專利名稱:方形導線的涂布方法和方形導線的絕緣導線的制作方法
技術領域:
本發明涉及方形導線的涂布方法和這種方形導線的絕緣導線。
背景技術:
絕緣導線廣泛用于諸如電氣設備和電子設備等領域。通常,這些絕緣導線廣泛采用具有保護性絕緣膜和漆包線的結構,通過使用含有諸如各種合成樹脂或天然樹脂等有機樹脂的絕緣涂料進行涂布和烘烤而得到該結構。
作為絕緣涂料,通常廣泛使用含有聚乙烯醇縮甲醛樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚酯-酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂或聚酰亞胺樹脂的絕緣涂料。此外,通常通過電沉積來制備絕緣導線,該制備方法是,采用曾廣泛使用的電泳涂料和橫截面呈圓形的圓形導線,采用這類絕緣涂料或電泳涂料來形成絕緣膜(例如,參見日本特開昭48-49826和日本特開平3-159014)。
在此,為了提高絕緣導線的容積率(occupancy ratio)或改善電線的功能,已經開發出了具有方形橫截面的方形導線,并且已經開發出了使用這些方形導線作為被涂物體而形成的絕緣導線。例如,在使用由方形導線形成的絕緣導線作為磁導線等時,它具有以下性能可以減少磁體的尺寸和重量,可以獲得更強的磁力,使電流變大,并且具有優異的散熱性。因此,近年來這類導線引起了人們的關注。
然而,對于在方形導線上涂布上述傳統絕緣涂料或電泳涂料而得到絕緣導線,在棱邊處形成的絕緣膜的膜厚度變薄,因此不能得到具有足夠絕緣性的絕緣導線。
而且,當使用方形導線的電線時,這種導線的形狀使得可以提高容積率;然而,當使用傳統的絕緣涂料或電泳涂料在所述方形導線上形成絕緣膜時,棱邊處與除棱邊外的平坦部位的膜厚度可能會變得不均勻,結果,在棱邊處形成的絕緣膜的膜厚度變薄;因此,所得絕緣導線的橫截面變得與被涂物體的橫截面(方形)不同,導致不能提高容積率。
當使用方形導線作為被涂物體時,出現的另一問題是,特別是在電沉積時可能會出現針孔。當在電沉積膜中出現針孔時,可能會破壞絕緣性。
因此,需要開發一種涂布方法,即使在使用諸如方形導線等具有棱邊的被涂物體時,也可以在平坦部位和棱邊處均形成具有足夠膜厚度的絕緣膜,以避免針孔的出現,從而提供具有高絕緣性的絕緣導線。
發明內容
鑒于上述情況,本發明的目的是提供方形導線的涂布方法,該方法能夠提供具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。
本發明涉及方形導線的涂布方法,該方法包括以下步驟通過使用存儲在電涂浴中的陽離子電泳涂料,在方形導線上進行陽離子電沉積,以在其上形成絕緣膜,其中,將所述的方形導線在電涂浴中的移動速率設置在1至80米/分鐘的范圍內;設置從所述方形導線與所述陽離子電泳涂料接觸的觸液部位至電極的最短距離使其大于所述方形導線在電涂浴中從所述方形導線的觸液部位至離液部位的總移動距離的1/2,所述陽離子電泳涂料含有樹脂組合物,所述樹脂組合物的水合性官能團被電子直接還原并鈍化,從而沉積成膜,以及所述的陽離子電泳涂料含有交聯的樹脂顆粒。
優選地,所述交聯樹脂顆粒是其水合性官能團直接被電子還原并鈍化的交聯樹脂顆粒。
優選地,所述交聯樹脂顆粒的含量為0.5至40重量%。
優選地,使用具有鎓基的樹脂作為乳化劑,使α,β-烯鍵不飽和單體混合物乳液聚合而得到所述交聯樹脂顆粒。
優選地,所述具有鎓基的樹脂的每一分子具有2至15個鎓基。
優選地,所述具有鎓基的樹脂為丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
優選地,所述鎓基為銨基或锍基。
優選地,通過在具有環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂上加成叔胺化合物或硫化物和有機酸,以將丙烯酸樹脂或環氧樹脂轉化為季胺化合物或叔锍化合物,從而得到具有銨基或锍基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
優選地,所述具有環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂的數均分子量為2000至20000。
優選地,所述樹脂組合物具有锍基和炔丙基。
優選地,相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物具有含量為5至400毫摩爾的锍基,含量為10至495毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于500毫摩爾。
優選地,所述樹脂組合物包含具有線型甲酚酚醛環氧樹脂或線型酚醛環氧樹脂作為骨架且數均分子量為700至5000的環氧樹脂,以及相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物還具有含量為5至250毫摩爾的锍基,含量為20至395毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于400毫摩爾。
本發明涉及通過上述方形導線的涂布方法得到的方形導線的絕緣導線。
本發明涉及由所述方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線。
本發明還涉及方形導線的涂布方法,該方法包括步驟(I),通過使用陽離子電泳涂料進行陽離子電沉積來形成第一絕緣膜;和步驟(II),使用絕緣涂料在步驟(I)中形成的第一絕緣膜上形成第二絕緣膜,其中,將所述的方形導線在電涂浴中的移動速率設置在1至80米/分鐘的范圍內;設置從所述方形導線與所述陽離子電泳涂料接觸的觸液部位至電極的最短距離使其大于在電涂浴中所述方形導線從所述方形導線的觸液部位至離液部位的總移動距離的1/2,以及其中,所述陽離子電泳涂料含有樹脂組合物,所述樹脂組合物的水合性官能團被電子直接還原并鈍化,從而沉積成膜,以及所述的陽離子電泳涂料和/或絕緣涂料含有交聯的樹脂顆粒。
優選地,所述的陽離子電泳涂料含有交聯的樹脂顆粒。
優選地,所述交聯樹脂顆粒是其水合性官能團直接被電子還原并鈍化的交聯樹脂顆粒。
優選地,在所述涂料中所述交聯樹脂顆粒的含量為0.5至4.0重量%。
優選地,使用具有鎓基的樹脂作為乳化劑,使α,β-烯鍵不飽和單體混合物乳液聚合而得到所述交聯樹脂顆粒。
優選地,所述具有鎓基的樹脂的每一分子具有2至15個鎓基。
優選地,所述乳化劑為丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
優選地,所述鎓基為銨基或锍基。
優選地,通過在具有環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂上加成叔胺化合物或硫化物和有機酸,以將丙烯酸樹脂或環氧樹脂轉化為季胺化合物或叔锍化合物,從而得到具有銨基或锍基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
優選地,所述具有環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂的數均分子量為2000至20000。
優選地,所述樹脂組合物具有锍基和炔丙基。
優選地,相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物具有含量為5至400毫摩爾的锍基,含量為10至495毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于500毫摩爾。
優選地,所述樹脂組合物包含具有線型甲酚酚醛環氧樹脂或線型酚醛環氧樹脂作為骨架且數均分子量為700至5000的環氧樹脂,以及相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物還具有含量為5至250毫摩爾的锍基,含量為20至395毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于400毫摩爾。
本發明涉及通過上述方形導線的涂布方法得到的方形導線的絕緣導線。
本發明涉及由所述方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線。
圖1是由本發明的方形導線涂布方法得到的方形導線的絕緣導線的橫截面示意圖實例。
圖2是使用未交聯樹脂顆粒得到的方形導線的絕緣導線的橫截面示意圖實例。
圖3是用于本發明的方形導線的涂布方法中的電涂浴的示意圖實例。
圖4是用于本發明的方形導線的涂布方法中的電涂浴的示意圖實例。
圖5是由本發明的第二種方形導線涂布方法得到的方形導線的絕緣導線的橫截面示意圖實例。
圖6是使用未交聯樹脂顆粒得到的方形導線的絕緣導線的橫截面示意圖實例。
附圖標記說明1.方形導線2.絕緣膜3.絕緣導線4.棱邊5.方形導線的絕緣導線6.平坦部位7.方形導線8.第一絕緣膜9.第二絕緣膜10.方形導線的絕緣導線11.棱邊12.方形導線的絕緣導線13.平坦部位21.電涂浴
22.電泳涂料23.方形導線24.電極25.在電涂浴中從觸液部位至電極的最短距離26.觸液部位27.離液部位28.在電涂浴中從觸液部位至離液部位的移動距離具體實施方式
以下將詳細描述本發明。
由于本發明的方形導線的涂布方法使用橫截面是方形的導線,所以,由于其形狀,與使用圓形導線作為被涂物體的絕緣導線相比,方形可以大大提高容積率。通過使用傳統絕緣涂料在方形導線上形成絕緣膜時,棱邊與除棱邊外的平坦部位之間的膜厚度可能變得不均勻,結果是形成于棱邊上的絕緣膜的膜厚度變薄;因此,所得絕緣導線的橫截面變得與方形導線的形狀不同,使得在僅使用方形導線時很難充分地提高容積率。另一方面,在本發明的方形導線涂布方法中,使用含有交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料進行陽離子電沉積;因此,可以形成在平坦部位和棱邊上都具有足夠膜厚度的絕緣膜。因此,應用本發明的方形導線涂布方法,可以使得在形成方形導線的絕緣導線時橫截面不容易發生變化,從而提高所得方形導線的絕緣導線的容積率。因此,當使用所得的由方形導線形成的絕緣導線作為磁導線等時,與使用同樣體積的圓形導線作為被涂物體的情況相比,可以減小磁體的尺寸和重量,并且可以得到更強的磁力。而且,這樣可以提供大電流和提高散熱性能;因此,更理想的是使用這種絕緣導線。
所述交聯樹脂顆粒具有在陽離子電泳涂料中提供觸變性的功能。因此,在烘烤和固化涂膜以形成絕緣膜時,不僅在方形導線的平坦部位,甚至在棱邊上都可以形成具有足夠膜厚度的絕緣膜,因此可以得到具有高介電擊穿電壓的絕緣導線。
例如,當使用含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料來電沉積被涂物體時,提供觸變性的交聯樹脂顆粒的功能使得被涂物體的整個表面被涂覆,即包括棱邊在內的被涂物體的整個表面涂以足夠的絕緣膜,并且所得到的方形導線的絕緣導線具有高介電擊穿電壓。
當所述陽離子電泳涂料不含交聯樹脂顆粒,或含有未交聯樹脂顆粒而非交聯樹脂顆粒時,由于棱邊不能被涂覆至足夠的膜厚度,因此不能得到具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。
圖1是方形導線的絕緣導線的橫截面示意圖實例,該絕緣導線是在本發明的方形導線的涂布方法中由電沉積來得到,所述電沉積使用了含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料。圖1所示為通過在方形導線1上形成絕緣膜2而得到的方形導線的絕緣導線3,絕緣膜2通過使用陽離子電泳涂料的電沉積來形成。在使用含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料的情況下得到的方形導線的絕緣導線3具有絕緣膜2,絕緣膜2在方形導線1的平坦部位和棱邊4都具有足夠的膜厚度。因此,通過上述涂布方法得到的方形導線的絕緣導線3具有高介電擊穿電壓。
另一方面,圖2是使用含未交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料形成絕緣膜而得到的絕緣導線的橫截面示意圖實例。在使用含未交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料的情況下得到的方形導線的絕緣導線5不能提供在方形導線1的棱邊4上有足夠膜厚度的絕緣膜2。因此,與根據本發明的方形導線涂布方法得到的絕緣導線相比,通過上述涂布方法得到的方形導線的絕緣導線5具有較低的介電擊穿電壓。
不特別限定交聯樹脂顆粒,但是包括通過所謂的乳液聚合法得到的化合物和通過所謂的NAD(非水分散)方法得到的化合物;在乳液聚合法中,在具有乳化能力的樹脂和引發劑的存在下,在使可聚合單體乳液聚合的同時,在水媒介中使可聚合單體交聯;在NAD方法中,在有機溶劑和可溶于有機溶劑的分散穩定性樹脂的混合溶液中使可聚合的單體進行共聚,同時使可聚合的單體交聯;這些都是本領域的技術人員公知的方法。
具體來說,關于交聯樹脂顆粒的體積平均粒徑,其下限優選為0.05μm,其上限優選為1μm。當它小于0.05μm時,棱邊處的膜厚度可能變得不夠,當它超過1μm時,可能會破壞絕緣膜的外觀。其下限更優選為0.07μm,其上限更優選為0.5μm。可以通過調節例如可聚合單體的組成或聚合條件來控制體積平均粒徑。通過例如激光散射法等可以確定體積平均粒徑。
優選地,所述交聯樹脂顆粒是其水合性官能團直接被電子還原和鈍化的交聯樹脂顆粒。使用這種交聯樹脂顆粒可以為涂覆提供良好的觸變性。于是,甚至在方形導線的棱邊上也可以充分地形成絕緣膜,并且可以得到具有高介電擊穿電壓的絕緣導線。
在本發明中,通過施加電壓引起交聯樹脂顆粒在陰極上沉積的機理如下式(1)所示。通過給交聯樹脂顆粒(基質;在公式中以“S”表示)中的水合性官能團提供電子,使交聯樹脂顆粒鈍化并沉積在陰極上。
即,當上式(1)表示的反應發生時,直接在陰極上還原陽離子電泳涂料中的交聯樹脂顆粒的水合性官能團,使得交聯樹脂顆粒不可溶并且沉積。根據該機理沉積的膜具有高介電擊穿電壓。
具體來說,優選使用具有鎓基的樹脂作乳化劑,通過使α,β-烯鍵不飽和單體混合物乳液聚合而得到交聯樹脂顆粒。通過含有該交聯樹脂顆粒,可以充分地涂覆平坦部位和棱邊,使其具有絕緣膜,并且獲得具有高介電擊穿電壓的絕緣導線。
優選地,上述α,β-烯鍵不飽和單體混合物通常含有分子中具有兩個或更多α,β-不飽和烯鍵的多(甲基)丙烯酸酯,以使樹脂顆粒交聯。相對于α,β-烯鍵不飽和單體混合物中100重量%的所有固體物質,分子中具有兩個或更多α,β-不飽和烯鍵的多(甲基)丙烯酸酯的含量優選地為5重量%(下限)至15重量%(上限)。當該含量小于5重量%時,樹脂顆粒的交聯進行得不充分,當它超過15重量%時,樹脂顆粒的交聯過度進行;因此,可能會破壞所得的絕緣膜的物理性能。
作為上述的分子中具有兩個或更多α,β-烯鍵不飽和鍵的多(甲基)丙烯酸酯,可以給出例如具有如下結構的化合物等,在該化合物中,多個(甲基)丙烯酸以酯鍵的形式與二羥基或多羥基醇結合。具有多個(甲基)丙烯酸以酯鍵的形式與二羥基或多羥基醇結合的結構的上述化合物的實例可包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。可以單獨使用這些化合物或者兩種或多種組合使用。
除了上述的多(甲基)丙烯酸酯外,α,β-烯鍵不飽和單體混合物還含有常用的α,β-烯鍵不飽和單體。可以給出含反應性官能團和不含反應性官能團的化合物作為上述的常用的α,β-烯鍵不飽和單體。
含反應性官能團的α,β-烯鍵不飽和單體可包括(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、烯丙醇、甲基丙烯酸醇(methacrylic alcohol)、諸如(甲基)丙烯酸羥乙酯的ε-己內酰胺加合物等含羥基的化合物;諸如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環氧基的化合物等。
當上述的α,β-烯鍵不飽和單體混合物中含有含反應性官能團的α,β-烯鍵不飽和單體時,相對于100重量%的上述α,β-烯鍵不飽和單體混合物,含反應性官能團的α,β-烯鍵不飽和單體的含量優選小于或等于20重量%。當該含量超過20重量%時,可能會破壞所得膜的耐水性。在此情況下,上述α,β-烯鍵不飽和單體混合物的羥值或環氧值都優選小于或等于20。當它超過20時,可能會破壞所得膜的耐水性或絕緣性。
另一方面,不含反應性官能團的α,β-烯鍵不飽和單體的實例可包括(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基環己酯、(甲基)丙烯酸聯環戊二烯酯和(甲基)丙烯酸二氫聯環戊二烯酯;可聚合的酰胺化合物,例如(甲基)丙烯酰胺、N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二丁基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二辛基(甲基)丙烯酰胺、N-單丁基(甲基)丙烯酰胺、N-單辛基(甲基)丙烯酰胺、2,4-二羥基-4′-乙烯基二苯甲酮、N-(2-羥乙基)丙烯酰胺和N-(2-羥乙基)甲基丙烯酰胺;可聚合的芳香族化合物,例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯酮、叔丁基苯乙烯、對氯苯乙烯和乙烯萘;可聚合的腈,例如丙烯腈和甲基丙烯腈;乙烯、丙烯等;乙烯酯(例如,象醋酸乙烯酯和丙酸乙烯酯等α-烯烴);二烯,例如丁二烯和異戊二烯。
在用于制備交聯樹脂顆粒的乳液聚合中用作乳化劑的具有鎓基的樹脂中,每一分子中鎓基的數量優選為2至15。當每一分子中鎓基的數量小于2時,可能會破壞分散穩定性,當它超過15時,可能會破壞所得絕緣膜的耐水性。此外,可以給出銨基或锍基作為鎓基,但是從耐水性的角度看銨基是優選的。
含銨基或锍基的樹脂的實例可包括丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂等。從設計的角度看,丙烯酸樹脂或環氧樹脂是優選的。可以通過各種方法得到上述的丙烯酸樹脂或環氧樹脂,但是,通過給含環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂加成叔胺化合物或硫化物和有機酸,以便將丙烯酸樹脂或環氧樹脂轉化為季銨化合物或叔锍化合物,就可以容易地得到上述的丙烯酸樹脂或環氧樹脂。此外,可以通過先制備叔胺化合物和有機酸的混合物或硫化物和有機酸的混合物,并且將該混合物作為季銨化劑或叔锍化劑加入含環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂,從而進行季銨化合物或叔锍化合物的轉化。
根據普通技術,通過使含有諸如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環氧基的α,β-烯鍵不飽和單體和另一α,β-烯鍵不飽和單體的混合單體溶液聚合,可以得到用于轉化為季銨化合物或叔锍化合物的含環氧基的丙烯酸樹脂。在轉化為季銨化合物或叔锍化合物的這種方形法中,因為通過用叔銨化合物或硫化物使環氧基開環,從而將環氧基轉化為鎓基,所以可以根據上述鎓基的數量確定含環氧基的α,β-烯鍵不飽和單體的量。在上述的α,β-烯鍵不飽和單體混合物中,上述的另一α,β-烯鍵不飽和單體是指例如上述的常用α,β-烯鍵不飽和單體。
作為上述的環氧樹脂,適合采用在一個分子中至少含有兩個環氧基的環氧樹脂,例如包括諸如表二環氧(epi-bis-epoxy)樹脂等聚環氧樹脂;通過用二醇、二羧酸或二胺擴展其鏈而得到的其改性物;環氧化聚丁二烯;線型酚醛聚環氧樹脂;線型甲酚酚醛聚環氧樹脂;聚丙烯酸縮水甘油酯;脂肪族多元醇或聚醚多元醇的聚縮水甘油醚;以及多元羧酸的聚縮水甘油酯。特別地,線型酚醛聚環氧樹脂、線型甲酚酚醛聚環氧樹脂和聚丙烯酸縮水甘油酯是優選的,因為它們容易多官能團化以提高固化能力。此外,部分上述環氧樹脂可以為單環氧樹脂。
上述的含環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂的數均分子量優選地為2000至20000。當數均分子量小于2000時,棱邊處的膜的膜厚度可能不夠,當它超過20000時,乳化劑粘度的升高可能會成為問題。
不特別限定用于在丙烯酸樹脂或環氧樹脂中引入上述銨基的叔胺化合物,但是包括三甲基胺、三乙基胺、三丁基胺、三辛基胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺等。此外,根據要引入的銨基的量來確定叔胺化合物的量。
不特別限定用于在丙烯酸樹脂或環氧樹脂中引入上述锍基的硫化物,其實例可包括脂肪族硫化物、脂肪族-芳香族混合硫化物、芳烷基硫化物和環硫化物。其具體實例可包括乙硫醚、丙硫醚、丁硫醚、己硫醚、苯硫醚、乙苯硫醚、四氫噻吩、五甲撐硫、2,2’-二羥基二乙硫、2,2’-二羥基二丙硫、2,2’-二羥基二丁硫、1-(2-羥乙基硫)-2-丙醇、1-(2-羥乙基硫)-2-丁醇和1-(2-羥乙基硫)-3-丁氧基-1-丙醇。
不特別限定用于季銨化合物或叔锍化合物的轉化的有機酸,其實例可包括甲酸、乙酸、乳酸、丙酸、硼酸、丁酸、二羥甲基丙酸、鹽酸、硫酸、磷酸、N-乙酰基氨基乙酸和N-乙酰基-β-丙胺酸。特別地,從乳化穩定性的角度看,乙酸和二羥甲基丙酸是優選的。
在季銨化合物或叔锍化合物的轉化中,在含環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂中,環氧基、叔胺化合物或硫化物和有機酸的摩爾比優選為1∶1∶1至1∶1∶2。根據需要,季銨化合物或叔锍化合物的轉化反應通常進行2至10小時,并且可以加熱到60至100℃。
使用用上述方法所得的具有鎓基的樹脂作為乳化劑進行乳液聚合,可以得到本發明中包含在陽離子電泳涂料組合物中的交聯樹脂顆粒。可以使用通常公知的方法進行乳液聚合。例如,乳液聚合可以按照以下方式進行在包括水或根據需要包括諸如醇等有機溶劑的水性介質中溶解乳化劑,在加熱攪拌下,在該溶液中滴加上述α,β-烯鍵不飽和單體混合物和引發劑。
可以以類似方式滴加預先用乳化劑和水乳化的α,β-烯鍵不飽和單體混合物。
優選按照下述程序進行上述的乳液聚合,其中,在水性介質中溶解乳化劑,在加熱攪拌下向該溶液滴加引發劑之后,滴加部分α,β-烯鍵不飽和單體,然后滴加剩下的預先用乳化劑和水乳化的α,β-烯鍵不飽和單體混合物。通過采用該程序進行乳液聚合,可以減小與所需粒徑的偏差,并且可以得到優選的交聯樹脂顆粒。
不特別限定引發劑,其優選實例可包括含油性偶氮化合物(例如,偶氮二異丁腈、2,2′-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2′-偶氮二(2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等);水性化合物(例如,4,4′-偶氮二(4-氰基戊酸酯)、陰離子化合物的2,2′-偶氮二(N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒和陽離子化合物的2,2′-偶氮二(2-甲基丙脒));油性氧化還原過氧化物(例如,過氧化苯甲酰、過氧化對氯苯甲酰、過氧化月桂酰、過苯甲酸叔丁酯等);和水性過氧化物(例如,過硫酸鉀、過硫酸銨等)。
使用上述具有鎓基的樹脂作為乳化劑。此外,可以與具有鎓基的樹脂組合使用本領域技術人員常用的化合物或反應性乳化劑,例如ANTOXMS-60(Nippon Surfactant Co.,Ltd.生產)、ELEMINOL JS-2(Sanyo Kasei Co.,Ltd.生產)、ADEKARIA SOAP NE-20(Asahi Denka Co.,Ltd.生產)和AQUARON HS-10(Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生產)。在此,上述的反應性乳化劑應當不包含在上述單體混合物中所含的α,β-烯鍵不飽和單體中。
上述的具有鎓基的樹脂與上述的α,β-烯鍵不飽和單體混合物的重量比(具有鎓基的樹脂的重量/α,β-烯鍵不飽和單體混合物的重量)優選為5∶95至50∶50。當上述的重量比超出上述的范圍時,可能會破壞絕緣膜的外觀。
在上述的乳液聚合中,為了調節分子量,可以根據需要使用諸如月桂硫醇等硫醇和諸如α-甲基苯乙烯二聚物等鏈轉移劑。
上述乳液聚合的反應溫度取決于引發劑,例如,對偶氮引發劑優選為60至90℃,對氧化還原引發劑優選為30至70℃。通常,反應時間為1至8小時。引發劑與α,β-烯鍵不飽和單體混合物的總量的比率通常為0.1重量%(下限)至5重量%(上限)。優選地,上述下限為0.2重量%,上述上限為2重量%。
相對于涂層組合物中的樹脂固體物質,本發明的陽離子電泳涂料優選包含含量為0.5至40重量%的按上述方法得到的交聯樹脂顆粒。當上述的交聯樹脂顆粒的含量小于0.5重量%時,棱邊處的膜厚度可能變得不夠,當它超過40重量%時,可能會破壞絕緣膜的外觀。上述的含量更優選地為1至30重量%。在此,當通過NAD方法得到交聯樹脂時,交聯樹脂顆粒的含量包括通過共聚交聯的可聚合單體和分散穩定性樹脂。
本發明的方形導線涂布方法包括使用陽離子電泳涂料進行陽離子電沉積來形成絕緣膜的步驟。
由于用在本發明中的陽離子電泳涂料包括上述的交聯樹脂顆粒,所以,可以得到介電擊穿電壓高于由傳統陽離子電泳涂料制備的絕緣導線的絕緣導線。
在本發明的方形導線涂布方法中,在涂布時,將各種因素之間的比例,例如在被涂方形導線的移動速率、在電涂浴中從觸液部位至電極的最短距離與在電涂浴中從觸液部位至離液部位的移動距離的比率設置在特定范圍內;由此可以防止電沉積膜中針孔的出現。
可以使用的電沉積設備可以是臥式電沉積設備或立式電沉積設備,在臥式電沉積設備中,在水平牽引作為被涂物體的電線的同時進行電沉積,在立式電沉積設備中,將作為被涂物體的電線從設備底部導入電涂浴中,并且從電涂浴的頂部將其拉出。
通常,通過使用圖3和4所示的電沉積涂布設備連續進行電線的電沉積。例如,圖3所示的電沉積設備裝有臥式電沉積浴,其中在水平牽引電線的同時進行電沉積。在該電沉積浴中設置電極,并且通過在被涂方形導線和電極之間施加電壓來進行電沉積。
例如,圖4所示的電沉積設備裝有立式電沉積浴,其中在垂直移動電導線的同時進行電沉積。使用立式電沉積浴和臥式電沉積浴的涂布工藝均基于相同的機理實施。
在上述的電沉積設備中,在連續移動被涂方形導線23的同時對被涂方形導線23連續進行涂布工藝;在涂布工藝中,設置方形導線23的移動速率在1至80米/分鐘的范圍內。小于1米/分鐘的移動速率使得處理速率降低,從而生產率下降。超過80米/分鐘的移動速率會產生針孔并因此而使得絕緣性降低。優選將上述的移動速率設置在5至40米/分鐘的范圍內。
而且,將電沉積浴21中從觸液部位26到電極24的最短距離與從觸液部位26至離液部位27的移動距離的比率設置為大于1/2。在此,電沉積浴21中從觸液部位26到電極24的最短距離是指,電沉積時,從方形導線23進入電沉積浴21時方形導線23與電泳涂料22的界面接觸的部位至電極24的最短距離。在圖3和4中均采用附圖標記25表示該距離。
在電沉積浴21中從觸液部位26至離液部位27的移動距離指,電沉積時,從方形導線23進入電沉積浴21時方形導線23與電泳涂料22的界面接觸的部位,至方形導線23從電沉積浴21中取出時方形導線23與電泳涂料22的界面接觸的部位之間的距離。在此,由于該距離是方形導線23的移動距離,所以它不是從觸液部位26至離液部位27的直線距離,而是包括斜線移動和曲線移動的移動距離。在圖3和4中均采用附圖標記28表示該距離。
可以根據諸如所用電沉積浴21的尺寸、所用涂料的組成和線速度等各種因素來設定這些值的絕對值;然而,需要將電沉積浴21中從觸液部位26到電極24的最短距離與電沉積浴21中從觸液部位26至離液部位27的移動距離的比率設置為大于1/2。當電極24太接近觸液部位26時,會出現針孔。更優選地,將電沉積浴21中從觸液部位26到電極24的最短距離與電沉積浴21中從觸液部位26至離液部位27的移動距離的比率設置為大于2/3。
用在本發明中的陽離子電泳涂料包括樹脂組合物,直接用電子還原和鈍化該樹脂組合物的水合性官能團,以使得膜沉積。通過施加電壓而在陰極上產生沉積的機理由上述式(1)表示;從而,沉積成膜。
在本發明的方形導線涂布方法中,所述的樹脂組合物優選地具有锍基和炔丙基。通過使用含锍基和炔丙基的樹脂組合物,可以得到具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。
上述樹脂組合物中的樹脂在每一分子中可同時包含锍基和炔丙基,但這并不是絕對的。因此,該樹脂在每一分子中可僅包含锍基或炔丙基。然而,在后一種情況中,整個樹脂組合物同時具有這兩種可固化官能團。即,上述的樹脂組合物可以由含锍基和炔丙基的樹脂、只含锍基的樹脂與只含炔丙基的樹脂的混合物或者所有這類樹脂的混合物組成。在這個意義上說,本文所定義的樹脂組合物既有锍基又有炔丙基。
在所述樹脂組合物中锍基是水合性的官能團。當在電沉積步驟中給锍基施加超過某一水平的電壓或電流時,在電極上該基團被電解還原;從而,離子性基團消失并且不可逆地使锍基鈍化。
據認為,在該電沉積步驟中,所激發的電極反應產生氫氧根離子,并且锍基捕捉了該氫氧根離子,使得在電沉積膜中形成電解產生的堿。該電解產生的堿可將存在于電沉積膜中的在加熱時具有低反應性的炔丙基轉化為在加熱時具有高反應性的丙二烯鍵。
不特別限定形成樹脂組合物骨架的樹脂,但是優選使用環氧樹脂。例如,之前所述的環氧樹脂可以作為上述的環氧樹脂。
優選地,所述樹脂組合物包含具有環氧樹脂骨架并且具有500(下限)至20000(上限)的數均分子量的樹脂。當它小于500時,電沉積步驟中的涂層效率將變差,當它超過20000時,在基質的表面上不能形成良好的膜。關于數均分子量,可以根據樹脂骨架選擇更優選的分子量。例如,對于線型酚醛環氧樹脂或線型甲酚酚醛環氧樹脂,其下限優選為700,其上限優選為5000。
在滿足下文所述的锍基和炔丙基的總含量條件的前提下,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,樹脂組合物中的锍基含量優選地在5毫摩爾(下限)至400毫摩爾(上限)的范圍內。當相對于每100g固體物質該含量少于5毫摩爾時,不能充分地發揮固化能力,并會損害水合能力和浴液的穩定性。當相對于每100g固體物質該含量超過400毫摩爾時,在基質表面上膜沉積變差。關于锍基含量,可以根據所用的樹脂骨架來選擇更優選的含量。例如,對于線型酚醛環氧樹脂或線型甲酚酚醛環氧樹脂,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,上述下限優選地為5毫摩爾,更優選地為10毫摩爾。此外,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,上述上限優選地為250毫摩爾,更優選地為150毫摩爾。
樹脂組合物中的炔丙基作為陽離子電泳涂料中的可固化官能團。
在滿足下文所述的锍基和炔丙基的總含量條件的前提下,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,樹脂組合物中的炔丙基含量優選地在10毫摩爾(下限)至495毫摩爾(上限)的范圍內。當相對于每100g固體物質該含量少于10毫摩爾時,不能充分地發揮固化能力,當相對于每100g固體物質該含量超過495毫摩爾時,會影響其被用作電泳涂料時的水合穩定性。關于炔丙基含量,可以根據所用的樹脂骨架來選擇更優選的含量。例如,對于線型酚醛環氧樹脂或線型甲酚酚醛環氧樹脂,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,上述下限更優選地為20毫摩爾并且上述上限更優選地為395毫摩爾。
相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,上述樹脂組合物中的锍基和炔丙基的總量優選小于或等于500毫摩爾。當相對于每100g固體物質該含量超過500毫摩爾時,事實上不能得到樹脂或者不能得到所需的性能。關于上述樹脂組合物中的锍基和炔丙基的總量,可以根據所用的樹脂骨架來選擇更優選的含量。例如,對于線型酚醛環氧樹脂或線型甲酚酚醛環氧樹脂,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,該總量更優選小于或等于400毫摩爾。
樹脂組合物中的部分炔丙基可轉化為乙炔化物。乙炔化物是鹽形式的乙酰化金屬化合物。關于樹脂組合物中將要轉化為乙炔化物的炔丙基含量,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,其下限優選地為0.1毫摩爾,上限為40毫摩爾。當相對于每100g固體物質該含量少于0.1毫摩爾時,轉化為乙炔化物的效果沒有充分發揮,當相對于每100g固體物質該含量超過40毫摩爾時,難于轉化為乙炔化物。關于該含量,可以根據所用的金屬種類選擇更優選的范圍。
不特別限定轉化為乙炔化物的炔丙基中所含的金屬,只要它表現出催化作用即可,其實例可包括諸如銅、銀和鋇等過渡金屬。如果考慮到環境適應性,銅和銀是優選的,從易得的角度來看,銅是更優選的。當銅被用作上述的金屬時,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,上述樹脂組合物中將要轉化為乙炔化物的炔丙基的含量更優選地為0.1至20毫摩爾。
通過將上述樹脂組合物中的部分炔丙基轉化為乙炔化物,可以將固化催化劑引入樹脂中。當以這種方式制備樹脂組合物時,無須使用通常很難溶解或分散在有機溶劑和水中的有機過渡金屬絡合物,并且即使是過渡金屬也可以通過轉化為乙炔化物很容易地引入,從而即使是難溶的過渡金屬化合物也可不受限制地用于涂層組合物。此外,可以避免在電涂浴中作為陰離子的有機酸鹽的產生,而當使用過渡金屬有機酸鹽時會出現這種情況;此外,不須通過超濾去除金屬離子,因此浴液的操作和電泳涂料的設計變得容易。
需要時,所述樹脂組合物可含有碳-碳雙鍵。由于上述的碳-碳雙鍵具有高反應性,因此可以進一步提高固化能力。
在滿足下文所述的炔丙基和碳-碳的總含量條件的條件下,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,上述碳-碳雙鍵的含量優選地在10毫摩爾(下限)至485毫摩爾(上限)的范圍內。當相對于每100g固體物質該含量少于10毫摩爾時,不能通過碳-碳雙鍵的加成來充分地提高固化能力,當相對于每100g固體物質該含量超過485毫摩爾時,會影響在被用作電泳涂料時的水合穩定性。關于碳-碳雙鍵的含量,可以根據所用的樹脂骨架來選擇更優選的含量。例如,對于線型酚醛環氧樹脂和線型甲酚酚醛環氧樹脂,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,上述下限更優選地為20毫摩爾并且上限更優選地為375毫摩爾。
當所述樹脂組合物含有上述的碳-碳雙鍵時,相對于每100g上述樹脂組合物中的固體物質,上述炔丙基和上述碳-碳雙鍵的總量優選地在80毫摩爾(下限)至450毫摩爾(上限)的范圍內。當相對于每100g固體物質該含量少于80毫摩爾時,固化能力變得不夠,當相對于每100g固體物質該含量超過450毫摩爾時,锍基含量變少并且介電擊穿電壓會變得不夠。關于炔丙基和碳-碳雙鍵的總量,可以根據所用的樹脂骨架來選擇更優選的含量。例如,對于線型酚醛環氧樹脂和線型甲酚酚醛環氧樹脂,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,其下限更優選地為100毫摩爾并且上限更優選地為395毫摩爾。
此外,當所述樹脂組合物含有上述的碳-碳雙鍵時,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,锍基、炔丙基和碳-碳雙鍵的總量優選小于或等于500毫摩爾。當相對于每100g固體物質該含量超過500毫摩爾時,事實上不能得到樹脂或不能得到所需的性能。關于锍基、炔丙基和碳-碳雙鍵的總量,可以根據所用的樹脂骨架來選擇更優選的含量。例如,對于線型酚醛環氧樹脂和線型甲酚酚醛環氧樹脂,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,該總量更優選小于或等于400毫摩爾。
可以通過以下步驟來有利地制備上述樹脂組合物,例如,步驟(i),使分子中含至少兩個環氧基的環氧樹脂與含有能夠與環氧基反應的官能團和炔丙基的化合物反應,以得到含炔丙基的環氧樹脂組合物,以及步驟(ii),使步驟(i)中所得的含炔丙基的環氧樹脂組合物中的剩余環氧基與硫化物/酸的混合物反應,從而引入锍基。
上述的含有能夠與環氧基反應的官能團和炔丙基的化合物(此后稱為“化合物(A)”)可以是,例如,既含有諸如羥基或羧基等能夠與環氧基反應的官能團又含有炔丙基的化合物。可以給出炔丙醇和炔丙酸作為具體實例。特別地,從易得性和良好的反應性的角度看,炔丙醇是優選的。
為了根據需要使上述樹脂組合物具有碳-碳雙鍵,可以與步驟(i)中的化合物(A)組合使用含有能夠與環氧基反應的官能團和碳-碳雙鍵的化合物(此后稱為“化合物(B)”)。可以使用既含有諸如羥基或羧基等能夠與環氧基反應的官能團又含有碳-碳雙鍵的化合物作為化合物(B)。具體來說,當能夠與環氧基反應的官能團是羥基時,化合物(B)的實例可包括丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸羥丁酯、烯丙醇、甲基烯丙酸醇等。當能夠與環氧基反應的官能團是羧基時,化合物(B)的實例可包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、巴豆酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、衣康酸;諸如馬來酸乙酯、富馬酸乙酯、衣康酸乙酯、琥珀酸單(甲基)丙烯酰氧乙基酯和鄰苯二甲酸單(甲基)丙烯酰氧乙基酯等半酯;諸如油酸、亞油酸、蓖麻酸等合成不飽和脂肪酸;諸如亞麻子油、豆油等天然不飽和脂肪酸。
在步驟(i)中,分子中含有至少兩個環氧基的環氧樹脂與化合物(A)反應,以得到含炔丙基的環氧樹脂組合物,或者根據需要與化合物(A)和化合物(B)反應,以得到含炔丙基和碳-碳雙鍵的環氧樹脂組合物。在后一種情況中,在步驟(i)中,可以提前將化合物(A)和化合物(B)混合在一起,然后進行反應,或者分別使化合物(A)和化合物(B)進行反應。此外,化合物(A)所具有的與環氧基反應的官能團與化合物(B)所具有的與環氧基反應的官能團可以相同或不同。
在步驟(i)中,當化合物(A)和化合物(B)與環氧樹脂進行反應時,可以選擇待混合的兩種化合物的比例,以得到特定官能團的所需含量,例如,上述的炔丙基和碳-碳雙鍵的含量。
關于步驟(i)中的反應條件,通常是在室溫或者80至140℃下進行反應數個小時。此外,可以根據需要使用諸如催化劑和/或溶劑等進行反應所需的公知成分。可以通過測量環氧當量來檢測反應是否完成,而且,可以通過分析非揮發物的含量和用儀器分析所得樹脂組合物來確定引入的官能團。由此得到的反應產物通常為含一個或多個炔丙基的環氧樹脂的混合物,或為具有一個或多個炔丙基和一個或多個碳-碳雙鍵的環氧樹脂的混合物。在這個意義上,通過步驟(i)可以得到含炔丙基或含炔丙基和碳-碳雙鍵的樹脂組合物。
在步驟(ii)中,由步驟(i)所得的含炔丙基的環氧樹脂組合物的剩余環氧基與硫化物/酸混合物反應,以引入锍基。可以采用以下方法來引入锍基。一種方法包括,使硫化物/酸混合物與環氧基反應以進行硫化物的引入,然后將其轉化為锍基。另一種方法包括,引入硫化物,然后用酸(需要的話,還有諸如甲基氟、甲基氯或甲基溴等烷基鹵)將引入的硫化物轉化為锍基,隨后進行陰離子交換。從反應物的易得性的角度看,使用硫化物/酸混合物的方法是優選的。
不特別限定硫化物和酸,具體地可以給出上述的物質。
在上述的硫化物/酸混合物中,如果用硫化物/酸的摩爾比來表示,硫化物和酸的混合比率通常且優選地為大約100/40至100/100。
步驟(ii)中的反應可以按如下方式進行,例如,將由步驟(i)所得到的含炔丙基的環氧樹脂組合物和上述的硫化物/酸混合物與水混合,選擇硫化物/酸混合物的含量使得可以得到例如上述的锍基含量,相對于每一摩爾所用的硫化物,水的用量為5至10摩爾,通常在50至90℃下攪拌所述混合物數小時。5或更低的剩余酸值可以作為確定反應完成的判據。通過電位滴定可以確定所得樹脂組合物中锍基的引入。
對于先加入硫化物然后轉化為锍基的情況,也可以使用相同的程序。如上所述,通過在引入炔丙基之后引入锍基,可以防止锍基由于加熱而分解。
對于將上述樹脂組合物的部分炔丙基轉化為乙炔化物的情況,可以由如下步驟來進行向乙炔化物的轉化使步驟(i)所得的含炔丙基的環氧樹脂組合物與金屬化合物反應,從而將上述環氧樹脂組合物中的部分炔丙基轉化為相應的乙炔化物。上述的金屬化合物優選地為能夠提供乙炔化物的過渡金屬化合物,其實例可包括諸如銅、銀和鋇等過渡金屬的絡合物或鹽。其具體實例可包括乙酰丙酮銅、醋酸銅、乙酰丙酮銀、醋酸銀、硝酸銀、乙酰丙酮鋇和醋酸鋇。特別地,從適應環境的角度看,銅或銀化合物是優選的,由于銅化合物的易得性,所以銅化合物是更優選的。例如,從容易進行浴液控制的角度看,適合采用乙酰丙酮銅。
將部分炔丙基轉化為乙炔化物的反應條件為,通常在40至70℃下進行反應數小時。通過所得樹脂組合物的著色和/或在核磁共振譜中次甲基質子信號的消失,可以檢查反應的進行程度。因此,可以確定樹脂組合物中由炔丙基衍生的乙炔化物達到所需水平的時間,并且在此時終止反應。所得的反應產物通常是將一個或多個炔丙基轉化為乙炔化物的環氧樹脂的混合物。通過步驟(ii),可以將锍基引入到由此得到的部分炔丙基轉化為乙炔化物的環氧樹脂組合物中。
可以在通常的反應條件下進行將環氧樹脂組合物中部分炔丙基轉化為乙炔化物的步驟和步驟(ii),使得可以同時進行這兩個步驟。同時進行兩個步驟的方法可以有利地簡化生產工藝。
可以用這種方法來制備樹脂組合物,該樹脂組合物含炔丙基和锍基,并且根據需要選擇性地含有碳-碳雙鍵和/或由炔丙基衍生的乙炔化物,同時,這種方法可以防止锍基的分解。此外,盡管干燥狀態的乙炔化物是爆炸性的,但是反應在水性介質中進行,可以得到液體組合物形式的所需物質。因此,不會有安全問題。
由于陽離子電泳涂料包含樹脂組合物,而且該樹脂組合物本身是可固化的,所以通常不需要使用固化劑。然而,為了進一步提高固化能力,可以使用固化劑。固化劑的實例可包括含有多個炔丙基和碳-碳雙鍵中的至少一種基團的化合物,例如通過在諸如線型酚醛樹脂或季戊四醇四甘醇醚等聚環氧化物上,加成諸如炔丙醇等含炔丙基的化合物或諸如丙烯酸等含碳-碳雙鍵的化合物而得到的化合物。
在陽離子電泳涂料中通常不需要使用固化劑。然而,當根據固化反應條件需要進一步提高固化能力時,可以根據需要適當地加入常用的過渡金屬化合物。不特別限定該化合物,其實例可包括通過將諸如環戊二烯或乙酰丙酮等配位體或者諸如醋酸等羧酸與諸如鎳、鈷、錳、鈀和銠等過渡金屬結合而形成的絡合物或化合物。相對于每100g陽離子電泳涂料中的樹脂固體物質,上述固化劑的加入量優選地為0.1毫摩爾(下限)至20毫摩爾(上限)。
還可以在陽離子電泳涂料中混合胺。通過加入胺,在電涂工藝中,可以增加由電解還原導致的锍基向硫化物的轉化。不特別限定所述的胺,其實例可包括諸如單官能團或多官能團的脂肪族伯胺至叔胺、脂環族胺和芳香族胺等胺化合物。特別地,水溶性的或水分散性的胺化合物是優選的。所述胺的實例可包括諸如單甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、三乙基胺、丙胺、二異丙基胺和三丁基胺等含2至8個碳原子的烷基胺;單乙醇胺,二甲醇胺、甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、環己胺、嗎啉、N-甲基嗎啉、吡啶、吡嗪、哌啶、咪唑啉、咪唑等。可以單獨使用這些化合物,或者兩種或多種組合使用。特別地,從在水中具有優異的分散穩定性的角度看,諸如單乙醇胺、二乙醇胺和二甲基乙醇胺等羥胺是優選的。
可以在陽離子電泳涂料中直接混合上述的胺。然而在傳統的中和胺型電泳涂料中,游離胺的加入導致剝奪了樹脂中的起中和作用的酸,從而導致顯著地破壞了電涂溶液的穩定性,而在本發明中不會出現這種浴液穩定性的問題。
相對于每100g陽離子電泳涂料中的樹脂固體物質,上述的胺的加入量優選為0.3毫當量(meq)(下限)至25毫當量(上限)。當該量小于每100g 0.3毫當量時,不足以保持膜厚度。當超過每100g 25毫當量時,不能再得到與加入量成比例的效果,這是不經濟的。其下限更優選為每100g含1毫當量,上限更優選為每100g含15毫當量。
在陽離子電泳涂料中,還可以加入含脂肪族烴基的樹脂組合物。所述的含脂肪族烴基的樹脂組合物的加入使得所得涂層膜的抗沖擊性提高。可以提到的含脂肪族烴基的樹脂組合物是,相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,該樹脂組合物含有5至400毫摩爾锍基、80至135毫摩爾含8至24個碳原子并且在其鏈中選擇性地含有不飽和雙鍵的脂肪族烴基、以及10至315毫摩爾炔丙基和含3至7個碳原子并且含末端不飽和雙鍵的有機基團中的至少一種基團;其條件為,相對于樹脂組合物中的100g固體物質,锍基、含8至24個碳原子并且在其鏈中選擇性地含有不飽和雙鍵的脂肪族烴基以及炔丙基和含3至7個碳原子并且含末端不飽和雙鍵的有機基團的總量不超過500毫摩爾。
當把該含脂肪族烴基的樹脂組合物加入到上述的陽離子電泳涂料中時,陽離子電泳涂料中的每100g樹脂固體物質優選含有5至400毫摩爾锍基、10至300毫摩爾含8至24個碳原子并且在其鏈中選擇性地含有不飽和雙鍵的脂肪族烴基、以及總量為10至485毫摩爾的炔丙基和含3至7個碳原子并且含末端不飽和雙鍵的有機基團;并且,相對于陽離子電泳涂料中的每100g樹脂固體物質,锍基、含8至24個碳原子并且在其鏈中選擇性地含有不飽和雙鍵的脂肪族烴基以及炔丙基和含3至7個碳原子并且含末端不飽和雙鍵的有機基團的總量不超過500毫摩爾;并且,相對于該電泳涂料中的樹脂固體物質,含8至24個碳原子并且在其鏈中選擇性地含有不飽和雙鍵的脂肪族烴基的含量為3至30重量%。
當將該含脂肪族烴基的樹脂組合物加入到上述的陽離子電泳涂料中,并且锍基含量水平低于每100g 5毫摩爾時,不能得到令人滿意的固化能力,而且水合能力和浴液穩定性差。當锍基含量超過每100g 400毫摩爾時,在基質表面上膜的沉積變差。當含8至24個碳原子并且在其鏈中選擇性地含有不飽和雙鍵的脂肪族烴基的含量小于每100g 80毫摩爾時,抗沖擊性不能提高到令人滿意的程度,當該含量超過每100g 350毫摩爾時,樹脂組合物變得難以操作。當炔丙基和含3至7個碳原子并且含末端不飽和雙鍵的有機基團的總量小于每100g 10毫摩爾時,在與另一樹脂和/或另一固化劑組合使用時不能表現出令人滿意的固化能力,當該含量超過每100g 315毫摩爾時,抗沖擊性不能提高到令人滿意的程度。相對于樹脂組合物中的每100g固體物質,锍基、含8至24個碳原子并且在其鏈中選擇性地含有不飽和雙鍵的脂肪族烴基以及炔丙基和含3至7個碳原子并且含末端不飽和雙鍵的有機基團的總量不超過500毫摩爾。當它超過500毫摩爾時,事實上不能得到相應的樹脂,或者在某些情況下不能得到所需的性能特點。
根據需要,上述的陽離子電泳涂料還可包含另一用在普通陽離子電泳涂料中的組分。不特別限定上述的另一組分,其實例可包括顏料、防銹劑、顏料分散樹脂、表面活性劑、抗氧化劑和紫外吸收劑。然而,當使用上述的組分時,在考慮到保持介電擊穿電壓的同時來優選地調節待混合組分的量。
不特別限定顏料,其實例可包括諸如二氧化鈦、炭黑和氧化鐵紅等著色劑;諸如堿式硅酸鉛和磷鉬酸鋁等防銹顏料;以及諸如高嶺土、粘土和滑石等增量顏料。具體來說,防銹劑的實例可包括亞磷酸鈣、亞磷酸鋅鈣、含鈣硅石、含鈣沸石等。以陽離子電泳涂料中固體物質計,上述顏料和防銹劑的加入總量優選為0重量%(下限)至50重量%(上限)。
使用顏料分散樹脂以在陽離子電泳涂料中穩定地分散顏料。不特別限定顏料分散樹脂,但是可包括常用的那些顏料分散樹脂。也可使用在樹脂中含锍基和不飽和鍵的顏料分散樹脂。可以通過包括以下步驟的方法來得到所述的含锍基和不飽和鍵的顏料分散樹脂,所述步驟有,例如,使硫化物與疏水的環氧樹脂反應的步驟,該疏水的環氧樹脂通過雙酚類環氧樹脂與半封端的異氰酸酯反應得到;或者在一元酸和含羥基的二元酸的存在下,使該疏水的環氧樹脂與硫化物反應的步驟。這種顏料分散樹脂還可以在陽離子電泳涂料中穩定地分散不含重金屬的防銹劑。
例如,通過將所述樹脂組合物與根據需要的上述其他組分混合,并且在水中溶解或分散所得的組合物,由此可以制備該陽離子電泳涂料。對于用在電沉積步驟中的情況,所制備的浴液/分散液優選地具有含量為5重量%(下限)至40重量%(上限)的非揮發性物質。優選的制備方式是,其中,電泳涂料中炔丙基、碳-碳雙鍵和锍基的含量不偏離上文中在提到樹脂組合物時所指出的各自的范圍。
在本發明的方形導線涂布方法中,可以使用能夠進行傳統的陽離子電沉積的電沉積設備來進行電沉積。例如,可以使用用于電線的電沉積設備進行電沉積,該電沉積設備包括按順序組合的電沉積裝置、清洗裝置和加熱裝置。用這種方法,可以有效地得到具有高介電擊穿電壓的絕緣導線。
上述的電沉積裝置的用途是,使用陽離子電泳涂料,通過陽離子電沉積在作為被涂物體的電線的表面上成膜。不特別限定該電沉積裝置,只要它能夠進行陽離子電沉積即可。
在操作該電沉積裝置時,可以采用如下方法作為實例,例如該方法包括,將被涂物體浸入陽離子電泳涂料中以便將該物體作為陰極,并且在陰極和陽極之間施加通常在50至450V范圍內的電壓。當施加的電壓低于50V時,介電擊穿電壓可能會降低,并且將導致電沉積不充分。當它超過450V時刻,會增加耗電量,這是不經濟的。當使用陽離子電泳涂料并且在該范圍內施加電壓時,可以在整個材料表面形成均勻的膜,并且在電沉積工藝中不會迅速增加膜厚度。在普通情況下,施加上述電壓時,陽離子電泳涂料的浴溫優選地為10至45℃。
上述的清洗裝置用于清洗附著有陽離子電泳涂料的被涂物體,以去除電涂浴液。不特別限定該清洗裝置,它可以是任何傳統的清洗裝置。例如,可以提到以下裝置,其中,使用超濾電涂浴液得到的濾出液作為清洗液來清洗經過電沉積的物體。作為上述的加熱裝置,可以具體給出例如熱空氣干燥爐、近紅外加熱爐、遠紅外加熱爐和感應加熱爐。
不特別限定能夠適用于本發明的方形導線涂布方法的被涂物體(方形導線),只要它能表現出可以進行陽離子電沉積的傳導性即可,其實例可包括由諸如鐵、銅、鋁、金、銀、鎳、錫、鋅、鈦和鎢等金屬以及含有這些金屬的合金制成的電線。特別地,由銅、金、鋁、鐵或基于這些金屬的合金構成的電線是優選的。
上述的方形導線涂布方法很適合用來涂布方形導線,并且可以特別有利地用于涂布在橫截面中棱邊的曲率較小的電線,這種電線被認為是較難涂布的。此外,在此所說的曲率是指,在電線的橫截面中,用(棱邊的曲線半徑/一邊的長度)×100表示的曲率。當對具有1至20%的棱邊曲率的被涂物體使用本發明的方形導線涂布方法時,可以得到方形導線的絕緣導線,根據JIS C 3003的金屬箔法,該導線具有2kV或更高的介電擊穿電壓。
通過上述的方形導線涂布方法得到的方形導線的絕緣導線是在整個方形導線的表面(即,包括棱邊的整個表面)都形成了足夠的絕緣膜的導線,并且進一步提高了介電擊穿電壓。因此,通過該涂布方法得到的方形導線的絕緣導線可以有利地用作具有高介電擊穿電壓的電線。而且,由于在生產工藝中,該方形導線的絕緣導線的形狀不容易發生變化,所以可保持方形導線所擁有的容積率,從而提高了所得絕緣導線的容積率。因此,與使用具有相同體積的圓導線的情況相比,可以進一步提高性能。該絕緣導線也是本發明的一個方面。
而且,本發明還包括方形導線的涂布方法,該方法包括步驟(I),通過使用陽離子電泳涂料進行陽離子電沉積來形成第一絕緣膜,和步驟(II),使用絕緣涂料在步驟(I)中形成的第一絕緣膜上形成第二絕緣膜,所述的陽離子電泳涂料包含樹脂組合物,該樹脂組合物的水合性官能團直接被電子還原和鈍化,從而導致沉積成膜,并且陽離子電泳涂料和/或絕緣涂料含有交聯樹脂顆粒。
換句話說,在方形導線的第二涂布方法中,通過形成第一絕緣膜和在第一絕緣膜上形成第二絕緣膜,可以得到方形導線的絕緣導線,與僅涂布陽離子電泳涂料或僅涂布絕緣涂料而形成的絕緣導線相比,所述方形導線的絕緣導線的介電擊穿電壓較高。所述第一絕緣膜由以下途徑形成使用陽離子電泳涂料進行陽離子電沉積,該陽離子電泳涂料含有樹脂組合物,直接用電子還原和鈍化該樹脂組合物的水合性官能團,從而導致沉積成膜;所述第二絕緣膜用包含聚乙烯醇縮甲醛樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酯-酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂或環氧樹脂等的絕緣涂料形成。
在通過涂布和固化前述絕緣涂層來得到方形導線的絕緣導線的方法中,通常通過將涂布和固化絕緣涂料的循環重復約7至15次來制備絕緣導線。由于通過重復涂布和固化的循環可以提高絕緣性,所以需要多次重復該循環,以得到所需的絕緣性能。相反,在方形導線的涂布方法中,通過使用絕緣涂料,優選在步驟(I)之后將涂布絕緣涂料的循環重復約數次,可以得到具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線,因此,可以減少步驟的數目,并且還可降低生產成本。
而且,在方形導線的第二涂布方法中,使上述的陽離子電泳涂料和/或絕緣涂料包含交聯樹脂顆粒。即,在方形導線的第二涂布方法中,至少在用于步驟(I)的陽離子電沉積涂料和用于步驟(II)的絕緣涂料之一中包含交聯樹脂顆粒。交聯樹脂顆粒具有在涂料中提供觸變性的功能。因此,即使在被涂物體(方形導線)的棱邊處也可以形成具有足夠膜厚度的絕緣膜,因此,可以得到具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。
例如,當使用含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料來進行步驟(I)時,交聯樹脂顆粒提供觸變性的功能使得被涂物體(方形導線)的整個表面(即,包括被涂層方形導線的棱邊的整個表面)具有足夠的絕緣膜,并且所得的方形導線的絕緣導線具有高介電擊穿電壓。此外,當使用也含交聯樹脂顆粒的絕緣涂料進行步驟(II)時,可以在棱邊處形成具有足夠膜厚度的第二絕緣膜,并且可以得到具有高介電擊穿電壓的絕緣導線。由于交聯樹脂顆粒賦予了該功能,所以,當使用含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料進行步驟(I)和使用含交聯樹脂顆粒的絕緣涂料進行步驟(II)時,不僅在物體(方形導線)的平坦部位而且在棱邊處都能充分地涂布第一絕緣膜和第二絕緣膜,結果使所得方形導線的絕緣導線的介電擊穿電壓更高。因此,從所得方形導線的絕緣導線具有更高的介電擊穿電壓的角度看,優選在步驟(I)和步驟(II)中都采用含交聯樹脂顆粒的涂料。此外,當比較只在步驟(I)中使用交聯樹脂顆粒和只在步驟(II)中使用交聯樹脂顆粒的情況時,從所得方形導線的絕緣導線具有更高的介電擊穿電壓的角度看,只在步驟(I)中使用是優選的。
與第一發明的方式相同,在使用陽離子電泳涂料進行的涂布工藝中,將電涂浴中方形導線的移動速率設置在1至80米/分鐘的范圍內,并且在電涂浴中,將與陽離子電泳涂料接觸的方形導線的觸液部位至電極的最短距離設置為大于從方形導線的觸液部位至離液部位的方形導線總移動距離的1/2。
圖5是在第二方形導線涂布方法中通過使用含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料進行步驟(I)和使用含交聯樹脂顆粒的絕緣涂層進行步驟(II)而得到的方形導線的絕緣導線的橫截面的示意圖。圖5所示為方形導線的絕緣導線10,該方形導線的絕緣導線10通過在方形導線7上形成第一絕緣膜8和第二絕緣膜9得到,其中通過使用陽離子電泳涂料進行電沉積來形成第一絕緣膜8,并且通過涂布絕緣涂料來形成第二絕緣膜9。在將含有交聯樹脂顆粒的涂料用于步驟(I)和步驟(II)的情況下,由此得到的方形導線的絕緣導線10不僅在方形導線7的平坦部位13,甚至在棱邊11上都具有足夠膜厚度的第一絕緣膜8和第二絕緣膜9。因此,通過上述的涂布方法得到的方形導線的絕緣導線10具有高介電擊穿電壓。
另一方面,圖6所示為通過使用不含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料形成第一絕緣膜和使用不含交聯樹脂顆粒的絕緣涂料形成第二絕緣膜而得到的絕緣導線的橫截面的示意圖。在使用不含交聯樹脂顆粒的涂料的情況下,由此得到的方形導線的絕緣導線12在方形導線7的平坦部位13上具有足夠的膜厚度的第一絕緣膜8和第二絕緣膜9,但是在方形導線7的棱邊11上沒有足夠的膜厚度的第一絕緣膜8和第二絕緣膜9。因此,與根據本發明的方形導線涂布方法得到的絕緣導線相比,使用上述涂布方法得到的方形導線的絕緣導線12具有較低的介電擊穿電壓。
不特別限定交聯樹脂顆粒,但是包括上述的交聯樹脂顆粒。
優選地,交聯樹脂顆粒是其水合性的官能團直接被電子還原和鈍化的交聯樹脂顆粒。
優選地,在涂料中所述的交聯樹脂顆粒的含量為0.5至4.0重量%。
優選地,通過使用具有鎓基的樹脂作為乳化劑,使α,β-烯鍵不飽和單體混合物乳液聚合而得到所述的交聯樹脂顆粒。
優選地,所述樹脂的每一分子含有2至15個鎓基。
優選地,所述的乳化劑是丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
優選地,所述的鎓基為銨基或锍基。
優選地,通過在具有環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂上加成叔胺化合物或硫化物和有機酸,以將該丙烯酸樹脂或環氧樹脂轉化為季銨化合物或叔锍化合物,從而得到具有銨基或锍基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
優選地,具有環氧基的所述丙烯酸樹脂或環氧樹脂的數均分子量為2000至20000。
不特別限定上述的陽離子電泳涂料,但是包括上述的陽離子電泳涂料。
優選地,所述陽離子電泳涂料包含交聯樹脂顆粒。
優選地,所述樹脂組合物具有锍基或炔丙基。
優選地,相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物具有含量為5至400毫摩爾的锍基,含量為10至495毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總量小于或等于500毫摩爾。
優選地,所述樹脂組合物包含具有線型甲酚酚醛環氧樹脂或線型酚醛環氧樹脂作為骨架且數均分子量為700至5000的環氧樹脂,以及相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物具有含量為5至250毫摩爾的锍基,含量為20至395毫摩爾的炔丙基,并且锍基和炔丙基的總含量小于或等于400毫摩爾。
在本發明的第二方形導線涂布方法中,不特別限定絕緣涂料,只要它是能夠形成具有高介電擊穿電壓的絕緣膜的涂料即可,其實例可包括各種傳統的公知絕緣涂料,這類絕緣涂料含有諸如聚乙烯醇縮甲醛樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚酯-酰亞胺樹脂、聚酯樹脂、聚氨基甲酸酯和環氧樹脂等有機樹脂。
含有上述聚乙烯醇縮甲醛樹脂的絕緣涂料的實例可包括含聚乙烯醇縮甲醛樹脂和酚醛樹脂的涂料,并且可以適當地使用商品PVFS7-24(Totoku Toryo Co.Ltd.出品)等。
含有上述聚酰胺樹脂的絕緣涂層的實例可包括芳族聚酰胺(全芳香族聚酰胺)涂料、尼龍MXD 6涂料等。特別地,從耐熱性、機械強度等角度看,芳族聚酰胺涂料是優選的。
含有上述聚酰亞胺樹脂的絕緣涂料的實例可包括全芳香族聚酰亞胺涂料等,并且可以適當地使用商品Pyre-ML(產品名,DuPont K.K.出品)或TORAYNEECE 3000(產品名,Toray Industries Inc.出品)等。
含有上述聚酰胺-酰亞胺樹脂的絕緣涂料的實例可包括通過三元羧酸酐與二異氰酸酯反應制備的涂料等,其實例可以給出商品NEOHEATAI(Totoku Toryo Co.Ltd.出品)等。
含有上述聚酯-酰亞胺樹脂的絕緣涂料的實例可包括通過使酰亞氨-二元羧酸進一步與多元醇反應而制備的涂料等,該酰亞氨-二元羧酸是三元羧酸酐與二胺的反應產物,其實例可以給出商品NEOHEAT8600A(Totoku Toryo Co.Ltd.出品)等。
含有上述聚酯樹脂的絕緣涂層的實例可包括醇酸樹脂涂料等,具體來說,包括甘油改性的醇酸樹脂涂料、三(羥乙基)異氰尿酸酯(THEIC)改性的醇酸樹脂涂料等,其實例可以給出商品NEOHEAT 8200K1(TotokuToryo Co.Ltd.出品)等。
含有上述聚氨基甲酸酯樹脂的絕緣涂料的實例可包括通過二異氰酸酯與聚酯樹脂反應制備的涂料等,其實例可以給出商品TPU F1(TotokuToryo Co.Ltd.出品)等。
含有上述環氧樹脂的絕緣涂料的實例可包括含雙酚A型環氧樹脂和酚醛樹脂等的涂料等,其實例可以給出商品CEMEDINE 110(CEMEDINECo.Ltd.出品)等。在上述的絕緣涂料中,含有上述的聚酰胺-酰亞胺樹脂的絕緣涂料是優選的,因為由此得到的方形導線的絕緣導線具有較高的介電擊穿電壓。
當使用含交聯樹脂顆粒的絕緣涂料時,相對于涂料組合物中的樹脂固體物質,交聯樹脂顆粒的含量優選為0.5至40重量%。當上述的交聯樹脂顆粒含量小于0.5重量%時,棱邊處的膜厚度會變得不夠,而當它超過40重量%時,會破壞絕緣膜的外觀。上述的含量更優選為1至30重量%。
此外,在以有機溶劑的形式使用本發明的絕緣涂料組合物的情況中,可以將通過上述的NAD方法得到的交聯樹脂顆粒直接包含在絕緣涂料組合物中,但是通過上述的乳液方法得到交聯樹脂顆粒時,可以通過用共沸蒸餾、離心分離、過濾或干燥所得的交聯樹脂顆粒以去除水份,通過置換溶劑而將該交聯樹脂顆粒轉化為有機溶劑型交聯樹脂顆,然后將該交聯樹脂顆粒包含在絕緣涂料組合物中。
在第二方形導線涂布方法中,可以通過諸如涂布和烘烤上述絕緣涂料等傳統公知方形法進行步驟(II)。作為涂布上述絕緣涂料的方法,目前已經知道有塊刮法和氈刮法(先進行浸漬涂布,然后用小塊或氈刮去浸漬在物體上的多余涂料的方法)。
本發明涉及方形導線的涂布方法,該方法包括以下步驟通過使用存儲在電涂浴中的陽離子電泳涂料,在方形導線上進行陽離子電沉積,以在其上形成絕緣膜,其中,所述陽離子電泳涂料包含樹脂組合物,該樹脂組合物的水合性的官能團用電子直接還原和鈍化,使得沉積成膜,而且,所述陽離子電泳涂料包含交聯樹脂顆粒。換句話說,在上述的方形導線涂布方法中,使陽離子涂料包含交聯樹脂顆粒,使得不僅在方形導線的平坦部位而且在其棱邊處都能充分地形成絕緣膜。
因此,應用本發明的方形導線涂布方法可以得到具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。特別地,當所述的樹脂組合物含有锍基和炔丙基時,可以得到具有更高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。
而且,由于這樣使得所得的方形導線的絕緣導線具有更高的容積率,所以與使用具有相同體積的圓導線相比,其性能得到了提高。因此,通過本發明的方形導線涂布方法得到的方形導線的絕緣導線可以理想地用在需要具有高介電擊穿電壓的絕緣導線的各種應用領域。
而且,由于由所述的方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線具有高容積率,所以它可以形成較大的電線橫截面,因此可以用于大電流的用途。而且,由于相鄰纏繞的電線彼此以面接觸,所以可以提高散熱性能,并且可以減少電阻。因此,可以提高其性能并且減少尺寸和重量,于是可以得到更大的磁力。上述的卷繞導線適用于諸如電磁鐵線圈和環形線圈等各種線圈。
不特別限定由方形導線的絕緣導線得到卷繞導線的方法,但是包括手工或使用電線纏繞設備來將絕緣導線纏繞在卷線筒上,同時,需要的話在上面涂布粘接劑等的方法。
通過使用包括上述步驟(I)和(II)的方形導線涂布方法,可以提供具有較高介電擊穿電壓并且可以用于各種應用領域的絕緣導線。
而且,通過該絕緣導線得到的卷繞導線還具有高容積率,并且可以增加電線的橫截面積;因此,可以在大電流下使用該卷繞導線,因此可以用作諸如電磁鐵線圈和環形線圈的各種線圈。
實施例以下,將通過實施例更具體地描述本發明,但是本發明不限于這些實施例。在實施例中,除非另有說明,“份”指“重量份”,“%”指“重量%”。
制備例1含環氧基的丙烯酸樹脂的制備將乙二醇單丁醚(120份)放進反應容器中,攪拌下加熱到120℃。用3小時滴加2份叔丁基過氧-2-乙基己酸酯和10份乙二醇單丁醚的混合溶液,以及由40份甲基丙烯酸縮水甘油酯、150份甲基丙烯酸2-乙基己酯、50份甲基丙烯酸2-羥乙酯和65份甲基丙烯酸正丁酯組成的單體混合物。靜置該混合物30分鐘,然后用30分鐘向其中滴加0.5份叔丁基過氧-2-乙基己酸酯和5份乙二醇單丁醚的混合溶液。此外,靜置所得的混合物2小時,以得到含環氧基的丙烯酸樹脂1的溶液,其非揮發物的含量為42%。以聚苯乙烯作標準物,由凝膠色譜法(GPC)測得的該含環氧基的丙烯酸樹脂1的數均分子量為11000。
制備例2季銨化劑1的制備將異佛爾酮二異氰酸酯(220份)、40份甲基異丁基酮和0.22份二月桂酸二丁錫放進反應容器中,在55℃下滴加135份2-乙基己醇。此后,在60℃下使該混合物反應1小時,以得到半封端的異氰酸酯溶液。將該溶液進一步加熱到80℃,用30分鐘向其中滴加90份N,N-二甲基氨基乙醇和10份甲基異丁基酮的混合溶液。使用紅外光譜分析法確認異氰酸酯基團消失之后,將混合溶液冷卻到室溫,以得到具有封端的異氰酸酯基的叔胺。通過加入180份50%乳酸的水溶液來中和該溶液,以得到季銨化劑1的溶液。
制備例3季銨化劑2的制備除用160份三亞乙基二醇單甲基醚代替135份作為封端劑的2-乙基己醇,并將作為溶劑的甲基異丁基酮的量從40份改為25份之外,遵循與制備例2相同的程序得到季銨化劑1的溶液。
制備例4含銨基的丙烯酸樹脂1的制備將120份乙二醇單丁醚放進反應容器中,攪拌下加熱到120℃。用3小時向其中滴加2份叔丁基過氧-2-乙基己酸酯和10份乙二醇單丁醚的混合溶液,以及由15份甲基丙烯酸縮水甘油酯、50份甲基丙烯酸2-乙基己酯、40份甲基丙烯酸2-羥基乙酯和15份甲基丙烯酸正丁酯組成的單體混合物。靜置該混合物30分鐘,然后用30分鐘向其中滴加0.5份叔丁基過氧-2-乙基己酸酯和5份乙二醇單丁醚的混合溶液。再靜置所得的混合物2小時并冷卻。由GPC測得的該含環氧基的丙烯酸樹脂2的數均分子量為12000,重均分子量為28000。通過向該丙烯酸樹脂2加入7份N,N-二甲基氨基乙醇和15份50%的乳酸水溶液,并且攪拌下加熱到80℃,將丙烯酸樹脂2季銨化。當酸值達到1或低于1并且粘度停止升高時,停止加熱,以得到含銨基的丙烯酸樹脂1的溶液,其非揮發物含量為30%。該含銨基的丙烯酸樹脂1的每一分子中,銨基的數量為6.0。
制備例5含銨基的丙烯酸樹脂2的制備通過將100份制備例2中制備的季銨化劑1加入到240份制備例1中制備的含環氧基的丙烯酸樹脂1中,并且攪拌下加熱到80℃,使該混合物季銨化。當酸值達到1或低于1并且粘度升高不可察覺時,停止加熱,以得到含銨基的丙烯酸樹脂2的溶液,其非揮發物含量為39%。該含銨基的丙烯酸樹脂2的每一分子中,銨基的數量為8.5。
制備例6含銨基的丙烯酸樹脂3的制備除用80份制備例3中制備的季銨化劑2的溶液代替100份季銨化劑1的溶液外,遵循與制備例5相同的程序得到含銨基的丙烯酸樹脂3的溶液,其非揮發物含量為36%。該含銨基的丙烯酸樹脂3的每一分子中,銨基的數量為4.0。
制備例7交聯樹脂顆粒1的制備在反應容器中放入20份制備例4中制備的含銨基的丙烯酸樹脂1和270份離子交換水,攪拌下將該混合物加熱到75℃。用5分鐘向其中滴加1.5份用醋酸完全中和的2,2′-偶氮二(2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷)的水溶液。靜置該混合溶液5分鐘,然后用5分鐘向其中滴加30份甲基丙烯酸甲酯。再靜置該混合物5分鐘,用40分鐘向其中滴加預制乳狀液,該預制乳狀液由以下方式得到在攪拌下向在70份含銨基的丙烯酸樹脂1和250份離子交換水的混合溶液中加入由170份甲基丙烯酸甲酯、40份苯乙烯、30份甲基丙烯酸正丁酯、5份甲基丙烯酸縮水甘油酯和30份新戊二醇二甲基丙烯酸酯組成的α,β-烯鍵不飽和單體混合物。靜置該混合物60分鐘,然后冷卻以得到交聯樹脂顆粒1的分散液。所得的交聯樹脂顆粒1的水性分散液的非揮發物的含量為35%,pH值為5.0,體積平均粒徑為100nm。將交聯樹脂顆粒1的水性分散液與二甲苯混合形成混合物,在蒸發器中共沸蒸餾該混合物的同時,用二甲苯置換作為該混合物的溶劑的水,以得到交聯樹脂顆粒1在二甲苯中的分散液。
制備例8交聯樹脂顆粒2的制備在反應容器中放入20份制備例5中制備的含銨基的丙烯酸樹脂2和300份離子交換水,攪拌下將該混合物加熱到75℃。用5分鐘向其中滴加1份用醋酸完全中和的2,2′-偶氮二(2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷)的水溶液。靜置該混合溶液5分鐘,然后用5分鐘向其中滴加25份甲基丙烯酸甲酯。再靜置該混合物5分鐘,用40分鐘向其中滴加預制乳狀液,該預制乳狀液由以下方式得到在攪拌下向55份含銨基的丙烯酸樹脂2和270份離子交換水的混合溶液中加入由140份甲基丙烯酸甲酯、30份苯乙烯、25份甲基丙烯酸正丁酯、5份甲基丙烯酸縮水甘油酯和25份新戊二醇二甲基丙烯酸酯組成的α,β-烯鍵不飽和單體混合物。靜置該混合物60分鐘,然后冷卻以得到交聯樹脂顆粒2的分散液。所得的交聯樹脂顆粒2的水性分散液的非揮發物的含量為30%,pH值為5.5,體積平均粒徑為100nm。將交聯樹脂顆粒2的水性分散液與二甲苯混合形成混合物,在蒸發器中共沸蒸餾該混合物的同時,用二甲苯置換作為該混合物的溶劑的水,以得到交聯樹脂顆粒2在二甲苯中的分散液。
制備例9交聯樹脂顆粒3的制備除用相同量的含銨基的丙烯酸樹脂3代替作為乳化劑的含銨基的丙烯酸樹脂2外,遵循與制備例8相同的程序得到交聯樹脂顆粒3的水性分散液。所得的交聯樹脂顆粒3的水性分散液的非揮發物的含量為30%,pH值為5.5,體積平均粒徑為90nm。將交聯樹脂顆粒3的水性分散液與二甲苯混合形成混合物,在蒸發器中共沸蒸餾該混合物的同時,用二甲苯置換作為該混合物的溶劑的水,以得到交聯樹脂顆粒3在二甲苯中的分散液。
制備例10交聯樹脂顆粒4的制備除將α,β-烯鍵不飽和單體混合物中的新戊二醇二甲基丙烯酸酯的量由25份變為40份外,遵循與制備例8相同的程序得到交聯樹脂顆粒4的水性分散液。所得的交聯樹脂顆粒4的水性分散液的非揮發物的含量為30%,pH值為5.0,體積平均粒徑為150nm。將交聯樹脂顆粒的水分散液與二甲苯混合形成混合物,在蒸發器中共沸蒸餾該混合物的同時,用二甲苯置換作為該混合物的溶劑的水,以得到交聯樹脂顆粒4在二甲苯中的分散液。
制備例11使用除含銨基的丙烯酸樹脂之外的乳化劑制備交聯樹脂顆粒5在反應容器中放入十六烷基三甲基氯化銨(7份)作為乳化劑,并溶解在300份離子交換水中,在攪拌下將該溶解的溶液加熱到75℃。用5分鐘向其中滴加1份用醋酸完全中和的2,2′-偶氮二(2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷)的水溶液。靜置該混合溶液5分鐘,然后用5分鐘向其中滴加10份甲基丙烯酸甲酯。再靜置該混合物5分鐘,用40分鐘向其中滴加預制乳狀液,該預制乳狀液用如下方式得到在攪拌下向22份十六烷基三甲基氯化銨和270份離子交換水的混合溶液中加入由140份甲基丙烯酸甲酯、30份苯乙烯、25份甲基丙烯酸正丁酯、5份甲基丙烯酸縮水甘油酯和25份新戊二醇二甲基丙烯酸酯組成的α,β-烯鍵不飽和單體混合物。靜置該混合物60分鐘,然后冷卻以得到交聯樹脂顆粒5的水性分散液,其非揮發物的含量為30%,pH值為5.2,體積平均粒徑為120nm。將該水性分散液與二甲苯混合形成混合物,在蒸發器中共沸蒸餾該混合物的同時,用二甲苯置換作為該混合物的溶劑的水,以得到交聯樹脂顆粒5在二甲苯中的分散液。
制備例12未交聯樹脂顆粒的制備在反應容器中放入20份制備例4中制備的含銨基的丙烯酸樹脂1和300份離子交換水,在攪拌下將該混合物加熱到75℃。用5分鐘向其中滴加1份用醋酸完全中和的2,2′-偶氮二(2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷)的水溶液。靜置該混合溶液5分鐘,然后用5分鐘向其中滴加10份甲基丙烯酸甲酯。再靜置該混合物5分鐘,用40分鐘向其中滴加預制乳狀液,該預制乳狀液由如下方式制備在攪拌下向55份含銨基的丙烯酸樹脂1和270份離子交換水的水溶液中加入由140份甲基丙烯酸甲酯、30份苯乙烯、25份甲基丙烯酸正丁酯和5份甲基丙烯酸縮水甘油酯組成的不含聚(甲基)丙烯酸酯的α,β-烯鍵不飽和單體混合物。靜置該混合物60分鐘,然后冷卻以得到未交聯樹脂顆粒的水性分散液。所得的未交聯樹脂顆粒的水性分散液的非揮發物的含量為32.8%,pH值為5.0,體積平均粒徑為106nm。將該水性分散液與二甲苯混合形成混合物,在蒸發器中共沸蒸餾該混合物的同時,用二甲苯置換作為該混合物的溶劑的水,以得到未交聯樹脂顆粒在二甲苯中的分散液。
制備例13含锍基和炔丙基的環氧樹脂組合物的制備向裝有攪拌器、溫度計、氮氣進氣管和回流冷卻管的可分離燒瓶中放入100.0份環氧當量為200.4的EPOTOHTO YDCN-701(Tohto Kasei Co.,Ltd.生產的線型甲酚酚醛環氧樹脂)、23.6份炔丙醇和0.3份二甲基苯甲基胺,將該混合物加熱到105℃并且在該溫度下反應3小時,以得到含炔丙基的樹脂組合物,其環氧當量為1580。向其中加入乙酰丙酮銅(2.5份),使反應在50℃下進行1.5小時。通過質子(1H)NMR檢測得知,所加入的炔丙基的部分端基氫原子消失(相對于每100g樹脂固體物質,轉化為乙炔化物的炔丙基相當于14毫摩爾)。向其中加入1-(2-羥乙基硫)-2,3-丙二醇(10.6份)、4.7份冰醋酸和7.0份去離子水,在將溫度保持在75℃的同時使反應進行6小時。當確認剩余酸值為5或低于5時,加入43.8份去離子水以得到目標樹脂組合物溶液。該溶液的固體物質含量為70.0重量%,相對于每100g清漆的锍值為28.0毫摩爾。由GPC測得的數均分子量為2443。
制備例14陽離子電泳涂料的制備向142.9份制備例13中所得的樹脂組合物中加入157.1份去離子水,在高速旋轉攪拌器中攪拌該混合物1小時后,調節該水溶液使得固體物質含量為15重量%,從而得到陽離子電泳涂料。
制備例15陽離子電泳涂料的制備將142.9份制備例13中所得的樹脂組合物與157.1份去離子水混合在一起,然后再向該混合物加入制備例7中所得的交聯樹脂顆粒1的水性分散液,使得該分散液的固體物質含量占涂料中的樹脂固體物質的20重量%。在高速旋轉攪拌器中攪拌該混合物1小時后,加入373.3份去離子水,并且調節該水溶液使得固體物質含量為15重量%以得到陽離子電泳涂料。
制備例16至19陽離子電泳涂料的制備除用制備例8至11中所得的交聯樹脂顆粒2至5的水性分散液代替制備例7中所得的交聯樹脂顆粒1的水性分散液外,遵循與制備例15相同的程序得到陽離子電泳涂料。
制備例20陽離子電泳涂料的制備除用制備例12中所得的未交聯樹脂顆粒的水性分散液代替制備例7中所得的交聯樹脂顆粒1的水性分散液外,遵循與制備例15相同的程序得到陽離子電泳涂料。
制備例21交聯樹脂顆粒6的制備向裝有滴液漏斗、溫度計、氮氣進氣管、回流冷卻管和攪拌器的可分離燒瓶中放入289.6份離子交換水和10.3份通過稀釋制備例13中制備的環氧樹脂組合物而制備的樹脂稀釋溶液,直到環氧樹脂組合物的固體物質含量達到36.1%。在氮氣氣氛中,在攪拌下將該混合物的溫度升高到70℃。用5分鐘向其中滴加由20.0份離子交換水、0.5份VA-061(偶氮引發劑,和光純藥社出品)和0.3份90%的醋酸水溶液組成的水溶液。用75分鐘由滴液漏斗恒定地向該混合物中滴加預制乳狀液,該預制乳狀液的制備方式是,在130份離子交換水中溶解20.5份與上述樹脂稀釋溶液相同的樹脂稀釋溶液而得到乳化劑溶液,向該乳化劑溶液中加入由80份苯乙烯和20份二乙烯苯組成的單體混合物,用混合器乳化所得的混合物。完成滴加后,在該溫度下靜置該乳化混合物60分鐘然后冷卻。加入離子交換水后,得到非揮發物含量為20%的交聯樹脂顆粒6的分散液。所得的交聯樹脂顆粒6的分散液的pH值為4.8,體積平均粒徑為100nm。
制備例22
陽離子電泳涂料的制備除用制備例21中所得的交聯樹脂顆粒6的分散液代替制備例7中所得的交聯樹脂顆粒1的分散液,并且制備與制備例15中的固體物質含量相同的涂料外,遵循與制備例15相同的程序得到陽離子電泳涂料。
制備例23交聯樹脂顆粒7的制備向裝有滴液漏斗、溫度計、氮氣進氣管、回流冷卻管和攪拌器的可分離燒瓶中放入289.0份離子交換水和10.0份AQUARON HS-10(α-磺基-ω-[2-(1-丙烯基)-4-壬基-苯氧基]聚氧乙烯)(n=10)的銨鹽,Daiichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.出品),在氮氣氣氛中,在攪拌下將該混合物的溫度升高到80℃。除該混合物外,按照以下方法制備預制乳狀液在134.5份離子交換水中溶解5.0份AQUARON HS-10形成乳化劑溶液,向該乳化劑溶液中加入由13份苯乙烯、42份甲基丙烯酸甲酯和45份乙二醇二甲基丙烯酸酯組成的單體混合物溶液,并且用混合器乳化所得的混合物。從兩個獨立的滴液漏斗同時向上述的混合物中滴加由此制備的預制乳狀液和引發劑溶液,該引發劑溶液通過在36.7份離子交換水中溶解0.5份過硫酸銨而形成。用60分鐘恒定地加入預制乳狀液,并且用75分鐘恒定地加入引發劑溶液。完成滴加后,在該溫度下靜置所得的混合物60分鐘然后冷卻。加入離子交換水后,得到非揮發物含量為15%的交聯樹脂顆粒7的分散液。所得的交聯樹脂顆粒7的分散液的pH值為7.3,體積平均粒徑為80nm。
制備例24陽離子電泳涂料的制備除用制備例23中所得的交聯樹脂顆粒7的分散液代替制備例7中所得的交聯樹脂顆粒1的分散液,并且制備與制備例15中的固體物質含量相同的涂料外,遵循與制備例15相同的程序得到陽離子電泳涂料。
實施例1至6通過分別使用制備例15~19和22中得到的陽離子電泳涂料,分別使銅方形導線(橫截面是方形,尺寸為0.3mm×0.3mm,曲率為10%)經過下述的預處理裝置、電沉積裝置、清洗裝置和加熱裝置的處理,在該方形導線的表面上形成絕緣膜。
(1)在45℃的預處理溫度下用SURF POWER(日本油漆株式會社出品)對該電線進行60秒脫脂處理。
(2)噴水清洗經脫脂處理的電線30秒。
將用水清洗后的導線浸入作為電涂浴液保存在電涂浴中的制備例15~19和22中所得的陽離子電泳涂料中,在浴溫為30℃下,施加100V的電壓5秒(該導線為陰極,其反電極為陽極)進行陽離子電沉積。在此,在每一實施例中,使用具有如圖3所示形狀的電涂浴,其條件為,方形導線的移動速率為15米/分鐘,(從方形導線與陽離子電泳涂料接觸的觸液部位至電極的最短距離)/(在電涂浴中從觸液部位至離液部位的方形導線總移動距離)的比率為3/4。
在陽離子電泳涂料中浸泡后,用噴射水將所得的每一導線清洗30秒,以去除附著在導線上的陽離子電泳涂料。
在190℃的熱空氣干燥爐中將清洗后的每一導線加熱25分鐘,以形成絕緣膜并得到絕緣導線。
比較例1除用制備例14中得到的陽離子電泳涂料代替制備例15中所得的陽離子電泳涂料外,遵循與實施例1相同的程序得到方形導線的絕緣導線。
比較例2除用制備例20中得到的陽離子電泳涂料代替制備例15中所得的陽離子電泳涂料外,遵循與實施例1相同的程序得到方形導線的絕緣導線。
實施例7除用制備例24中得到的陽離子電泳涂料代替制備例15中所得的陽離子電泳涂料外,遵循與實施例1相同的程序得到絕緣導線。
實施例8除用制備例15中所得的陽離子電泳涂料并且使用如圖4所示的電涂浴外,遵循與實施例1相同的程序得到絕緣導線。
實施例9除用制備例15中所得的陽離子電泳涂料并且在移動速率為30米/分鐘、最短距離/移動距離的比率為3/4的條件下使用如圖3所示的電涂浴外,遵循與實施例1相同的程序得到絕緣導線。
比較例3除用制備例15中所得的陽離子電泳涂料并且設置方形導線的移動速率為100米/分鐘外,遵循與實施例1相同的程序得到絕緣導線。
比較例4除用制備例15中所得的陽離子電泳涂料并且在(從方形導線與陽離子電泳涂料接觸的觸液部位至電極的最短距離)/(在電涂浴中從觸液部位至離液部位的方形導線總移動距離)的比率為1/1.5的條件下進行涂布工藝外,遵循與實施例1相同的程序得到絕緣導線。
參考例1
除用直徑為0.4mm的橫截面為圓形的圓形導線代替方形導線外,遵循與實施例1相同的程序得到圓形導線的絕緣導線。
根據JIS C 3003的金屬箔方法,使用耐壓絕緣測試儀(8525型,Tsuruga Electric Co.出品)評估實施例1至9和比較例1至4中所得方形導線的絕緣導線的介電擊穿電壓。結果如表1所示。
而且,手工在直徑100mm的卷線筒上纏繞分別由實施例1和參考例1所得的絕緣導線1000次,由此制備線圈,并且測得的線圈電阻分別為11Ω和16Ω。
表1
如表1所示,每一實施例所得的方形導線的絕緣導線都具有高于比較例所得的方形導線的絕緣導線的介電擊穿電壓。而且,由本發明的方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線比由圓形導線得到的卷繞導線的電阻小。
制備例25絕緣涂料的制備向NEOHEAT AI(聚酰胺-酰亞胺樹脂涂料,Totoku Toryo Co.,Ltd.出品,涂料組合物中樹脂固體物質為40重量%)中加入制備例7中得到的交聯樹脂顆粒1的二甲苯分散液,使該分散液占涂料組合物中樹脂固體物質的量為20重量%,用混合器攪拌該混合物1小時。此后,向該混合物加入二甲苯,使得固體物質的濃度為15重量%,以得到絕緣涂料。
制備例26至29絕緣涂料的制備除分別用制備例8至11中得到的交聯樹脂顆粒2至5的二甲苯分散液代替制備例7中得到的交聯樹脂顆粒1的二甲苯分散液外,遵循與制備例25相同的程序得到各絕緣涂料。
制備例30絕緣涂料的制備除用制備例12中得到的未交聯樹脂顆粒的二甲苯分散液代替制備例7中得到的交聯樹脂顆粒1的二甲苯分散液外,遵循與制備例25相同的程序得到涂料組合物。
實施例10至25除用表2中所示的每一陽離子電泳涂料外,遵循與實施例1相同的程序在方形導線的表面形成第一絕緣膜。
將形成了第一絕緣膜的所得電線用表2所示的絕緣涂料浸涂,然后在190℃下加熱8分鐘。將絕緣涂料的涂布和加熱固化的循環重復3次,形成第二絕緣膜,以得到方形導線的絕緣導線。
比較例5除用制備例14中得到的陽離子電泳涂料代替制備例15中得到的陽離子電泳涂料,并且用NEOHEAT AI代替制備例25中得到的絕緣涂料外,遵循與實施例10相同的程序得到方形導線的絕緣導線。
比較例6除用制備例14中得到的陽離子電泳涂料代替制備例15中得到的陽離子電泳涂料,并且用制備例30中得到的絕緣涂料代替制備例25中得到的絕緣涂料外,遵循與實施例10相同的程序得到方形導線的絕緣導線。
參考例2除用直徑為0.4mm的橫截面為圓形的圓形導線代替方形導線外,遵循與實施例10相同的程序得到圓形導線的絕緣導線。
根據JIS C 3003的金屬箔方法,使用耐壓絕緣測試儀(8525型,Tsuruga Electric Co.出品)評估實施例10至25和比較例5和6中所得方形導線的絕緣導線的介電擊穿電壓。結果如表2所示。
而且,手工在直徑為100mm的卷線筒上纏繞實施例10和參考例2所得的每一絕緣導線1000次,制備線圈,并且測得的線圈電阻分別為11Ω和16Ω。
表2
1)NEO指NEOHEAT AI(聚酰胺-酰亞胺樹脂涂料,Totoku Toryo Co.,Ltd.出品)2)在制備例12中,使用未交聯樹脂顆粒從表2可明顯看出,每一實施例所得的方形導線的絕緣導線都具有高于比較例所得的方形導線的絕緣導線的介電擊穿電壓。特別地,當使用含銨基或锍基的樹脂作為乳化劑,通過乳液聚合得到含交聯樹脂顆粒的陽離子電泳涂料和絕緣涂料時(實施例10~13和25),其介電擊穿電壓變得更高。而且,本發明的方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線比圓形導線得到的卷繞導線的電阻小。
工業實用性由具有上述構成要素的本發明的方形導線涂布方法可以得到具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。而且,由于使方形導線的絕緣導線具有更高的容積率,所以與使用具有相同體積的圓形導線相比,它具有更高的性能。因此,由本發明的方形導線涂布方法得到的方形導線的絕緣導線可以理想地作為具有高介電擊穿電壓的絕緣導線而用于各種用途。此外,由本發明的方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線具有較小的電阻,它可以用于各種線圈。
權利要求
1.方形導線涂布方法,該方法包括以下步驟通過使用存儲在電涂浴中的陽離子電泳涂料,在方形導線上進行陽離子電沉積,以在其上形成絕緣膜,其中,將所述的方形導線在電泳浴中的移動速率設置在1至80米/分鐘的范圍內;設置從所述方形導線上與陽離子電泳涂料接觸的觸液部位至電極的最短距離使其大于在電涂浴中所述方形導線從觸液部位至離液部位的總移動距離的1/2,所述的陽離子電泳涂料含有樹脂組合物,該樹脂組合物的水合性官能團被電子直接還原并鈍化,從而導致沉積成膜,以及所述的陽離子電泳涂料含有交聯的樹脂顆粒。
2.如權利要求1所述的方形導線涂布方法,其中所述交聯樹脂顆粒是其水合性官能團被電子直接還原和鈍化的交聯樹脂顆粒。
3.如權利要求1或2所述的方形導線涂布方法,其中所述的交聯樹脂顆粒的含量為0.5至4.0重量%。
4.如權利要求1至3任一項所述的方形導線涂布方法,其中通過使用具有鎓基的樹脂作乳化劑,使α,β-烯鍵不飽和單體混合物乳液聚合而得到所述的交聯樹脂顆粒。
5.如權利要求4所述的方形導線涂布方法,其中所述具有鎓基的樹脂的每一分子含有2至15個鎓基。
6.如權利要求4或5所述的方形導線涂布方法,其中所述的具有鎓基的樹脂為丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
7.如權利要求4至6任一項所述的方形導線涂布方法,其中所述的鎓基為銨基或锍基。
8.如權利要求7所述的方形導線涂布方法,其中通過在具有環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂上加成叔胺化合物或硫化物和有機酸,以將丙烯酸樹脂或環氧樹脂轉化為季胺化合物或叔锍化合物,從而得到具有銨基或锍基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
9.如權利要求8所述的方形導線涂布方法,其中具有環氧基的所述丙烯酸樹脂或環氧樹脂的數均分子量為2000至20000。
10.如權利要求1至9任一項所述的方形導線涂布方法,其中所述樹脂組合物具有锍基或炔丙基。
11.如權利要求1至10任一項所述的方形導線涂布方法,其中相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物具有含量為5至400毫摩爾的锍基,含量為10至495毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于500毫摩爾。
12.如權利要求1至11任一項所述的方形導線涂布方法,其中所述樹脂組合物包含具有線型甲酚酚醛環氧樹脂或線型酚醛環氧樹脂作為骨架且數均分子量為700至5000的環氧樹脂,以及相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物還具有含量為5至250毫摩爾的锍基,含量為20至395毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于400毫摩爾。
13.通過如權利要求1至12任一項所述的方形導線涂布方法得到的方形導線的絕緣導線。
14.由權利要求13所述的方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線。
15.方形導線涂布方法,該方法包括步驟(I),通過使用陽離子電泳涂料進行陽離子電沉積來形成第一絕緣膜,和步驟(II),使用絕緣涂料在步驟(I)中形成的第一絕緣膜上形成第二絕緣膜,其中,將所述的方形導線在電泳浴中的移動速率設置在1至80米/分鐘的范圍內;設置從所述方形導線上與陽離子電泳涂料接觸的觸液部位至電極的最短距離使其大于在電涂浴中所述方形導線從觸液部位至離液部位的總移動距離的1/2,其中所述的陽離子電泳涂料含有用電子直接還原并鈍化其水合性官能團使得膜沉積的樹脂組合物,以及所述的陽離子電泳涂料和/或絕緣涂層含有交聯的樹脂顆粒。
16.如權利要求15所述的方形導線涂布方法,其中所述的陽離子電泳涂料含有交聯樹脂顆粒。
17.如權利要求15或16所述的方形導線涂布方法,其中所述交聯樹脂顆粒是其水合性官能團被電子直接還原和鈍化的交聯樹脂顆粒。
18.如權利要求15至17任一項所述的方形導線涂布方法,其中所述涂料中交聯樹脂顆粒的含量為0.5至4.0重量%。
19.如權利要求15至18任一項所述的方形導線涂布方法,其中通過使用具有鎓基的樹脂作乳化劑,使α,β-烯鍵不飽和單體混合物乳液聚合而得到所述的交聯樹脂顆粒。
20.如權利要求19所述的方形導線涂布方法,其中所述具有鎓基的樹脂的每一分子含有2至15個鎓基。
21.如權利要求19或20所述的方形導線涂布方法,其中所述乳化劑為丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
22.如權利要求19至21任一項所述的方形導線涂布方法,所述的鎓基為銨基或锍基。
23.如權利要求22所述的方形導線涂布方法,其中通過在具有環氧基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂上加成叔胺化合物或硫化物和有機酸,以將丙烯酸樹脂或環氧樹脂轉化為季胺化合物或叔锍化合物,從而得到具有銨基或锍基的丙烯酸樹脂或環氧樹脂。
24.如權利要求23所述的方形導線涂布方法,其中具有環氧基的所述丙烯酸樹脂或環氧樹脂的數均分子量為2000至20000。
25.如權利要求15至24任一項所述的方形導線涂布方法,其中所述樹脂組合物具有锍基或炔丙基。
26.如權利要求15至25任一項所述的方形導線涂布方法,其中相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物具有含量為5至400毫摩爾的锍基,含量為10至495毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于500毫摩爾。
27.如權利要求15至26任一項所述的方形導線涂布方法,所述樹脂組合物包含具有線型甲酚酚醛環氧樹脂或線型酚醛環氧樹脂作為骨架且數均分子量為700至5000的環氧樹脂,以及相對于所述樹脂組合物中的每100g固體物質,所述樹脂組合物還具有含量為5至250毫摩爾的锍基,含量為20至395毫摩爾的炔丙基,锍基和炔丙基的總含量小于或等于400毫摩爾。
28.通過如權利要求15至27任一項所述的方形導線涂布方法得到的方形導線的絕緣導線。
29.由權利要求28所述的方形導線的絕緣導線得到的卷繞導線。
全文摘要
本發明的目的是提供方形導線涂布方法,該方法能夠提供具有高介電擊穿電壓的方形導線的絕緣導線。所述方形導線涂布方法包括以下步驟通過使用存儲在電涂浴中的陽離子電泳涂料,在方形導線上進行陽離子電沉積,以在其上形成絕緣膜,其中,將所述的方形導線在電泳浴中的移動速率設置在1至80米/分鐘的范圍內;設置從所述方形導線上與陽離子電泳涂料接觸的觸液部位至電極的最短距離使其大于在電涂浴中所述方形導線從觸液部位至離液部位的總移動距離的1/2,所述的陽離子電泳涂料含有樹脂組合物,該樹脂組合物的水合性官能團被電子直接還原并鈍化,從而導致沉積成膜,以及所述的陽離子電泳涂料含有交聯的樹脂顆粒。
文檔編號C09D163/00GK1788324SQ20048001290
公開日2006年6月14日 申請日期2004年5月12日 優先權日2003年5月12日
發明者川浪俊孝, 坂本裕之, 田中秀典, 森近和生, 齊藤孝夫, 后藤芳英, 后藤大樹 申請人:日本油漆株式會社, 后藤電子株式會社