漆包线漆市场和产品资料.doc

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3050s；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 1聚酯漆包线漆的研究进展 11 概述 111 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。1-2 112 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 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。7 113种类 1131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。 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。 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。3-48-9 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 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。911 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 聚酯漆包线漆（详见下文） 1132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。1155（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。 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 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。 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。10-1113-17 12 聚酯漆包线漆及研究进展 121 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。1013-16 表1.参考配方及工艺 原料名称 原料名称 对苯二甲酸二甲酯（DMT） 24.0 环烷酸锌液 0.8 乙二醇 12.0 正钛酸丁酯 0.05 甘油 6.85 合计 100 间对甲酚 36.0 固体含量 30 二甲苯 20.34 粘度（涂4杯s） 80-180 醋酸锌 0.01 合成工艺：18-19 加料升温至155酯化脱甲醇155200酯化保温200235真空缩聚240250解除真空，升温12h，加第一次甲酚（总量的3 7），升温至205215，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 122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。 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、萨马拉电缆厂20 THEIC-聚酯亚胺、THEIC-聚酯酰亚胺无甲酚型、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 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 商标名（漆包线漆） 产品规格 年产量（吨） 贵阳电线厂 聚酯 QZ-1.2 1000 广州绝缘材料厂 聚酯 1730 1000 湘潭市五一电线厂 聚酯 QZ-2/155 1000 常州海华化工有限公司 高速改性聚酯 QA 2000 哈尔滨市电缆厂 高强度聚酯 QZ/155 5000 天津市绝缘材料厂 高强度聚酯 17301731 1150 天津市东丽区国营光华电材厂 高强度聚酯 QZ 1000 辽阳市电线厂 高强度聚酯 QZ-1QZ-2 1600 广州绝缘材料厂 高强度聚酯 1730 1000 沈阳黄金绝缘材料厂 高强度聚酯、改性聚酯、聚酯亚胺 173017401750 200015001000 大连第二有机化工厂 高强度聚酯 QZ 3000 上海晟然绝缘材料有限公司 高强度聚酯、高速高品质聚酯亚胺 1730QY 2500 123 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 1231 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 美国首先在聚酯漆的基础上引入了三（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。1821 后来，在聚酯漆的基础上同时引入THEIC和酰亚胺基团，在170250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。 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。 1232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 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 1233有利于环境的聚酯漆的研制 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 1234聚酯漆的功能化改性 随着电机、电器等向小型化和轻量化发展，美国，日本，德国逐步开发研制了可悍性聚酯亚胺漆包线漆(耐热等级F至H级)。它是由多元羧酸或其衍生物和二元胺及其衍生物及多元醇在有机溶剂中在催化剂参与下进行酯化，亚胺化及聚合反应而得到。26 耐水性改性。因聚酯，聚酯亚胺易被水解，耐水性差，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。 自粘性改性，即提高粘合强度，这一指标反映线圈粘合后所能承受的最大负荷。如哈尔滨绝缘材料厂已研制出以脂肪族聚酰胺为自粘层的改性聚酯亚胺漆包线漆。36 27 随着电工业和电子业的发展，复合涂层漆包线近年来发展迅速，在美国高温线全部采用复合涂层线，在西欧和日本有1/3是复合涂层线，全世界复合涂层线为聚酯漆包线总量的50%，并继续发展。复合涂层工艺，首先是由美国研制，即漆包线里层漆以THEIC改性聚酯，外层涂以聚酰胺，靠外层聚酰胺的耐热性来保护里层的聚酯，提高漆包线的耐热性。此外，耐热性复合线底漆为改性聚酯，聚酯亚胺，外层涂以聚酰胺酰亚胺和聚胺酯。828 耐冷冻剂复合涂层线，国外一般推荐聚酯亚胺/聚酰胺酰亚胺复合线（QZY/QXY）作为H级使用。它代替了单一聚酰胺亚胺漆包线，可较大的降低成本，聚酯（改性聚酯）/聚酰胺复合线，也有较好的耐冷冻性能。36 聚酯/尼龙复合涂层漆提高了热冲击和卷绕性能，改性尼龙/聚酯复合线（EB级）提高了对耐冷媒体性及耐氟里昂性能。28 若只有单一颜色的漆包线，在焊接是会出现许多麻烦。哪根线对应哪个焊点，不仅要一一测试配对，浪费人力和时间，而且万一出错，会造成事故和损失。所以，为了焊接方便，采用彩色聚酯漆包线漆。通过选择染料，配制色浆，配制色漆三步，即能得到各种颜色的聚酯漆包线漆。29 124国内聚酯漆包线（漆）存在问题及今后发展方向 我国漆包线状况是“产量高，品位低，设备落后”在此状况下，高质量家电用高品位漆包线仍需进口，为此，漆包线的产品结构调整不可避免,与之配合的原材料（铜、漆）漆包工艺，工艺装备和检测手段等也急待改进。28 从8090年代先进工业国家，F、H级以上耐热漆包线的比例快速上升，而我国虽曾增长趋势，但到目前为止，B级聚酯漆包线为主的局面尚未根本改变。这主要在于技术和经济两方面。在技术上，多年来我国F级改性聚酯漆包线尚存在性能不稳定的情况，不同批次的产品质量均一性、稳定性较差，特别表现在贮存后，漆包线击穿电压性下降，不能满足使用要求，外观质量也有问题。在经济上，F级改性聚酯漆包线的价格偏高，不能为广大漆包线厂所接受。18-9112130 着于低价格，高性能，我国应大力发展自粘性漆，高耐热性漆，耐水性漆，耐冷媒性漆，水溶性漆等。7电机，电器等向小型化和轻量化发展，急需可悍性聚酯亚胺，改性聚酯亚胺漆包线漆。在国际复合涂层漆包线风起云涌的时代，我国的耐热性复合涂层线仅停留在聚酯亚胺 /聚酰胺酰亚胺复合线，改性聚酯（聚酯亚胺）/聚酰胺复合线尚未形成生产力，其它各种性能的复合线也微乎其微。加大力度发展复合线，已是迫在眉睫的任务。1930 为了适应环境保护要求，预计在未来的510年内，下列品种可能部分推向市场。不含甲酚的聚酯漆包线漆，高固体含量的聚酯漆包线漆，水性聚酯漆包线漆，固份的聚酯漆包线漆。35 在发展漆包圆铜线的同时，也要注意开发扁铜线，其它金属丝线等特种漆包线，并使之在最短的时间内投入市场，增强漆包线（漆）在国际市场上的竞争力。31 125本文的研究思路 第一步，由偏苯三酸酐（TMA），一乙醇胺（EA），在N，N-二甲基甲酰胺（DMF）介质中反应制取一种含酰亚胺结构的羟基酸缩聚单体。 第二步，采用第一步制得的酰亚胺改性单体、柠檬酸（NMS）、己二酸（AA）、赛克（THCIC）、新戊二醇（NPG）、苯酐（PA），组成多元共缩聚反应体系，通过反应制得合乎要求的聚酯亚胺多元醇，然后配以一定比例的溶剂、催干剂等，初步制备出聚酯亚胺漆包线漆。 2实验部分 2 1原材料 仪器和药品 电热套PT-500（巩义市站街光亚仪器厂） 电动搅拌器JJ-1（金坛市江南仪器厂） 电机（100W） 全塑不锈钢循环水多用真空泵（巩义市杜甫仪器厂） 分析天平（LA204） 四颈烧瓶（100，250） 分水器 回流冷凝管 直型冷凝管 搅拌棒 柠檬酸：NMS（带一个结晶水），白色晶体状（分析纯） 偏苯三甲酸酐：TMA，白色瓷片状颗粒，有刺激性气味（工业纯） 一乙醇胺（Ethanolamine）:EA，无色粘稠状液体。（分析纯） N，N-二甲基甲酰胺：DMF,无色油状（分析纯） 己二酸：AA，白色粉末状（工业纯） 三（-羟乙基）异氰脲酸酯：THEIC，俗名赛克,白色粉末（工业纯） 新戊二醇：NPG，白色瓷片状（工业纯） 苯酐： PAD，白色瓷片状（工业纯） PE-Cat催化剂，淡黄色油状液体 钛酸四丁酯，淡黄色油状液体（分析纯） 环烷酸锌，黄色油状液体（工业纯） 二甲苯：XY，无色透明液体，有刺激性气味（工业纯） 甲酚：CRE，无色透明液体，有刺激性气味（工业纯） 2 2合成工艺 第一步，在四颈烧瓶中加入偏苯三甲酸酐（TMA）、一乙醇胺（EA）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF），打开电力搅拌器，先不加热，然后根据体系反应热效应情况，用电热套加热四颈烧瓶。缓慢升温至80左右，反应1-2小时。然后，升温至120 反应2-3小时，装瓶。（反应见式1） 第二步，把第一步产物、柠檬酸（NMS）、己二酸(AA)、赛克(THEIC)、新戊二醇(NPG)、苯酐(PA)按一定比例装入四颈烧瓶中，再加入催化剂（PE-CAt）为瓶中总质量的5%，打开电力搅拌器，升温至130，再用1-2 h缓慢升温至200，开始往分水器中加二甲苯，温度控制在2005范围内。若温度高于205，继续往分水器中加二甲苯，若低于195，把分水器中的水放出。如此反应8-10h，至分水器中没水出现为止。用真空泵抽真空后，取样（大约10克），（结构式见式2），用作分析、表征，再加入瓶内产物总质量的1/5的甲酚（CRE），在200反应2h，关热源。最后，再加入产物总质量1.5/5的CRE，1.25/5的DMF及1.25/5的二甲苯（XY），搅拌均匀，装瓶，即制得了聚酯亚胺漆包线漆。 图2 聚酯亚胺多元醇的红外光谱 图2为酰亚胺改性单体含量不同所合成的聚酯亚胺多元醇， 聚酯亚胺多元醇特征峰解析： 2900 cm-1 亚胺基特征吸收峰 1780 cm-1 酰亚胺羰基峰 1718 cm-1 与苯环相连的羰基吸收峰 1700 cm-1 酯羰基吸收峰 1614、1500 cm-1 苯环特征吸收峰 1458 cm-1 甲基特征吸收峰 1396 cm-1 C-N 酰亚胺伸缩振动吸收峰 719 cm-1 酰亚胺环振动峰 在三条红外曲线上都能清楚地看到酰亚胺特征吸收峰。 312 反应过程中体系外观的变化 表4 反应过程中体系随时间的颜色变化 样品 时间（小时） 0-1 1-1.5 1.5-2 2-2.5 2.5-3 3-4 4-end A-1 淡黄液 明黄 深黄 棕黄 A-2 淡黄液 明黄 橙 橙红 深橘红酒红 深酒红 棕黑 A-3 淡黄液 明黄 橙黄橘红 酒红 棕黑 A-4 淡黄液 淡黄液 橙黄棕黄 棕黄 棕黑 B-1 淡黄液 明黄 橘黄 酒红 棕 棕 棕 B-2 淡黄液 明黄 橘黄 酒红 酒红 棕 B-3 淡黄液 明黄 橙 橙红 深橘红酒红 深酒红 棕黑 B-4 淡黄液 明黄 棕黄 深棕黄橘红 深橘红 酒红 棕黑 C-1 淡黄液 鹅黄 黄 淡橙黄 橙黄 深橘黄 咖啡黄 青褐 C-2 淡黄液 明黄 橘黄 酒红 酒红 棕 C-3 淡黄液 明黄 橘红 棕红 黑红 棕黑 深棕黑 系列A 聚酯亚胺多元醇羟羧比（OH/COOH）不同，依次为，A-1：1.35/1 A-2 :1.5/1 A-3 :1.65/1 A-4:1.8/1 系列B 聚酯亚胺多元醇三元醇与二元醇（THEIC/NPG）的比值不同，依次为， B-1:0.1/1 B-2:0.3/1 B-3 :0.5/1 B-4:1/1 系列C 聚酯亚胺多元醇引入的酰亚胺羟基酸单体的摩尔百分数不同，依次为，C-1:13.48% C-2 :23.71% C-3:35.18% 表4中详细列举出了三种不同系列的聚酯亚胺多元醇合成过程中体系外观的变化，由表可知： 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变OH/COOH比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（A）。 随羟羧比增大，到达终点颜色所用时间先变长再变短。羟羧比介于中间的最终由酒红色过渡到棕黑色，位于两头的由黄色漫漫变深至棕黑。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变三元醇与二元醇（THEIC/NPG）比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（B）。 随比值的增大，到达棕色所用的时间变长。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变酰亚胺羟基酸单体的摩尔百分数不同合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（C）。随着酰亚胺羟基酸单体的摩尔百分数 的增大，每个时间段的产物颜色变浅。 313产物外观 表5 产物外观 样品 产物外观 A-1 棕色快状，不易敲碎，硬，透明性不好，浑。 A-2 棕色快状，敲打成块状，透明性中。 A-3 棕色，粘性中等，较软，透明性极好。 A-4 棕色，粘性中强，更软，透明性好。 B-1 棕，很软，粘手，取样带丝，透明性极好。 B-2 棕，软，透明性好。 B-3 棕色快状，敲打成块状，透明性中。 B-4 棕色，不易敲碎，硬，透明性差，浑浊。 C-1 青棕色，很软，取样带丝，透明性好。 C-2 棕，软，透明性好。 C-3 棕色，固结成软快，透明性好。 表5中分别列出了三种不同系列的产物的外观，由表可见： 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变OH/COOH比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（A）。 随羟羧比增大，产物的机械强度减小，透明性变好。可能是因为羟基过量越多，产物的分子量减小，力学强度减小。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变三元醇与二元醇（THEIC/NPG）比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（B）。随比值的增大，机械强度增大，透明性变差。这是由于引入THEIC形成六元刚性杂环的缘故。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变酰亚胺羟基酸单体的摩尔百分数不同合一系列聚酯亚胺漆包线漆（C）。随着酰亚胺羟基酸单体用量的增大，产物由软变硬，这是因为引入可刚性酰亚胺的结果。 22产物的性质 表6 产物的各种性质 样品 熔点 (m.p)/ 酸值 mmol/g 反应程度 理论羟值mmol/g 实际羟值mmol/g 特性粘数 A-1 66-75 0.537 0.916 2.198 2.735 8.055 A-2 63-70 0.422 0.930 2.975 3.397 6.061 A-3 58-64 0.353 0.937 3.635 3.988 4.054 A-4 53-59 0.238 0.954 4.139 4.377 2.034 B-1 49-55 0.408 0.935 3.121 3.529 6.061 B-2 54-61 0.416 0.931 3.009 3.425 5.059 B-3 58-63 0.422 0.930 2.975 3.397 4.054 B-4 67-72 0.432 0.918 2.638 3.073 4.054 C-1 46-52 0.395 0.958 30583 3.978 4.054 C-2 54-61 0.416 0.931 3.009 3.425 5.059 C-3 63-68 0.432 0.933 2.561 2.993 6.061 表6列出了产物的各种性质，由表可知： 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变OH/COOH比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（A）。 随羟羧比增大,熔点减小，酸值减小，特性粘数减小。这是因为随着羟基过量得越多，产物交联度减小，分子量减小，粘度减小。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变三元醇与二元醇（THEIC/NPG）比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（B）。随THEIC用量的增加，熔点升高，酸值增大。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变酰亚胺羟基酸单体的摩尔百分数不同合一系列聚酯亚胺漆包线漆（C）。随着酰亚胺羟基酸单体用量的增大，熔点升高，酸值增大特性粘数增大。 表7 溶解过程中形成的溶液外观 外观 样品 N,N-二甲基甲酰胺 甲酚 二甲苯 四氢呋喃 A-1 有小颗粒 无色液，有沉淀 无色液，有沉淀 黄色液少许沉淀 A-2 有少许粉末状 无色液，有沉淀 无色液，有沉淀 淡黄透明溶液 A-3 黄色透明溶液 淡黄液，有沉淀 无色液，有沉淀 黄色透明溶液 A-4 黄色透明溶液 黄液，有沉淀 无色液，有沉淀 黄色透明溶液 B-1 淡黄色透明溶液 无色液，有沉淀 无色液，有沉淀 黄色液稍有浑浊 B-2 溶液中有粉末状颗粒 淡黄液，有沉淀 无色液，有沉淀 淡黄透明溶液 B-3 有少许粉末状 无色液，有沉淀 无色液，有沉淀 淡黄透明溶液 B-4 略有不溶小颗粒 无色液，有沉淀 无色液，有沉淀 黄色液少许沉淀 C-1 微黄色溶液 深黄液，有沉淀 无色液，有沉淀 棕色透明溶液 C-2 溶液中有粉末状颗粒 淡黄液，有沉淀 无色液，有沉淀 淡黄透明溶液 C-3 棕色液，有沉淀 淡黄溶液 无色液，有沉淀 青黄透明溶液 表8 不同产品的溶解性 溶解度 样品 N,N-二甲基甲酰胺 甲酚 二甲苯 四氢呋喃 A-1 + + + + A-2 + + + + A-3 + + + + A-4 + + + + B-1 + + + + B-2 + + + + B-3 + + + + B-4 + + + + C-1 + + + + C-2 + + + + C-3 + + + + 注：溶解度 +：很好 +：中 +：不好 表7、表8列出了三种系列的产品溶于不同溶剂中所形成的溶液外观及溶解性情况，由表可知： 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变OH/COOH比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（A）。 随羟羧比增大，溶解度增大。这是由于羟基过量，使产物分子量减小。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变三元醇与二元醇（THEIC/NPG）比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（B）。三元醇与二元醇的比值变化对溶解度影响不大。 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变酰亚胺羟基酸单体的摩尔百分数不同合一系列聚酯亚胺漆包线漆（C）。随着酰亚胺羟基酸单体用量的增大，溶解性变差。 产品在四氢呋喃中的溶解性最好，N,N-二甲基甲酰胺中次之，甲酚和二甲苯中较差些。 33 成膜工艺及性能 表9 聚酯亚胺漆包线漆的镀铜片工艺探讨 温度、时间 镀铜平均效果 浸泡在溶剂（CRE/DMF=1/1） 一星期后 200 20s 镀不上，拿出后漆从铜片上流走 200 30s 几乎不能镀上，取出用手拍一下，部分粘在手上 漆膜脱落 200 40s 只能勉强镀上 漆膜部分脱落 300 20s 几乎不能镀上，漆还在铜片上流动 300 30s 能镀上大半 漆膜部分脱落 300 40s 明亮，效果较好，表面干净，但稍粘 漆膜不脱落 400 20s 镀得不牢，粘手 漆膜不脱落 400 30s 不粘手，镀得较好 漆膜不脱落 400 40s 表面光亮，视觉效果最好 漆膜不脱落 400 50s 铜片稍带棕色，有焦的迹象 漆膜不脱落 500 20s 视觉效果很好，镀膜漂亮 漆膜不脱落 500 30s 烧焦，棕红色 漆膜不脱落 表9列出了酯亚胺漆包线漆在不同温度、时间下的镀铜效果及浸泡在溶剂中的情况，试验结果表明：200 20s，漆从铜片上流走；200 30s和40s，只能勉强镀上；300 20s，漆还在铜片上流动；300 30s，能镀上大半；300 40s，镀铜效果较好，但表面稍粘；400 20s，只能镀上部分；400 30s和40s，镀铜效果很好；400 50s，有焦的迹象；500 20s，镀膜漂亮；500 30s，烧焦。从300 40s往后，漆膜都不脱落。 由此，得出最佳镀铜条件：温度（T）400 时间（t）3050s 表10 系列A在400 40s的镀铜情况 样品 镀铜效果 浸泡在溶剂（CRE/DMF=1/1） 一星期后 A-1 流平性差，表面有大量气泡 漆膜不脱落 A-2 流平性较好，表面稍有气泡，漆膜光亮 漆膜不脱落 A-3 流平性好，表面几乎没有气泡 漆膜不脱落 A-4 漆膜光亮，铜片表面光洁 漆膜不脱落 表10列出了系列A在400 40s的镀铜情况，由表可见 ： 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变OH/COOH比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（A）。 随羟羧比增大，镀铜效果越来越好。 表11 系列B 在400 40s的镀铜情况 样品 镀铜效果 浸泡在溶剂（CRE/DMF=1/1） 一星期后 B-1 流平性欠缺，表面有小坑挖，漆膜附着力适中 漆膜不脱落 B-2 流平性好，光洁度好，漆膜附着力强 漆膜不脱落 B-3 流平性欠佳，表面有小坑挖，漆膜附着力强 漆膜不脱落 B-4 流平性差，表面高低不平，漆膜附着力强，但较脆 漆膜不脱落 表11列出了系列B 在400 40s的镀铜情况，由表可见： 体系各组分比例不变的条件下，只改变三元醇与二元醇（THEIC/NPG）比合成一系列聚酯亚胺漆包线漆（B）。随着三元醇与二元醇比值的增大，漆膜附着力越来越好，流平性先变好，THEIC/NPG超过0.3/1流平性逐渐下降。 表12 系列C在400 40s的镀铜情况 样品 镀铜效果 浸泡在溶剂（CRE/DMF=1/1） 一星期后 C-1 漆膜细致光滑 漆膜不脱落 C-2 漆膜细致光滑 漆膜不脱落 C-3 漆膜细致光滑，但较脆 漆膜不脱落 表12列出了系列C在400 40s的镀铜情况，由表可见： 在保持体系各组分比例不变的条件下，只改变酰亚胺羟基酸单体的摩尔百分数不同合一系列聚酯亚胺漆包线漆（C）。酰亚胺羟基酸单体加入量的改变对漆膜的外观影响不大，但酰亚胺羟基酸单体加入过多，会使漆膜变脆。 34固化工艺探讨 表13 钛酸四丁酯用量的改变对镀铜效果的影响 钛酸四丁酯 镀铜效果 浸泡在溶剂（CRE/DMF=1/1） 一星期后 40%=2.214 表面气泡很多 漆膜不脱落 30%=1.661g 流平性欠佳，出现小气泡 漆膜不脱落 20%=1.107g 漆膜光亮，表面平整，成膜性好 漆膜不脱落 10%=0.554g 表面平整，但光亮度欠佳，膜附着力不够 漆膜不脱落 0%=0g 表面平整,光亮度不够，所成的膜太脆 漆膜不脱落 表13列出了在其他条件不变的情况下，改变钛酸四丁酯的用量对镀铜效果的影响，由表可见： 钛酸四丁酯加入量为样品（不含溶剂）的20%效果最佳；大于20%出现小气泡，超出越多气泡越多；小于20%效果也还可以，光亮度不如20%。 成膜性（用小刀刮），不加钛酸四丁酯，太脆；加得越多，成膜性越好。20%的加入量成膜性已很好，往上相差不大。 所以钛酸四丁酯最佳用量为纯产品的20%。（加入适量钛酸四丁酯能使漆膜表面光滑，增加漆膜柔韧性，提高机械强度和耐溶剂等性能。） 表14 环烷酸锌用量的改变对镀铜效果的影响 环烷酸锌 镀铜效果 浸泡在溶剂（CRE/DMF=1/1） 一星期后 5%=o.277g 漆膜流平性差，附着力极好 漆膜不脱落 4%=0.221g 漆膜流平性差，附着力很好好 漆膜不脱落 3%=0.166g 漆膜流平性欠佳，附着力好 漆膜不脱落 2%=0.111g 表面平整，成膜效果好，漆膜附着力好 漆膜不脱落 1%=0.055g 表面平整，但光洁度欠佳，漆膜附着力欠佳 漆膜不脱落 表14列出了在其他条件不变的情况下，改变环烷酸锌的用量对镀铜效果的影响，由表可见： 环烷酸锌加入量为样品（不含溶剂）的2%效果最佳，1%的次之，但大于2%流平性越来越差。 膜附着力，1%的成膜不错，附着力还可以；2%刮出的膜好看，；大于2%附着力太强，刮出的膜很小，越往上越难刮。 所以环烷酸锌最佳用量为纯产品的2%。（使用适量环烷酸锌，能改善涂漆工艺性能。） 35结论 本文采用偏苯三酸酐与一乙醇胺在特定的反应条件下成功地合成了一种含有酰亚胺结构的羟基酸单体。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，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和催干剂，制备出一系列聚酯亚胺漆包线漆实验级产品。同时对不同阶段的产物进行了红外光谱的表征、熔点、酸值、羟值及特性粘数的测定，并考察了各阶段产物在不同溶剂中的溶解性能，最后对聚酯亚胺漆包线漆的成膜固化工艺条件（时间、温度及固化剂）进行了初步探索，筛选出适宜配方的聚酯亚胺漆包线漆。研究结果表明：聚酯亚胺漆包线漆最佳配方： 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）400；时间（t）3050s；固化剂最佳含量： 钛酸四丁酯20%；环烷酸锌2%。 参考文献： 1 A.H.Bonnett.Available Insulation Systerms for PWM Inverter fed Motors.IEE Application MagazineJ.1998,(4):15-25 2 WeijunYin.Failure Mechanism of winding lasulations in Inverter fed Motors.IEEE Electrical Insulation MagazineJ.1997,(11):18-23 3 常州绝缘材料总厂 .漆包线漆市场动态和发展趋势 .电缆电线 J. 1992，15（4）：7-12 4 王寿庚 .新区利用外资面临的新形势 .专家联通C .2002，3（45）：2 5 黄