本发明涉及绝缘涂料领域，尤指一种由聚酰亚胺化合物所形成的绝缘涂料及利用该绝缘涂料所制得的漆包线。
背景技术：
面对地球环境暖化、空气污染日益严重的问题，人们对于环境保护的意识逐渐被提倡与重视，因此电子机械产品的节能与高效能需求成为重要的节能技术开发的其中一要点课题，其中又以节能马达的变频运转方式设计被视为重要的技术突破关键，包括混合动力汽车诸如：油电车或是各种工业设备的马达以逆变器驱动马达运作的技术发展。
但现有技术利用逆变器驱动马达运作会伴随着高电压峰值的突波产生，当突波电压超过马达线圈所使用的漆包线的部份放电起始电压(partialdischargeinceptionvoltage，pdiv)时，马达线圈的漆包线会因为其介电系数过高而导致漆包线在低突波电压下即会在彼此之间产生部分放电，进而侵蚀漆包线表层的绝缘皮膜，而造成贯穿性的短路，使得马达系统受损。
现有技术为了让用于高电压驱动的旋转电机或变压器内的漆包线能够承受部分放电的侵蚀，除了利用增加漆包线表层的绝缘皮膜的厚度以阻挡部分放电的侵蚀之外，也有相关业者选择将陶瓷粉体材料加入漆包线的绝缘皮膜之中，以加强该绝缘皮膜的结构性强度，由此延长漆包线表层的绝缘皮膜的寿命，避免绝缘皮膜快速破损而造成马达系统受损。
然而，漆包线的绝缘皮膜的厚度增加，其旋转电机或变压器的整体体积势必同时变大，如此则无法实现马达微型化的目的。此外，陶瓷粉体的添加会使得漆包线的可挠程度降低，并且使得绝缘皮膜的表面变得粗糙，反而容易使漆包线在绕线过程中受到粗糙的绝缘皮膜的摩擦而损伤，降低产品的良率，造成制程上的困难。
技术实现要素：
有鉴于现有技术所面临的技术缺陷，本发明的目的在于改良漆包线表层的绝缘皮膜的涂料成份，其能在无需增加绝缘皮膜的厚度、无添加陶瓷粉体的情况下，提高漆包线的部份放电的起始电压值，并且当漆包线的部份放电起始电压提升至高于逆变器驱动时所产生的突波电压时，即能够承受较高的突波电压(部份放电起始电压)以防止部份放电现象产生，由此克服现有技术的漆包线产生部分放电而侵蚀漆包线表层的绝缘皮膜所造成的马达系统受损问题，并且不会降低漆包线的可挠程度，也不会使得绝缘皮膜的表面变得粗糙而对漆包线的制程产生负面影响。
为达成前述目的，本发明提供一种低介电的聚酰亚胺绝缘涂料，其由二酸酐与二胺混合反应而成；
该二酸酐具有如下所示的结构：
其中，rx选自由-o-、-co-与-o-ar-r1-ar-o-所构成的群组，ar为芳香烃，r1选自由-c(ch3)2-、-c(ch3)(c2h5)-、-c(c2h5)2-、-c(cf3)2-、-c(cf3)(ch3)-以及-c(cf3)(c2h5)-所构成的群组；
该二胺具有如下所示的结构：
其中，ry选自由-c(cf3)2-、-co-、-so2-、-o-ar-r2-ar-o-与-o-(ar)n-o-所构成的群组，其中n等于1至5，ar为芳香烃，r2选自由-c(ch3)2-、-c(ch3)(c2h5)-、-c(c2h5)2-、-c(cf3)2-、-c(cf3)(ch3)-、-c(cf3)(c2h5)-以及-co-所构成的群组。
依据本创作，由具有特定结构的二酸酐与具有特定结构的二胺混合反应所形成的聚酰亚胺绝缘涂料能特别适用于制作低介电系数的低介电涂层，使该聚酰亚胺绝缘涂料具有低介电系数的特性。
优选的，该二酸酐相对于该二胺的摩尔比大于或等于0.9：1且小于或等于1：1。
优选的，前述低介电的聚酰亚胺绝缘涂料其介电系数小于3。本发明通过降低介电的聚酰亚胺绝缘涂料的介电系数而提升该低介电涂层产生部分放电现象所需要的部份放电起始电压，由此当以本发明的聚酰亚胺绝缘涂料布置于金属导体表面以形成低介电涂层时，该由低介电的聚酰亚胺绝缘涂料形成的低介电涂层可以在逆变器驱动时能够承受较高的突波电压而不会产生部分放电现象，避免部分放电于低突波电压下即被激发而侵蚀该低介电涂层，故本创作能进一步避免贯穿性短路造成马达系统或是电子元件受损的情形。
更优选的，前述该二酸酐的rx为-co-、-o-ar-c(ch3)2-ar-o-的组合。其中该ar为苯环；当rx为-co-时，该二酸酐为4,4'-二苯酮四羧酸二酐(4,4'-carbonyldiphthalicanhydride，btda)；当rx为-o-ar-c(ch3)2-ar-o-时，该二酸酐为4,4'-(4,4'-二苯氧基异丙基)-二苯甲酸酐(4,4'-(4,4'-isopropylidenediphenoxy)bis(phthalicanhydride)，bpada)。于此，所述“二酸酐的rx为-co-及-o-ar-c(ch3)2-ar-o-的组合”指该低介电的聚酰亚胺绝缘涂料由二种二酸酐与二胺混合反应而成，其中一种二酸酐中rx为-co-，另一种二酸酐的rx为-o-ar-c(ch3)2-ar-o-。
又更优选的，前述该二胺的ry为-o-ar-o-、-o-(ar)2-o-、-o-ar-c(ch3)2-ar-o-或-o-ar-c(cf3)2-ar-o-的其中一种。其中该ar为苯环；当ry为-o-ar-o-时，该二胺为1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene，p-bab)；当ry为-o-(ar)2-o-时，该二胺为4,4'-双(4-氨苯氧基)联苯(4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl，bapb)；当ry为-o-ar-c(ch3)2-ar-o-时，该二胺为2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane，bapp)；而当ry为-o-ar-c(cf3)2-ar-o-时，该二胺为2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane，hfbapp)。
优选的，该二酸酐与该二胺的混合反应在常温与氮气下进行。利用在气体反应活性较低的氮气环境中进行化学反应，可以无须担心氮气会参与化学反应而影响产物的结构特性。
本发明另提供一种漆包线，其包括：一导体芯材；以及一第一低介电涂层，其形成于该导体芯材的外围，且该第一低介电涂层由前述低介电的聚酰亚胺绝缘涂料所固化而成。
本发明利用形成一低介电涂层在导体芯材的表面而完成漆包线的制作，使得该漆包线不易产生部分放电而侵蚀漆包线表面的低介电涂层，有效避免贯穿性短路的发生，减少马达系统因部分放电而侵蚀受损的机会。
优选的，前述该漆包线包含一第二低介电涂层，该第二低介电涂层形成于该第一低介电涂层的外围，且该第一低介电涂层形成于该导体芯材与该第二低介电涂层之间，且该第二低介电涂层由前述的低介电的聚酰亚胺绝缘涂料所固化而成。本发明也可利用多层低介电涂层形成在导体芯材的表面而制作形成漆包线，使具有多层低介电涂层的漆包线同样可以达到与具有单层低介电涂层的漆包线同样的低介电特性，以及不易产生部分放电而侵蚀低介电涂层的功效。
综上所述，本发明经由利用具有特定化学结构的二酸酐与该二胺混合反应合成的低介电的聚酰亚胺绝缘涂料，其具有介电系数小于3的材料特性，使得使用该低介电涂层制作形成的漆包线相比于一般涂层制作形成的漆包线具有更高的部份放电起始电压值，在低于部份放电起始电压下不会产生部分放电而侵蚀该低介电涂层的现象，由此使得漆包线的表面涂层不易被部分放电侵蚀而破损，有效延长漆包线以及由漆包线组成的相关产品的使用寿命。
此外，本案无须增加漆包线的表面涂层的厚度，也无须添加陶瓷粉体，即可以达成延长漆包线的使用寿命的功效，其不但不会增加漆包线的整体体积，也不会影响漆包线的可挠程度，甚至不会使漆包线的表面变得粗糙，影响其卷绕的制程。
具体实施方式
为证实本创作的低介电的聚酰亚胺绝缘涂料能够于导体材料表面形成具有低介电特性的低介电涂层的功效，以下提供数种低介电的聚酰亚胺绝缘涂料，以及利用将所述低介电的聚酰亚胺绝缘涂料形成在导体材料表面后固化形成低介电涂层以制备漆包线作为例示，并提供制作完成的漆包线的检验结果，以便说明本创作的实施方式；本领域技术人员可通过本说明书的内容轻易地了解本创作所能达成的优点与功效，并且在不悖离本创作的精神下进行各种修饰与变更，以施行或应用本创作的内容。
实施例1：低介电的聚酰亚胺绝缘涂料的合成以及利用其在金属铜导体芯材表面固化形成单层低介电涂层a以制备漆包线
准备一具有氮气导入口与投料口的玻璃反应瓶，在常温与氮气环境下，自氮气导入口导入氮气在玻璃反应瓶中，并且自投料口投入n-甲基吡咯酮(nmp)与1摩尔的4,4'-双(4-氨苯氧基)联苯(bapb，分子量为368.43)，利用搅拌器将nmp与bapb充分搅拌，待bapb完全溶解于nmp之后，接着自投料口投入0.8摩尔的4,4'-(4,4'-二苯氧基异丙基)-二苯甲酸酐(bpada，分子量为520.49)以及0.2摩尔的4,4'-二苯酮四羧酸二酐(btda，分子量为322.2)，使前述完全溶解于nmp的bapb在常温下与bpada以及btda混合反应24小时，以制得该聚酰亚胺绝缘涂料。
接着，将前述制得的聚酰亚胺绝缘涂料以单层涂布方式涂布于线径为0.5mm的金属铜导体的芯材的外表面，并且经烘烤后，在金属铜导体的芯材的外表面固化形成一低介电涂层a，以完成实施例1的漆包线的制备。该低介电涂层a的厚度为0.034mm，该实施例1的漆包线的绝缘破坏电压、针孔、密着性、软化温度、耐热冲击、可挠性测试方法及合格标准皆依据美国ansi/nemamw1000mw16-c规范进行检测。该实施例1的漆包线的介电系数是以在长度超过110cm的漆包线表面涂上石墨100cm做为电极，在50hz下以电感电容电阻测试仪(lcrmeter)测试仪量测导体与金属电极间的静电容量，并由电极长度及绝缘厚度的关系，由公式计算出介电常数。至于漆包线的部份放电起始电压测试则是先取50cm漆包线试片对折后，将测试件一端依照ansi/nemamw1000规范方法以标准负重对绞，另一端剥除绝缘涂层至露出导体约1cm，然后将双绞线试片以局部放电自动测试系统(总研电气株式会社制造dac-6031)在25℃及相对湿度60度的环境下，一边施加以25v/secv升压，一边对双绞线试片施加50hz的电压，将双绞线上发生50次50pc的放电电压做为起始放电起始电压。测试结果如下表1所示。
实施例2：低介电的聚酰亚胺绝缘涂料的合成以及利用其在金属铜导体芯材表面固化形成单层低介电涂层b以制备漆包线
准备一具有氮气导入口与投料口的玻璃反应瓶，在常温与氮气环境下，自氮气导入口导入氮气在玻璃反应瓶中，并且自投料口投入nmp与1摩尔的1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(p-bab，分子量为292.33)，利用搅拌器将nmp与p-bab充分搅拌，待p-bab完全溶解于nmp之后，接着自投料口投入1摩尔的btda，使前述完全溶解于nmp的p-bab在常温下与btda混合反应24小时，以制得该聚酰亚胺绝缘涂料。
接着将前述制得的聚酰亚胺绝缘涂料以单层涂布方式涂布在线径为0.5mm的金属铜导体的芯材的外表面，并且经烘烤后，形成一低介电涂层b在金属铜导体的芯材的外表面，以完成实施例2的漆包线的制备。该低介电涂层b的厚度为0.034mm，该实施例2的漆包线的特性依实施例1的相同方法检测，测试结果如下表1所示。
实施例3：低介电的聚酰亚胺绝缘涂料的合成以及利用其在金属铜导体芯材表面固化形成单层低介电涂层c以制备漆包线
准备一具有氮气导入口与投料口的玻璃反应瓶，在常温与氮气环境下，自氮气导入口导入氮气在玻璃反应瓶中，并且自投料口投入nmp与1摩尔的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(bapp，分子量为410.5)，利用搅拌器将nmp与bapp充分搅拌，待bapp完全溶解于nmp之后，接着自投料口投入1摩尔的btda，使前述完全溶解于nmp的bapp在常温下与btda混合反应24小时，以制得该聚酰亚胺绝缘涂料。
接着将前述制得的聚酰亚胺绝缘涂料以单层涂布方式涂布在线径为0.5mm的金属铜导体的芯材的外表面，并且经烘烤后，形成一低介电涂层c在金属铜导体的芯材的外表面，以完成实施例3的漆包线的制备。该低介电涂层c的厚度为0.034mm，该实施例3的漆包线的特性依实施例1的相同方法检测，测试结果如下表1所示。
实施例4：低介电的聚酰亚胺绝缘涂料的合成以及利用其在金属铜导体芯材表面固化形成双层低介电涂层c’+d以制备漆包线
准备一具有氮气导入口与投料口的玻璃反应瓶，在常温与氮气环境下，自氮气导入口导入氮气在玻璃反应瓶中，并且自投料口投入nmp与1摩尔的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(hfbapp，分子量为518.5)，利用搅拌器将nmp与hfbapp充分搅拌，待hfbapp完全溶解于nmp之后，接着自投料口投入1摩尔的bpada，使前述完全溶解于nmp的hfbapp在常温下与bpada混合反应24小时，以制得该聚酰亚胺绝缘涂料。.
接着将前述实施例3制得的聚酰亚胺绝缘涂料以单层涂布方式涂布于线径为0.5mm的金属铜导体的芯材的外表面，并且经烘烤后形成一第一低介电涂层c’在金属铜导体的芯材的外表面，该第一低介电涂层c’的厚度为0.004mm。另将前述实施例4制得的聚酰亚胺绝缘涂料以单层涂布方式涂布在该第一低介电涂层c’的外表面，并且经烘烤后形成一第二低介电涂层d于该第一低介电涂层c’的外表面，该第二低介电涂层d的厚度为0.03mm，以使得该金属铜导体的芯材的外表面的第一低介电涂层c’与第二低介电涂层d的总厚度为0.034mm，以完成实施例4的漆包线的制作。
另该实施例4的漆包线的特性依实施例1的相同方法检测，测试结果如下表1所示。
比较例：一般的聚酰亚胺绝缘涂料的合成以及利用其在金属铜导体芯材表面固化形成单层介电涂层e以制备漆包线
准备一具有氮气导入口与投料口的玻璃反应瓶，在常温与氮气环境下，自氮气导入口导入氮气在玻璃反应瓶中，并且自投料口投入nmp与1摩尔的4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-diaminodiphenylether，oda，分子量为200.24)，利用搅拌器将nmp与oda充分搅拌，待oda完全溶解于nmp之后，接着自投料口投入1摩尔的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylicdianhydride，bpda，分子量为322.2)，使前述完全溶解于nmp的oda在常温下与bpda混合反应24小时，以制得该聚酰亚胺绝缘涂料。
接着将前述制得的聚酰亚胺绝缘涂料以单层涂布方式涂布在线径为0.5mm的金属铜导体的芯材的外表面，并且经烘烤后，形成一介电涂层e于金属铜导体的芯材的外表面，以完成比较例的漆包线的制备。该介电涂层e的厚度为0.034mm，该比较例的漆包线的特性依实施例1的相同方法检测，测试结果如下表1所示。
表1：实施例1至4与比较例的以不同的聚酰亚胺绝缘涂料制作形成的漆包线的特性测试结果
上述实施例1至3的漆包线的结果得知，当漆包线由不同的低介电聚酰亚胺绝缘涂料所制成，且具有介电系数均小于3的材料特性，在漆包线的单层低介电涂层厚度皆为0.034mm时，部分放电起始电压均大于700vp。
此外，当实施例4的漆包线其由本发明的两种不同的低介电聚酰亚胺绝缘涂料所制成，且同样具有介电系数小于3的材料特性，在漆包线的双层低介电涂层合计厚度为0.034mm时，该漆包线同样具有部分放电起始电压大于700vp的特性。且依据美国ansi/nemamw1000mw16-c规范进行漆包线的绝缘特性检测，实施例1至4制备形成的漆包线无论在绝缘破坏电压数值、针孔分布、密着性、受热软化温度、耐热冲击测试以及线材可挠性测试均符合美国线规的规定。
反观比较例的漆包线利用一般的聚酰亚胺绝缘涂料所制成，其量测得到的介电系数远大于3，在漆包线的绝缘涂层厚度同样为0.034mm时，部分放电起始电压仅为540vp。因此，当马达运作时其逆变器驱动的突波电压超过540vp时，即会产生部分放电现象而侵蚀比较例的漆包线表层的介电涂层e，造成贯穿性的短路发生，进而使得马达系统受损。且依据ansi/nemamw1000mw16-c规范针对比较例的漆包线的特性进行检测，该比较例的漆包线无论在绝缘破坏电压数值、针孔分布、密着性、受热软化温度、耐热冲击测试以及线材可挠性测试表现均不如实施例1至4制得的漆包线，甚至该比较例的漆包线在耐热冲击测试以及线材可挠性测试均被评定为不符合美国线规的规定。
综合上述实施例1至4与比较例的分析结果，本发明利用具有特定化学结构的二酸酐与二胺混合反应形成的聚酰亚胺绝缘涂料具有介电系数小于3的低介电特性，利用本发明的聚酰亚胺绝缘涂料涂布于金属铜导体的芯材表面形成低介电绝缘涂层厚度为0.034mm时，制成的漆包线具有能够承受大于700vp的部分放电起始电压的功效，其相比于现有技术的由一般聚酰亚胺绝缘涂料于金属铜导体的芯材表面形成绝缘涂层的漆包线，本发明具有不易产生部分放电而侵蚀漆包线表面的涂层的材料特性，有效避免漆包线发生贯穿性短路，同时大幅降低马达系统因贯穿性短路遭受损坏的机率，延长产品的使用期限。
此外，本发明的聚酰亚胺绝缘涂料所形成的低介电涂层无须添加陶瓷粉体即可以达到延长漆包线的使用寿命的目的，不仅不会增加漆包线表层的涂层的厚度而导致漆包线体积变大，也不会降低漆包线的可挠程度，更没有使得漆包线的表面涂层的表面变得粗糙而造成绕线过程中因摩擦而产生破损的问题，故本发明相比于现有技术确实改善了漆包线于制程上以及使用上的多项问题。
上述实施例仅为说明本创作的例示，并非在任何方面限制本创作所主张的权利范围。本创作所主张的权利范围自应以权利要求书所述为准，而非仅限于上述具体实施例。