用甲酚等有机溶剂， 从而大大降低了溶剂在制造和涂线过程中的危害。此外，还研制出高固体含量漆，如 F 级 改性聚酯漆，其固含量可达 70%。无溶剂漆，代表有热溶性聚酯亚胺漆，其常温下是固体。 另外，在绕组线上采用静电粉末涂复的技术由美国 ETI 研制成功后，ETI 与 Westinghouse 公司和 3M 公司已成功地用于变压线圈的制造。[17]
6
美国首先在聚酯漆的基础上引入了三（α—羟乙基）异氰脲酸酯（THEIC）代替原来 的三官能度的甘油，由此产生了改性聚酯漆包线（耐热等级达到 F 级），耐热性能进一步 改善，这是聚酯漆的一大飞跃。此后，美国还研制了 180 级改性聚酯产品，美国 ISONEL200 系列，耐热温度高达 200℃。[18][21]
日本大日精化
直焊性聚酯亚胺
表 3.国内主要厂家生产聚酯漆包线漆的情况
厂名
贵阳电线厂 广州绝缘材料厂 湘潭市五一电线厂
商标名（漆包线 产品规格
漆）
聚酯
QZ-1.2
聚酯
1730
聚酯
QZ-2/155
年产量 （吨） 1000 1000 1000
5
常州海华化工有限公司 哈尔滨市电缆厂 天津市绝缘材料厂 天津市东丽区国营光华 电材厂 辽阳市电线厂 广州绝缘材料厂 沈阳黄金绝缘材料厂
无甲酚型、聚酯、聚酯酰亚胺
美国 Sohenctady 化学公司
聚酯亚胺、直焊性耐冷冻型聚酯亚胺、
全芳香族聚酯亚胺、
意大利 SIVA 公司
聚酯亚胺
德国 Dr.Beek 公司、 Karl.Schmidt 公司 聚酯、各种聚酯亚胺
日本电缆公司
耐水性、耐冷冻性聚酯亚胺
日本日立化公司、古河公司
THEIC 改性聚酯、聚酯亚胺
大连第二有机化工厂 上海晟然绝缘材料有限 公司
高速改性聚酯 高强度聚酯 高强度聚酯 高强度聚酯
QA QZ/155wenku.baidu.com1730\1731 QZ
高强度聚酯
QZ-1\QZ-2
高强度聚酯
1730
高强度聚酯、改 1730\1740\1750
性聚酯、聚酯亚
胺
高强度聚酯
QZ
高强度聚酯、高 1730\QY
速高品质聚酯亚
类似研究还有杨朝选、张建立提出的加入甘油对涤纶树脂进行处理的方法。所生成的 树脂，破坏了分子结构的规整性，出现了分子支化，从而使分子的内聚力减弱，不易产生 结晶。同时，树脂分子的游离羟基增加，极性增强，改善了树脂的溶解性能，也增强了对 金属材料的附着能力。[25]
1．2．3．3 有利于环境的聚酯漆的研制
市场调查表明，国内外有几千家专业生产聚酯漆包线漆的厂家，各类聚酯漆包线漆的 总年产量大约在 15 万吨，表 1，表 2 分别列出具有代表性的生产厂家。
表 2.国外主要生产聚酯漆包线漆的厂家
厂家
主要生产的聚酯漆包线漆
俄国的波多斯克、普斯柯夫、切博克萨雷、 THEIC-聚酯亚胺、THEIC-聚酯酰亚胺
萨马拉电缆厂[20]
4
1．2．2 聚酯漆包线漆的市场调查
国外聚酯漆包线漆已由 E、B 级向 F、H 级转化，E、B 级级少量生产有的甚至停止生 产，并向改性聚酯、聚酯亚胺、复合型、多功能型方向发展。[18]
国内大部分仍停留在 B 级水平，F、H 级聚酯漆虽在 70 年代就已起步，但由于经济原 因，不能为广大漆包线厂所接受。随着社会进步，生活水平提高，电机、电器工业迅猛发 展，聚酯漆包线的市场消耗也大幅度增长。
自粘性漆，是在漆包线外层涂一层粘结层的材料，如聚乙烯醇叔丁醛、环氧树脂、热 型性聚酯以及共聚尼龙，近年来国外又发展了聚酯亚胺自粘性漆。［３］
无（低）公害漆包线漆。漆包线大部分是有机溶剂，其占有量达 60-80%，在漆包烘 培时所蒸发的溶剂，有毒或有气味，所以要采取措施改善漆和漆包线的生产环境。如芳香
聚酯亚胺漆包线漆
黄浣波 摘要：
本文首先对聚酯漆包线漆的改性研究进展作了比较全面的综述。然后，在前人研究的 基础上提出实验研究方案，先合成一种酰亚胺改性单体，再由这种改性单体与柠檬酸、己 二酸、赛克、新戊二醇、苯酐组成多元共缩聚反应体系，通过反应制得一系列合乎要求的 聚酯亚胺多元醇，然后配以一定量的溶剂、催干剂，制备出各种不同配方的聚酯亚胺漆包 线漆。同时，对系列聚酯亚胺多元醇的结构、性能进行分析与表征，并对成膜固化工艺进 行研究。研究结果表明，聚酯亚胺漆包线漆的适宜配方为：OH/COOH=1.8/1， THEIC/NPG=0.3/1，酰亚胺改性单体的摩尔百分数为 23.71%；最佳成膜条件：温度（T） 为 400℃，时间（t）为 30~50s；固化剂最佳含量：钛酸四丁酯 20%，环烷酸锌 2%。 关键词：聚酯亚胺多元醇 漆包线漆 聚酯亚胺漆包线漆
缩醛漆包线漆，是由聚乙烯醇缩甲醛树脂、酚醛树脂、氨基树脂在甲酚和二甲苯中在 高温下交联成膜，漆膜均匀光滑，柔韧性好，对电机的嵌线工艺极为有利。此外还具有较 好的耐油，耐氟里昂性能，但耐溶剂性差（耐热等级：E）。该漆经改性后，主要用在各 种变压器中。［8］
环氧漆包线漆，以不同的环氧树脂为单体制备而成，具有优良的化学特性，耐热性好， 耐冷冻剂，但缠绕性及耐冲击性较差，过去主要用于潜水机、冷冻机、油浸式变压线圈（耐 热等级：E）。但由于存在综合性能差，耐热等级低，现在也不单独使用。
随着工业的飞速发展，电子、电器、电工领域发展很快，几乎与电有关的各种设备、 仪器、仪表都离不开漆包线，所以漆包线漆是不可替代的工业材料。［7］
1．1．3 种类
1．1．3．1 按树脂种类分
油基漆包线漆，是用干性植物油，酚醛树脂经过高温熬炼后以煤油稀释而成。该漆具 有较好的抗潮、耐油和绝缘性能。由于该漆价格较低，柔韧性又好，过去在 0.08-1.2mm 线径的铜线上有一定的用量（耐热等级：A）。由于耐热等级低，现在一般不用。
聚氨酯漆包线漆，是由多羟基聚酯和封闭异氰酸酯两部分组成。自粘性好，直焊性好， 允许采用较高的车速，可达 250m/min；能与各种染料相混合，用来生产各种彩色漆包线。 从一开始的 E、A 级到 B 级，现在已发展到 F、H 级，且发展前景很好。[3-4][8-9]
2
聚酰亚胺（PI），首先由美国杜邦公司进行工业化生产，一般通过均苯四酸二酐同 4， 4’-二氨基二苯醚缩聚反应得到聚酰胺酸预聚物再经烘培、脱水环化而得。目前已开发到 C 级，关于无溶剂聚酰亚胺漆和耐冷媒性漆的研究也有报导。［9-11］
1．聚酯漆包线漆的研究进展 1．1 概述 1．1．1 漆包线及漆包线漆的定义
漆包线是一种重要的“电工绝缘材料”，就是在铜、铝、锰铜合金等金属丝上按照特 定的生产工艺涂上高分子绝缘漆制备而成，这种特定的绝缘漆就是漆包线漆。[1]
漆包线主要用作绕组线圈，其功效就是在元器件工作的过程中，实现“电”←→“磁” 能量转换。漆包线上所涂的绝缘层（即漆包线漆膜），应具有较好的热、电、机械及耐化 学性能。[1-2]
日本对聚酯漆改性的研究更为广泛，公布的专利最多，其改性方法大致可归纳为两类： 一是在聚酯漆中引入酰亚胺基的同时，添加聚酰胺或环氧，其作用是提高聚酯亚胺漆包线 的耐水，耐湿热，耐冷冻剂，耐龟裂及耐电化腐蚀性能。第二种方法是在引入酰亚胺基的 同时，添加三聚氰氨树脂或苯酚甲醛树脂，或二者同时加入，目的是提高漆包线的附着力， 改善急拉断时的脱漆性能，提高耐扭性能，尤其是大规格厚漆膜的聚酯亚胺漆包线。
后来，在聚酯漆的基础上同时引入 THEIC 和酰亚胺基团，在 170℃—250℃下缩聚， 所制备的 THEIC 改性的聚酯亚胺漆包线，有较高的耐热性，热冲击性，软化击穿温度和耐 油性能，还兼备优良的机械强度和耐冷冻剂性能。[22]
德国的 Bayer 公司在聚酯中添加 10%左右聚海因改善热冲击性能、软化击穿温度和涂 线性能。
加料升温至 155℃→酯化脱甲醇 155～200℃→酯化保温 200～235℃→真空缩聚 240～ 250℃解除真空，升温 1～2h，加第一次甲酚（总量的 3 ／7），升温至 205～215℃，真 空度升至 86Kpa。→保温加第二次甲酚（余量），酚解 0.5h，冷至 135℃以下，出料与环 烷酸锌、正钛酸丁酯混合。→过滤，包装→成品漆