專利名稱：一種c級聚氨酯漆包線漆的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氨酯漆的合成方法，更具體地說是涉及一種C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，屬于電工絕緣領域
背景技術：
漆包線漆是絕緣漆的一大類，是涂覆電線、電機和電工器材等的一類專用涂料，SP在制造發動機、容電器、電纜等電器產品，都需要在導體和導體之間涂上一層這位能隔絕電流的涂料。漆包線漆的漆膜一般具有很好的絕緣性、良好的耐熱性能、良好的機械性能和良好的耐化學性能。漆包線漆一般主要由成膜物質和稀釋劑組成，成膜物質包括聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、聚酯酰亞胺樹脂、環氧樹脂樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、有機硅樹脂等各種樹脂。其中聚氨酯漆包線漆具有很好的直接焊錫性能，所以在儀表、電訊工業應用極廣，但其本身的低熱穩定性，又限制了其應用。近年來，絕緣行業不斷要求提高聚氨酯漆包線漆的耐熱性，以適應現代科學技術飛速發展的需要。國外在上世紀80年代就已開發出H級(180°C )直焊性聚氨酯漆包線漆，與國外相比，我國80年代才開發出B級(130°C )直焊性聚氨酯漆包線漆。到目前為止，我國具有規模的工業化生產聚氨酯漆包線漆的廠家不多，主要產品也主要是F級(155°C)聚氨酯漆包線漆，和國外有很大的差距，嚴重制約了我國電工絕緣行業的發展，為滿足市場需求，針對聚氨酯漆包線漆耐熱性差的缺點，需要開發出C級耐高溫直焊性聚氨酯漆包線漆。中國專利CN102140157A以有機硅聚合物改性聚氨酯漆，提高了聚氨酯漆在高溫環境下的使用性能，但由于添加了有機硅聚合物，產品物理性能產生一定影響。世界專利W02011091196A采用己二酸、1，4_ 丁二醇和三羥甲基丙烷單烯丙基醚合成聚酯多元醇，再與MDI交聯反應制得聚氨酯漆，以THF和N-甲基吡咯烷酮為溶劑，該漆有很好的耐化學性和一定的耐熱性，耐熱等級為F級，達不到C級。日本專利JP201105871A以4，f - 二苯基甲烷二異氰酸酯和聯苯四羧酸二酐反應得到異氰酸酯封端預聚物，向預聚物中加入環氧乙烷和雙酚A，攪拌反應，最后得到改性聚氨酯樹脂，其耐熱等級可達H級。
發明內容
本發明解決了現有技術存在的問題與不足，提供了一種C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，該方法制得的聚氨酯漆包線漆具有很高的耐熱性能，耐熱等級達到C級，并具有很好的焊錫性和物理性能。。本發明是通過以下技術方案實現的本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，步驟主要包括聚酯多元醇的合成、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)三聚體的合成和聚氨酯漆的配制，所述的聚酯多元醇的合成是以對苯二甲酸二甲酯、三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯和二元醇為原料在催化劑的作用下進行反應得到，所述的二元醇為N-甲基二乙醇胺，同時加入四羧酸二酐代替部分對苯二甲酸二甲酯進行反應。
本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其進一步的技術方案是所述的聚酯多元醇的合成步驟為在反應器中加入三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯、N-甲基二乙醇胺、四羧酸二酐和催化劑，加熱至100-120°C，再加入對苯二甲酸二甲酯，攪拌溶解，升溫至150°C反應4h，升溫至220°C反應，當蒸餾頭溫度低于60°C時進行真空操作，直到粘度在950-1300mPas(25°C )之間，停止真空操作，加入計量甲酚溶至澄清制得聚酯多元醇。本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其進一步的技術方案還可以是所述的聚酯多元醇的合成時三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯、N-甲基二乙醇胺、四羧酸二酐和對苯二甲酸二甲酯的摩爾量配比為I 6. 0-7. O O. 5-1. O 5. 0-6. O。本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其進一步的技術方案還可以是所述的四羧酸二酐為均苯四甲酸二酐、3，3'，4，4'-聯苯四羧酸二酐、3，3'，4，4' -二苯酮四酸二酐或2，3，3'，4' - 二苯醚四甲酸二酐。本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其進一步的技術方案還可以是所述的催化劑為三氧化二銻、醋酸鋅、鈦酸四丁酯中一種，用量為原料總重量的O. 1% -0.5%。本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其進一步的技術方案還可以是所述的二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)三聚體的合成步驟為在反應器中加入MDI，再加入相同量的溶劑攪拌溶解，加入催化劑，加熱反應到NC0%= 10% -15%，加入和催化劑等摩爾量的阻聚齊U，再加入甲酚封閉至NC0%<0. I %即得到MDI三聚體。更進一步的技術方案是所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺或DMF與甲苯的混合溶劑；所述的催化劑為三乙烯二胺、辛酸亞錫、三_( 二甲胺基甲基)苯酚中一種或它們的混合催化劑，催化劑量小于原料總重量的O. 3%；所述的阻聚劑為磷酸、苯甲酰氯、對甲基苯磺酸中一種；所述的加熱反應溫度為40-60°C。本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其進一步的技術方案還可以是所述的聚氨酯漆的配制步驟為將聚酯多元醇的合成步驟制得的聚酯多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)三聚體的合成步驟中制得的MDI三聚體、溶劑、催化劑按質量比4. 5-5. O 20-30 40-45 I混合均勻，制得黃色透明的漆液即為C級聚氨酯漆包線漆。更進一步的技術方案昌所述的溶劑為二甲苯、甲酚和DMF的混合溶劑；所述的催化劑為環烷酸鋅或異辛酸鋅。與現有市場上漆包線漆相比本發明具有以下效果本發明的合成方法工藝簡單，反應過程易控制，反應條件溫和，生產對環境無污染，適用于大規模生產，其工業前景較為廣闊。本發明的合成方法中使用N-甲基二乙醇胺代替傳統的二元醇(乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、2-甲基-1，3丙二醇等)，并加入少量四羧酸二酐來代替部分對苯二甲酸二甲酯，反應制得的聚酯多元醇與MDI三聚體交聯得到的聚氨酯漆具有很高的耐熱性能，耐熱等級達到C級，并具有很好的焊錫性和物理性能。具體實施方法以下通過具體實施例說明本發明，但本發明并不僅僅限定于這些實施例。實施例I 在裝有攪拌器，溫度計，冷凝管的三口燒瓶中加入計量的三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯(I. Omol), N-甲基二乙醇胺(6. 5mol) ,3,3' AA'-聯苯四羧酸二酐(O. 8mol)和催化劑醋酸鋅，加熱至100-120°C，再加入對苯二甲酸二甲酯(5. 2mol)，攪拌溶解，升溫至150°C反應4h，程序升溫至220°C反應，當蒸餾頭溫度低于60°C時進行真空操作，壓力先小后大，先慢后快，直到粘度在950-1300mPas(25°C )之間，停止真空操作，取樣測酸值2. 49，羥值147. 1，加入計量甲酚溶至澄清。在裝有回流冷凝管，溫度計和攪拌器的三口反應瓶中加入一定量二苯甲烷二異氰酸酯，加入相同量的DMF攪拌溶解，加入催化劑三-(二甲胺基甲基)苯酚，加熱至50°C反應，到NC0%= 8. 8%時，加入和催化劑等量的阻聚劑苯甲酰氯，加入甲酚封閉至NC0% =O. 07%。將上述聚酯多元醇180. 2g，MDI三聚體500. 5g，甲酚700. lg，二甲苯35L 3g，DMF100. lg，異辛酸鋅30. 3g，加熱攪拌混合均勻，制得黃色透明的漆液，固含30. 8 %(1800C /2g/lh)，粘度42. 3s (涂4杯，25°C )，按工藝涂線制得漆包銅線。經檢測性能見表
Io實施例2在裝有攪拌器，溫度計，冷凝管的三口燒瓶中加入計量的三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯(I. Omol), N-甲基二乙醇胺(6. 5mol) ,3,3' AA' -二苯酮四酸二酐(O. 8mol)和催化劑醋酸鋅，加熱至100-120°C，再加入對苯二甲酸二甲酯(5. 2mol)，攪拌溶解，升溫至150°C反應4h，程序升溫至220°C反應，當蒸餾頭溫度低于60°C時進行真空操作，壓力先小后大，先慢后快，直到粘度在950-1300mPas (25°C )之間，停止真空操作，取樣測酸值2. 71，羥值198. 2，加入計量甲酚溶至澄清。將上述聚酯多元醇160. lg，實施例I中MDI三聚體700. 2g，甲酚850. lg，二甲苯430. 2g，DMF201. lg，異辛酸鋅35. lg，加熱攪拌混合均勻，制得黃色透明的漆液，固含36%(180°C /2g/lh)，粘度74. 7s (涂4杯，25°C )，按工藝涂線制得漆包銅線。經檢測性能見表
Io實施例3在裝有攪拌器，溫度計，冷凝管的三口燒瓶中加入計量的三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯(I. Omol),N-甲基二乙醇胺(6. 5mol),均苯四甲酸二酐(O. 8mol)和催化劑醋酸鋅,力口熱至100-120°C，再加入對苯二甲酸二甲酯(5. 2mol)，攪拌溶解，升溫至150°C反應4h，程序升溫至220°C反應，當蒸餾頭溫度低于60°C時進行真空操作，壓力先小后大，先慢后快，直到粘度在950-1300mPas(25°C )之間，停止真空操作，取樣測酸值I. 35，羥值210. 4，加入計量甲酚溶至澄清。將上述聚酯多元醇150. lg，實施例I中MDI三聚體800. 2g，甲酚851. lg，二甲苯433. 2g，DMF204. lg，異辛酸鋅34. lg，加熱攪拌混合均勻，制得黃色透明的漆液，固含32%(180°C /2g/lh)，粘度69. 7s (涂4杯，25°C )，按工藝涂線制得漆包銅線。經檢測性能見表
Io本發明所制得的聚氨酯漆包線性能測試報告
權利要求
1.一種C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，步驟主要包括聚酯多元醇的合成、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)三聚體的合成和聚氨酯漆的配制，其特征在于所述的聚酯多元醇的合成是以對苯二甲酸二甲酯、三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯和二元醇為原料在催化劑的作用下進行反應得到，所述的二元醇為N-甲基二乙醇胺，同時加入四羧酸二酐代替部分對苯二甲酸二甲酯進行反應。
2.根據權利要求I所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的聚酯多元醇的合成步驟為在反應器中加入三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯、N-甲基二乙醇胺、四羧酸二酐和催化劑，加熱至100-120°C，再加入對苯二甲酸二甲酯，攪拌溶解，升溫至150°C反應4h，升溫至220°C反應，當蒸餾頭溫度低于60°C時進行真空操作，直到粘度在950-1300mPas(25°C )之間，停止真空操作，加入計量甲酚溶至澄清制得聚酯多元醇。
3.根據權利要求I或2所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的聚酯多元醇的合成時三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯、N-甲基二乙醇胺、四羧酸二酐和對苯二甲酸二甲酯的摩爾量配比為I 6. 0-7. O O. 5-1. O 5. 0-6. O0
4.根據權利要求I或2所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的四羧酸二酐為均苯四甲酸二酐、3，3'，4，4'-聯苯四羧酸二酐、3，3'，4，4' -二苯酮四酸二酐或2，3，3'，4' - 二苯醚四甲酸二酐。
5.根據權利要求I或2所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的催化劑為三氧化二銻、醋酸鋅、鈦酸四丁酯中一種，用量為原料總重量的O. 1% -0.5%。
6.根據權利要求I所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的二苯甲烷二異氰酸酯三聚體的合成步驟為在反應器中加入MDI，再加入相同量的溶劑攪拌溶解，加入催化劑，加熱反應到NCO%= 10% -15%，加入和催化劑等摩爾量的阻聚劑，再加入甲酚封閉至NCO%< O. I %即得到MDI三聚體。
7.根據權利要求6所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺或DMF與甲苯的混合溶劑；所述的催化劑為三乙烯二胺、辛酸亞錫、三_( 二甲胺基甲基)苯酚中一種或它們的混合催化劑，催化劑量小于原料總重量的O. 3%；所述的阻聚劑為磷酸、苯甲酰氯、對甲基苯磺酸中一種；所述的加熱反應溫度為40-60°C。
8.根據權利要求I所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的聚氨酯漆的配制步驟為將聚酯多元醇的合成步驟制得的聚酯多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯三聚體的合成步驟中制得的MDI三聚體、溶劑、催化劑按質量比4. 5-5. O 20-30 40-45 I混合均勻，制得黃色透明的漆液即為C級聚氨酯漆包線漆。
9.根據權利要求8所述的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，其特征在于所述的溶劑為二甲苯、甲酚和DMF的混合溶劑；所述的催化劑為環烷酸鋅或異辛酸鋅。
全文摘要
本發明公開了一種C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，該方法制得的聚氨酯漆包線漆具有很高的耐熱性能，耐熱等級達到C級，并具有很好的焊錫性和物理性能。本發明的C級聚氨酯漆包線漆的合成方法，步驟主要包括聚酯多元醇的合成、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)三聚體的合成和聚氨酯漆的配制，所述的聚酯多元醇的合成是以對苯二甲酸二甲酯、三-(2-羥乙基)異氰尿酸酯和二元醇為原料在催化劑的作用下進行反應得到，所述的二元醇為N-甲基二乙醇胺，同時加入四羧酸二酐代替部分對苯二甲酸二甲酯進行反應。
文檔編號C08G18/46GK102618160SQ20121006931
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者姚成, 孫蘭娟, 張建清, 張斌, 張杏榮, 張衡偉, 林杰 申請人:丹陽四達化工有限公司, 南京工業大學