本发明涉及漆包线漆制造技术，尤其涉及既具有耐高温性能，又有良好自润滑性能和柔顺性能的漆包线漆的制备方法，采用该方法制备的自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆可用于制造高性能自润滑复合漆包线，该漆包线可广泛应用于电机、电器、变压器特别是磁环线圈作绕组线。
背景技术：
：随着电力电子技术的发展，各类电磁线圈对漆包线的性能要求日趋严格，特别是微细漆包线线圈高速绕制过程中，一方面要求漆包线有耐温等级高的漆膜，另一方面还要有良好的自润滑性和柔顺性，在现有的漆包线品种中，聚酰胺酰亚胺漆包线具有非常重要的地位。聚酰胺酰亚胺(PAI)是为改进聚酰亚胺的可加工性成型而开发的一个改性品种，它是一种非结晶的耐高温树脂，分子中同时具有耐热的芳杂亚胺基团和柔性润滑的酰胺基团。也就是说，聚酰胺酰亚胺漆包线兼具耐热等级高和润滑性能好的优点，耐温可达到200℃以上，漆膜的机械性能、漆液的涂覆特性等都比较优良，是得到广泛应用的高耐热树脂漆。但是，近年来，电器的线圈绕线工艺广泛采用高速绕线机，其转速可达每分钟数千转，漆包线高速通过导轮，绕线时漆包线会受到摩擦和冲击等作用，漆包线的绝缘层易受到机械损伤，造成绝缘性能下降。对于小线径的微细漆包线而言，在高速绕线的情况下，由于润滑不良，还会出现漆包线被拉细，漆包线线横截面积变小等现象，导致线圈报废或漆包线被拉断的现象。为减小绕线时的漆包线表面摩擦系数，通常也会在漆包线上涂液体石蜡或固体石蜡等润滑剂，但是这种方法绕制的线圈在浸漆处理时与浸渍漆的相溶性欠佳，容易产生粘合不良等问题。现有的聚酰胺酰亚胺(PAI)漆包线漆在某些用途上，还需要进一步改善该种漆包线漆的自润滑性。在专利CN201410315612.X中，一种自润滑聚酰胺酰亚胺绝缘漆，以纳米二硫化钼与金属氧化物复合物为主要成分，制备自润滑的有机分散液，直接加入到聚酰胺酰亚胺漆包线漆中，以降低漆包线表面的摩擦系数，减少漆包线加工绕制缺陷。在CN201310421069.7发明中，采用在聚酰胺酰亚胺漆包线漆中引入含氟基团，降低漆包线的最大静摩擦系数。在CN201310420489.3发明中，在聚酰胺酰亚胺漆包线中引入润滑性良好的蜡浆，从而降低漆包线的最大静摩擦系数。在CN200910111018.8中，该发明的制造方法是：取占重量百分比为1-10％的润滑剂，加入到占重量百分比1-10％的专用溶剂中，加热并搅拌至润滑剂完全融化，得到润滑剂液；在温度70～80℃时，将润滑剂液加入到普通聚酰胺酰亚胺漆包线漆中，开动搅拌器搅拌1-1.5小时即可。在CN200810040242.8中，通过直接添加润滑剂和有机硅表面活性剂的混合物，可改善聚酰胺酰亚胺漆包线漆膜的润滑性能和摩擦系数。上述各种方法在实际中，目前也存在若干不足之处，例如润滑组分加入后，对耐热性的影响、漆液的相容性和固体分层现象等也有待改进。技术实现要素：本发明的目的是提供一种具有优良自润滑性能的自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆的制备方法，采用该方法制备的漆包线漆涂覆制造的漆包线适用于电磁线圈，特别是磁环线圈绕线工艺采用高速绕线机的工况。本发明的技术方案是，所述自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆的制备方法包括以下三个步骤：⑴低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液的制备：聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂的化学结构通式如下：在一定条件下异氰酸酯基可以和羧基、酐基作用,分别生成酰胺基与酰亚胺基，聚酰胺酰亚胺直接制备路线法是以TMA（偏苯三甲酸酐）和二异氰酸酯为主要原料来制备PAI。即用等摩尔的TMA和二异氰酸酯为原料，甲基吡咯烷酮（NMP）为反应溶剂，并控制反应温度、时间，制备出较高聚合度的PAI。为了增加树脂的柔性，可以适当加入间苯二甲酸。二苯基甲烷二异氰酸酯、偏苯三甲酸酐,间苯二甲酸的摩尔比可以是1:0.8—0.9：0.2—0.1。其结构大略示意如下直接制备法具有工艺流程相对较短，操作简单的优点。在本方案中，为了使聚酰胺酰亚胺溶液保持低粘度，更有利于聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末的分散，先合成低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液，再以该溶液分散PTFE微粉并再次升温反应。具体合成步骤如下：在装有搅拌装置、回流冷凝装置的反应器中投入二苯基甲烷二异氰酸酯、偏苯三甲酸酐,间苯二甲酸其摩尔比为1:0.8—0.9：0.2—0.1，以上述三种树脂原料的质量为100份，加入质量为350份的甲基吡咯烷酮（NMP）为反应溶剂，从室温升到70—80℃，保温1-2小时后，再以每小时升温15--25℃，使反应平稳进行，升温至190℃，再保温1-2小时，体系逐渐变为透明，呈橙色，得到低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液；⑵聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末分散液的制备：将聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末以球磨、砂磨方式分散在上述第一步的低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液中，聚四氟乙烯具有优异的高低温性能和化学稳定性，很好的电绝缘性、非粘附性、耐候性，不燃烧和良好的润滑性。球磨、砂磨的机械以选择纳米级球磨机、砂磨机为宜。其配比为取第一步的低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液100份，加入20—30份聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末，粉末的粒度分布应是95%的粉末粒径≤200纳米，进行球磨或砂磨操作，研磨分散时间4-5小时，得到聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末均衡分散于低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液的分散液。将这种分散液置于装有搅拌装置、回流冷凝装置的反应器中再次加热，升温至190—200℃，保温2小时后降温至70℃，过滤出料即得到聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末分散液；⑶自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆的制备：取第二步制备的聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末分散液5-15份、通用的聚酰胺酰亚胺漆包线漆100份，在带机械搅拌的容器内将二者混合均匀，混合温度为50-60℃。即可制得自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆漆。本发明的这种自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆的制备方法主要有如下优点：制备了低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液，解决了直接制备聚酰胺酰亚胺溶液粘度大，聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末难以分散的难题；分散操作结束后再次加热反应，提高分散液的分子量。在常规的PAI树脂合成配比中加入一定比例的间苯二甲酸，兼顾了树脂的耐热性和柔顺性；纳米级PTFE微细粉由于与树脂液的密度差较小，易于分散悬浮于树脂液中。具体实施方式实施例1第一步：在装有搅拌装置、回流冷凝装置的40升反应器中投入二苯基甲烷二异氰酸酯2503克，偏苯三甲酸酐1537克，间苯二甲酸332克,其摩尔比为1:0.8:0.2，加入溶剂甲基吡咯烷酮（NMP）15302克，原料与溶剂的质量比为1:3.5。从室温升到70—80℃，保温1-2小时后，再以每小时升温15--25℃，使反应平稳进行，升温至190℃，再保温1-2小时，体系逐渐变为透明，呈橙色，得到低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液；第二步：取第一步的低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液10kg，聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末2kg，在纳米级球磨机内研磨分散，研磨分散时间4-5小时，得到聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末均衡分散于低粘度聚酰胺酰亚胺(PAI)预聚体溶液的分散液。将该分散液，置于装有搅拌装置、回流冷凝装置的反应器中再次加热，升温至190—200℃，保温2小时后降温至70℃，过滤出料即得到聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末分散液；第三步：取第二步制备的聚四氟乙烯（PTFE）纳米级粉末分散液10kg、通用的聚酰胺酰亚胺漆包线漆200kg，在带机械搅拌的容器内将二者混合均匀，混合温度为50-60℃。即可制得自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆。实施例2在装有搅拌装置、回流冷凝装置的40升反应器中投入二苯基甲烷二异氰酸酯2503克，偏苯三甲酸酐1729克，间苯二甲酸166克,其摩尔比为1:0.9:0.1，加入溶剂甲基吡咯烷酮（NMP）15393克，原料与溶剂的质量比为1:3.5。其余操作同实施例1。效果比较：以普通聚酯漆为底漆层，以实施例1、2制成的自润滑聚酰胺酰亚胺漆包线漆为面漆层，制备0.100mm的自润滑复合漆包线；以普通聚酯漆为底漆层，普通聚酰胺酰亚胺为面漆层，制备相同规格的普通聚酰胺酰亚胺漆包线为对照品。对各项性能进行比较，结果如下：测试项目对照例实施例1实施例2导体直径/mm0.1010.1010.102漆包线外径/mm0.1200.1210.119表面光滑无亮点光滑无亮点光滑无亮点动摩擦系数0.0920420.0437930.046143热冲击（试验温度280±5℃，30min，圆棒直径2D）测试条件下不开裂（310±5℃，30min，圆棒直径2D）测试条件下不开裂（310±5℃，30min，圆棒直径2D）测试条件下不开裂软化击穿（试验温度350±5℃，试验时间2min）测试条件下不击穿（试验温度370±5℃，试验时间2min）测试条件下不击穿（试验温度370±5℃，试验时间2min）测试条件下不击穿击穿电压3.5kv4.3kv4.6kv实验表明本发明可以显著改善动摩擦系数，耐击穿电压也有较大提高。当前第1页1 2 3