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CN121271405A - 一种绝缘油漆组合物及其制备方法和漆包线用途 - Google Patents

一种绝缘油漆组合物及其制备方法和漆包线用途

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CN121271405A
CN121271405A CN202511611421.2A CN202511611421A CN121271405A CN 121271405 A CN121271405 A CN 121271405A CN 202511611421 A CN202511611421 A CN 202511611421A CN 121271405 A CN121271405 A CN 121271405A
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CN
China
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insulating paint
paint composition
weight
parts
reaction
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Pending
Application number
CN202511611421.2A
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English (en)
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王伟
祁卫玺
周登忠
赵道青
肖述兵
柴添磊
黄青措
王涛
杨凯彪
陈友林
谢桂林
胡光
陈祥玉
李小华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Huanghe Xinye Co Ltd
Original Assignee
Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Huanghe Xinye Co Ltd
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Publication date
Application filed by Huanghe Hydropower Development Co Ltd, Huanghe Xinye Co Ltd filed Critical Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Priority to CN202511611421.2A priority Critical patent/CN121271405A/zh
Publication of CN121271405A publication Critical patent/CN121271405A/zh
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Abstract

本发明属于高分子绝缘材料技术领域,具体公开了一种绝缘油漆组合物及其制备方法和漆包线用途。本发明绝缘油漆组合物,包括:聚合物树脂100重量份、微胶囊5~10重量份、助剂15~35重量份和溶剂;微胶囊的芯材为路易斯酸,壁材为聚脲甲醛或聚氨酯;聚合物树脂为末端接枝狄尔斯‑阿尔德加合物的聚酯或聚酰胺酰亚胺。本发明组合物形成的漆膜在高温工作时能够保持交联网络的稳定,而在需要修复时,又能在较低的对漆膜无损伤的温和条件下激活狄尔斯‑阿尔德动态键的重组,能够同时实现高温工作环境下的结构稳定性与损伤后在温和条件下的可修复性。

Description

一种绝缘油漆组合物及其制备方法和漆包线用途
技术领域
本发明属于高分子绝缘材料技术领域,具体公开了一种绝缘油漆组合物及其制备方法和漆包线用途。
背景技术
漆包铝线是电机、变压器等电气设备的核心组件,其表面涂覆的绝缘油漆膜的性能直接决定了设备的可靠性与使用寿命。目前,市场上普遍采用的耐高温的绝缘油漆,例如聚酯亚胺漆、聚酰胺酰亚胺漆等,通过在高温烘烤后形成高度交联的、化学性质稳定的网络结构,从而获得了优异的热稳定性、机械强度和电气绝缘性能,能够满足H级(180℃)甚至C级(220℃以上)的长期工作要求。然而,这种高度稳定的化学结构是一把双刃剑,它使得漆膜一旦在制造、绕线或设备运行过程中因机械应力或热冲击产生微裂纹等损伤,其性能便会发生不可逆的永久性下降,无法进行修复,从而构成严重的安全隐患。
为了解决材料损伤后的修复问题,自修复高分子材料应运而生。一类常见的自修复技术方案是在树脂基体中添加包含修复剂的微胶囊,当材料产生裂纹时,微胶囊破裂释放出修复剂,修复剂与基体中预埋的催化剂或固化剂反应,从而将裂纹填充。但这种外援型修复方式的修复效果依赖于修复剂的流动和固化,往往难以完全恢复基体原有的综合性能。另一类本征型自修复材料,其基体本身包含动态可逆的化学键,当受到外界能量(如热、光)刺激时,化学键可以发生断裂与重组,从而实现裂纹的愈合。其中,基于狄尔斯-阿尔德反应的自修复体系因其无需催化剂、反应条件温和而备受关注。然而,现有的基于狄尔斯-阿尔德反应的自修复体系,例如普遍采用的呋喃基团与马来酰亚胺基团的组合,其逆反应(即化学键断裂以实现修复)通常在90-120℃的较低温度下即可发生。这一特性虽有利于在较低温度下激活修复,但也导致其在高温环境下结构不稳定,无法满足耐高温的漆包铝线用绝缘油漆在180℃以上长期工作的严苛要求,更无法适配漆包铝线对高温稳定、高附着力、耐腐蚀的多重需求。因此,如何在单一材料体系中同时实现高温工作环境下的结构稳定性与损伤后在温和条件下的可修复性,是本领域长期存在且亟待解决的技术难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明提供一种绝缘油漆组合物及其制备方法和漆包线用途,该绝缘油漆组合物能够同时实现高温工作环境下的结构稳定性与损伤后在温和条件下的可修复性。
一方面,本发明提供一种绝缘油漆组合物,绝缘油漆组合物包括:
聚合物树脂100重量份、微胶囊5~10重量份、助剂15~35重量份和溶剂;
聚合物树脂为末端接枝狄尔斯-阿尔德加合物的聚酯或聚酰胺酰亚胺;微胶囊的芯材为路易斯酸,壁材为聚脲甲醛或聚氨酯;
狄尔斯-阿尔德加合物由双烯体组分与亲双烯体组分通过加成反应得到,双烯体组分为芳族烃环与含共轭双烯的脂族烃环或杂环的稠环化合物,芳族烃环、脂族烃环或杂环的至少一个氢原子被取代,取代的基团为用于接枝到聚酯或聚酰胺酰亚胺末端的反应基团;亲双烯体组分为含至少1个N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物。
在一些实施方案中,芳族烃环的碳原子数为6~20个,优选6~18个,更优选6~10个,最优选苯或萘。脂族烃环的碳原子数为4~10个,优选4~8个,更4~6个,最优选环戊二烯。杂环为含有1~2个选自N或O杂原子的5~6元杂环,优选含有1~2个O杂原子的5~6元杂环,更优选含有1个O杂原子的5~6元杂环,最优选呋喃。
在一些实施方案中,用于接枝到聚酯末端的反应基团为羟基和/或羧基;用于接枝到聚酰胺酰亚胺末端的反应基团为氨基和/或羟基。
在一些实施方案中,芳族烃环的至少一个氢原子被氨基或羟基取代,脂族烃环或杂环的至少一个氢原子被羧基取代。
在一些实施方案中,双烯体组分为5-氨基苯并呋喃-2-羧酸、5-羟基苯并呋喃-2-羧酸或6-羟基萘并[2,1-b]呋喃-2-羧酸。
在一些实施方案中,亲双烯体组分为单马来酰亚胺、双马来酰亚胺或多马来酰亚胺化合物。
单马来酰亚胺化合物,其分子中含有一个马来酰亚胺基团与一个用于接枝至聚合物末端的反应性基团(如异氰酸酯基、羧基、氨基或羟基),例如N-(4-异氰酸酯基苯基)马来酰亚胺,其主要作为链终止剂或用于在聚合物侧链引入动态键;
双马来酰亚胺或多马来酰亚胺化合物,其分子中含有两个或以上的马来酰亚胺基团,能够与聚合物链上多个双烯体位点(如苯并呋喃环)同步发生狄尔斯-阿尔德环加成反应,从而在树脂基体中构建一个稳固的三维动态共价交联网络。这一交联结构确保了漆膜在高温、高机械应力等严苛工况下的长期可靠性。同时,该网络中的每一个交联点均为动态可逆的D-A加合物,使得这一稳固的结构在催化剂触发下能够于温和条件下实现高效重组,从而实现了高强度、高稳定性与优异自修复能力在单一材料体系中的智能平衡。
在一些实施方案中,亲双烯体组分具有如式(1)或式(2)所示结构:
其中,R1为氢、三氟甲基、硝基或氰基;R2为三氟甲基、异氰酸酯基、氨基、羟基、羧基或环氧基;n为1~3的整数。
在一些实施方案中,路易斯酸为三氟化硼乙醚络合物、氯化锌中的至少一种;路易斯酸的添加量为聚合物树脂质量的1.5~3.0%。添加量低于1.5%时修复速率下降(60℃修复需60min以上),高于3.0%则导致漆膜介损值升至0.015以上(影响绝缘性能)。其中,路易斯酸(如三氟化硼乙醚络合物)为中性络合物,不与树脂主链反应,且在漆膜中分散均匀,可确保绝缘性能与催化效果兼顾。
在一些实施方案中,助剂包括增硬剂、钛酸酯偶联剂和流平剂中的至少一种;以聚合物树脂100重量份计,增硬剂的用量为15~25重量份,钛酸酯偶联剂的用量为1~5重量份,流平剂的用量为0.2~1重量份。
在一些实施方案中,溶剂为甲酚/二甲苯混合溶剂。
在一些实施方案中,增硬剂为甲酚-甲醛树脂,钛酸酯偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂,流平剂为有机硅。
另一方面,本发明提供一种前述绝缘油漆组合物的制备方法,制备方法包括:
合成聚合物树脂:使含有异氰酸酯端基的聚酰胺酰亚胺的反应单体与含有氨基和/或羟基反应基团的双烯体组分在50~80℃进行第一聚合反应;或者,使含有端羟基和/或端羧基的聚酯的反应单体与含有羧基和/或羟基反应基团的双烯体组分在240~250℃进行第一聚合反应;以及,将第一聚合反应以后的反应体系温度调整至100~120℃,然后加入亲双烯体组分进行第二聚合反应,得到聚合物树脂;
制备微胶囊;配制内水相为含路易斯酸的水溶液,油相为含尿素-甲醛预聚体的有机溶液,以及外水相为含聚乙烯醇和铵盐的水溶液的三相溶液;使三相溶液在微流控通道内一步生成双乳液;加热所述双乳液使界面聚合固化,形成微胶囊;以及,
混合各组分:将聚合物树脂、微胶囊、助剂于溶剂中混合搅拌均匀,得到绝缘油漆组合物。
另一方面,本发明提供一种漆包线,包括导线和包覆在导线表面的绝缘油漆膜,该绝缘油漆膜由前述绝缘油漆组合物制备得到。
在一些实施方案中,漆包线的制备方法为:将绝缘油漆组合物涂覆至导线(铝线或铜线)表面,加热使固化,形成绝缘油漆膜。涂覆的方法可以是浸涂或刷涂。加热至温度为120~160℃,优选140℃,保温1~3h,优选2h。升温速率为4~6℃/min,优选5℃/min。可选的,在涂覆前先对导线进行表面预处理,预处理包括依次进行的碱性除油、酸洗钝化与水洗干燥,目的是去除导线表面的疏松氧化层与油污,形成致密钝化膜,为后续漆膜附着奠定基础。具体步骤如下:1)碱性除油:选取直径1mm的裸导线,裁剪为100mm长的试样,置于5wt%氢氧化钠溶液中,60℃恒温水浴处理5min。氢氧化钠可与导线表面的油污(酯类、烃类)发生皂化反应,同时溶解部分疏松氧化层(反应方程式:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O);2)酸洗钝化:将除油后的导线迅速转移至10wt%硝酸溶液中,室温浸泡3min。硝酸可与导线表面反应生成致密的钝化膜,该钝化膜化学稳定性高,且表面富含羟基,可与后续偶联剂反应;3)水洗干燥:用去离子水冲洗导线表面多次,去除残留的碱液与酸液,随后置于80℃热风干燥箱中干燥30min,确保表面无水分与杂质,备用。
本发明的有益效果为:
本申请提供的绝缘油漆组合物,通过对狄尔斯-阿尔德加合物反应体系进行精确的分子设计,采用热稳定性更高的稠环芳烃结构作为双烯体组分,从而创造了一个特定的逆反应温度窗口(140-160℃),该窗口远高于常规修复激活温度,同时又低于绝缘油漆的高温工作温度(例如180℃以上)。这使得绝缘油漆在高温工作时能够保持交联网络的稳定,而在需要修复时,又能在较低的对漆膜无损伤的温和条件下激活狄尔斯-阿尔德动态键的重组,从而成功解决了高温稳定性与自修复能力之间的固有矛盾。具体而言:①工作状态下(≥180℃),因无催化剂存在,动态键逆反应速率极慢(半衰期>1000小时),交联网络稳定,满足长期使用要求;②修复状态下(50~80℃),微胶囊破裂释放催化剂,逆反应速率提升104倍,30分钟内即可完成裂纹界面的键重组,实现高效愈合,且该修复温度不会对漆包铝线基材(如铜线、铝线)造成损伤。
本申请提供的绝缘油漆组合物,以聚合物树脂为连续相,其中均匀分散微胶囊,在固化成膜后,当漆膜产生微裂纹时,裂纹处的微胶囊破裂释放催化剂,仅需在温和条件下处理,即可催化裂纹界面处狄尔斯-阿尔德动态共价键的断裂与重组,使裂纹有效愈合,明显优于不具备修复功能的传统绝缘油漆,显著提升了漆包铝线及相关电气设备的可靠性和使用寿命。
本申请提供的绝缘油漆组合物,与现有自修复绝缘油漆相比:相较于采用二硫键动态体系的绝缘油漆(热老化后拉伸强度保留率60%,修复温度100℃),本申请通过D-A稠环体系实现180℃以上稳定工作,修复温度降低40℃;相较于物理包裹修复剂的微胶囊体系(修复后击穿电压恢复率≤75%),本申请通过化学键重组实现85%以上的恢复率,修复效果更彻底。
本申请提供的制备方法,采用一锅法异步聚合工艺,保证了狄尔斯-阿尔德动态交联点在树脂基体中的均匀分布,提升了修复的均一性和漆膜的机械性能。采用微流控封装工艺制备的微胶囊,其尺寸高度均一、封装率高,有利于形成高质量的漆膜,并提高了涂覆工艺的稳定性。因此,本申请通过将一锅法异步聚合与微流控精密封装在内的先进工艺引入绝缘油漆制造,实现了对材料微观结构和最终产品性能的有效控制,为高性能自修复绝缘材料的产业化提供了可行的技术路径。
附图说明
图1为本申请实施例1提供的绝缘油漆组合物固化后的微观结构示意图;
图2为本申请实施例1提供的绝缘油漆自修复机理示意图;
图3为本申请实施例1提供的绝缘油漆制备方法的流程图;
图4为本申请实施例1中一锅法异步加料聚合工艺的示意图;
图5为本申请实施例1中微流控封装工艺的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本申请实施例提供一种兼具高温稳定性与自修复功能的漆包铝线用绝缘油漆的制备方法。该方法旨在解决传统耐高温绝缘材料在获得热稳定性的同时牺牲可修复性的技术难题,其通过精确的分子设计与先进的制备工艺相结合得以实现。
参照图3,其示出了本实施例中绝缘油漆制备方法的总体流程。具体而言,该方法主要包括:步骤S100,合成包含特定动态共价键的聚合物树脂;步骤S200,制备封装有修复催化剂的微胶囊;以及步骤S300,将前述步骤制得的产物进行混合配制,得到最终的绝缘油漆组合物。下面将对各步骤进行详细阐述。
步骤S100:合成含动态共价键的聚酯酰亚胺树脂
在步骤S100中,其核心在于制备一种特殊的聚合物树脂,其分子网络中含有可通过外界刺激(如温和加热)实现可逆断裂与重组的动态共价键。该动态特性为材料自修复功能的基础。为确保绝缘油漆在高温工作环境(例如180℃或220℃)下的结构稳定性,本实施例选择了一种具有高热稳定性的狄尔斯-阿尔德反应体系来构建动态共价键。
该体系由包含稠环芳烃结构的双烯体组分和马来酰亚胺结构的亲双烯体组分构成。相较于传统的呋喃环,稠环芳烃结构具有更大的共轭体系和更高的刚性,其与亲双烯体形成的狄尔斯-阿尔德加合物具有更高的解离能,如苯并呋喃环中,苯环与呋喃环形成共轭π电子体系(覆盖10~14个原子),使D-A加合物的C-C键能提升至320-350kJ/mol。相应地,这就将逆反应(即动态键断裂)的温度窗口提升至一个经过设计的特定区间140-160℃。该温度窗口远高于常规的储存、运输和修复激活温度,但低于绝缘油漆的长期工作额定温度,从而实现了在高温稳定性与低温可修复性之间的平衡。
具体的合成过程如下:
首先进行原料准备,按重量份计,准备如下化学品:对苯二甲酸二甲酯100份,作为主要的二元酸酯单体;间苯二甲酸30份,作为辅助的二元酸单体,其间位结构可用于调节聚合物链的柔顺性;乙二醇60份,作为主要的二元醇单体;甘油10份,作为多元醇,其引入可为后续交联提供支化点;醋酸锌0.15份,作为酯交换反应的催化剂;5-羟基苯并呋喃-2-羧酸15份,此为关键的官能单体,其分子结构中同时含有用于参与聚酯缩聚的羟基和羧基,以及作为狄尔斯-阿尔德反应中双烯体组分的苯并呋喃环结构;N-(4-三氟甲基苯基)马来酰亚胺12份,此为另一关键的官能单体,其作为狄尔斯-阿尔德反应中的亲双烯体组分,分子中的三氟甲基作为吸电子基团,可提高马来酰亚胺基团的反应活性。
原料备妥后,进行酯交换与预缩聚反应(对应图3中的子步骤S110)。将对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、甘油在内的预缩聚单体406和催化剂醋酸锌加入反应釜401中。在氮气保护下,通过加热/冷却夹套402将反应釜升温至160℃,并维持此温度进行酯交换反应,反应过程中不断蒸出副产物甲醇。待甲醇蒸出量接近理论值后,加入间苯二甲酸和5-羟基苯并呋喃-2-羧酸。随后,逐步将反应体系的温度升高至240℃,进行高温缩聚反应。在此阶段,体系中的羧基与羟基不断反应生成酯键并脱出小分子水,聚合物链逐渐增长,同时5-羟基苯并呋喃-2-羧酸通过其官能团接入到聚酯链中,形成含有苯并呋喃侧基的聚酯预聚体。反应过程中通过检测体系的酸值来监控反应程度。
当反应体系的酸值降低至15-20 mg KOH/g的目标范围时,则进行关键的异步加料与狄尔斯-阿尔德反应(对应图3中的子步骤S120)。此时,停止加热,并通过加热/冷却夹套402通入冷却介质,将体系温度精确地降低至110℃。该温度处于100-120℃的优选区间内,在此温度下,狄尔斯-阿尔德加成反应能够有效发生,而其逆反应的速率则可忽略不计。在高速搅拌下,通过滴加漏斗404将预先溶解在适量溶剂中的N-(4-三氟甲基苯基)马来酰亚胺(即亲双烯体单体407)分批加入到反应釜401中。在此温度下保温反应2.5小时,反应终点通过红外光谱监测确定:当马来酰亚胺基团的特征吸收峰(1630cm-1,C=C伸缩振动)消失率≥90%时,表明D-A交联反应充分,停止保温;若反应时间不足2小时,交联度不足会导致漆膜机械强度下降,超过3小时则易发生过度交联,使漆膜脆性增加。此时,新加入的马来酰亚胺基团会与聚酯预聚体链上的苯并呋喃基团发生狄尔斯-阿尔德环加成反应,形成热可逆的动态共价交联点20(如图1所示)。与此同时,体系中残余的端基(羧基和羟基)仍在继续进行缩聚反应,使得狄尔斯-阿尔德加成聚合反应与聚酯链的进一步缩聚反应协同进行,最终形成交联的聚酯酰亚胺网络结构。
随后,将反应体系的温度重新缓慢升高至220℃,并施加高真空(小于100Pa的压力),以除去反应生成的小分子和残余的溶剂,进一步提高聚合物的分子量和交联密度,直至树脂熔体达到预定的粘度。反应结束后,在氮气保护下将高温的聚合物树脂出料,冷却后即得到固体树脂产物。
步骤S200:制备自修复微胶囊
步骤S200旨在制备一种微型容器,即微胶囊30,其内部封装有修复催化剂32。当绝缘油漆膜在使用中产生微裂纹时,裂纹尖端的应力会使微胶囊破裂,释放出催化剂,从而在局部区域触发修复反应。在本实施例中,修复催化剂32选用路易斯酸,具体为三氟化硼乙醚络合物,其能够在温和条件下有效催化狄尔斯-阿尔德反应的平衡向断裂和重组方向移动。选择该催化剂的优势在于:易溶于内水相(溶解度≥50g/100mL),封装率可达92%以上;催化活性适中,在50-80℃即可激活D-A逆反应,在180℃以上无明显催化作用,避免高温下动态键意外解离;与聚脲甲醛胶囊壁相容性好,不会发生渗透泄漏,储存稳定性可达12个月以上。
为获得粒径均一、封装效率高的微胶囊,本实施例采用微流控技术进行制备。参照图5,其为本实施例中微流控封装工艺的核心部分示意图。该工艺利用微流控芯片精确操控多相流体,生成结构规整的模板,再通过界面聚合形成胶囊壁。
微流控技术用于制备单分散性的水包油包水型双重乳液,并通过界面聚合法在油水界面形成胶囊壁。微胶囊的平均粒径为1-5μm,芯材封装率≥90%,胶囊壁厚度为50-100nm;芯材为修复催化剂与助溶剂(乙二醇单甲醚)的混合液,二者质量比为1:3,助溶剂可提升催化剂在裂纹界面的渗透速率。
具体的制备过程如下:
首先备妥三相液体:内水相,由修复催化剂与助溶剂(乙二醇单甲醚)按质量比1:3配制而成。具体为:将1份三氟化硼乙醚络合物与3份乙二醇单甲醚混合,振荡均匀,形成均一溶液作为内水相,此为待封装的核心物质;油相,为壁材单体的溶液,具体是将10g尿素和15g 37%甲醛水溶液在弱碱性条件下反应制成尿素-甲醛预聚体,然后将其溶解在100g二甲苯与正丁醇的混合溶剂(重量比7:3)中;外水相,为含有2%(重量百分比)聚乙烯醇和1%(重量百分比)氯化铵的水溶液,其中聚乙烯醇作为乳液稳定剂,氯化铵则在后续加热时作为酸性催化剂以促进尿素-甲醛的固化。
接下来进行微流控乳液生成(对应图3中的子步骤S210)。使用具有流动聚焦结构的微流控芯片,该芯片上刻有微米尺度的通道。如图5所示,将内水相、油相和外水相分别通过泵精确注入内水相通道51、油相通道52和外水相通道53。设定内水相流速为100微升/小时,油相流速为500微升/小时,外水相流速为2000微升/小时,该流速比的选择依据为:内水相流速过低(<80μL/h)易导致液滴聚并,过高(>120μL/h)则内水相液滴粒径过大(>5μm);油相流速需为内水相的5倍以确保有效包裹,外水相流速需为油相的4倍以产生稳定剪切力,最终形成平均粒径2.0±0.2μm的单分散性液滴,满足漆膜涂覆要求。在流动聚焦区54,三股流体交汇,由于流体动力学效应,中心处的内水相流体被中间的油相流体包裹,形成芯-壳结构的细流。该细流在外层高速的外水相流体的剪切作用下,被拉断成一个个尺寸高度均一的水包油包水型双重乳液液滴55。这些液滴稳定地生成并流入输出通道56。
所用微流控装置为流体聚焦式结构,微通道端口内径120μm(中间内水相通道)、300μm(两侧油相/外水相通道);油相体系中添加0.5重量份的表面活性剂(吐温-80,基于油相总质量),以降低液滴界面张力,确保单分散性(粒径变异系数CV=6.2%,≤10%)。胶囊壁厚度经SEM表征为80±5nm,芯材(催化剂)封装率92%,避免修复剂泄漏导致的储存稳定性下降。
然后进行界面聚合固化(对应图3中的子步骤S220)。将从输出通道56收集到的双重乳液转移至反应瓶中,并对乳液进行程序升温:先从室温(约25℃)缓慢升温至50℃并保温1小时;再继续升温至65℃并保温3小时。在加热过程中,外水相中的氯化铵分解产生酸性环境,催化油水界面处的尿素-甲醛预聚体发生缩聚反应,形成一层致密、不溶的聚脲甲醛高分子薄膜,即胶囊壁31。这层胶囊壁31将内水相中的修复催化剂32牢固地封装起来。
最后进行后处理。将反应完成的悬浮液进行离心分离,收集沉淀的微胶囊。用去离子水和乙醇交替洗涤数次,以去除表面残留的稳定剂和未反应的单体。将洗净的微胶囊进行冷冻干燥,即得到白色或淡黄色的微胶囊粉末。通过显微镜和粒度分析仪检测,所得微胶囊30的平均粒径可精确控制在2.0±0.2微米,粒径分布窄,属于1-5微米的优选范围,且封装效率高。
步骤S300:混合配制
此步骤是将前两步得到的关键组分(动态树脂和催化剂微胶囊)与其它助剂混合,以形成具有良好施工性能的绝缘油漆产品。
在具体的配制过程中,将步骤S100制得的聚酯酰亚胺树脂固体,以100重量份计,与20重量份的甲酚-甲醛树脂一同溶解于甲酚与二甲苯的混合溶剂中,在45℃下搅拌至完全溶解,形成具有一定固含量的树脂溶液。待树脂完全溶解并冷却至室温后(待树脂溶液冷却至25℃后),在300 rpm的搅拌下缓慢加入步骤S200制得的微胶囊粉末,其添加量为树脂固体总重量的8%。此后,继续加入3重量份的单烷氧基三(焦磷酸酯基)钛酸酯,用于增强绝缘油漆膜与铝基材的附着力,和0.5重量份的有机硅流平剂,用于改善漆膜的表面平整度,消除缩孔等缺陷。所有组分添加完毕后,在密闭容器中低速(200 rpm)搅拌熟化2小时,使各组分充分分散均匀。最终,将混合物用滤网过滤以去除可能存在的聚集体或杂质,即得到最终的兼具高温稳定性与自修复功能的绝缘油漆组合物。
其中,混合溶剂(甲酚:二甲苯=1:2,质量比)可将漆液粘度调节至20s/23℃(4号杯粘度计),采用浸涂的工艺使涂覆于铝线表面,经140℃×2h固化(升温速率5℃/min),形成厚度均匀(25±3μm),无针孔、气泡(显微镜观察,放大200倍)的漆膜,符合漆包铝线绝缘层的外观与厚度要求。
如图1所示,其为本实施例制得的绝缘油漆在涂覆并固化成膜后的微观结构示意图。图中示出了连续相的聚合物树脂基体10,其网络结构中包含了大量的动态共价交联点20。在整个基体10中,均匀地分散着球形的微胶囊30,每个微胶囊30均由胶囊壁31和内部包裹的修复催化剂32构成。
本实施例制得的绝缘油漆的工作过程与自修复机理如图2所示。将该绝缘油漆通过浸涂方式涂覆于铝线表面,经过程序烘烤,溶剂挥发,树脂完全固化,形成坚韧的绝缘油漆膜。在完好状态下,如图2(a),漆膜结构稳定,微胶囊30完好地分散在聚合物树脂基体10中。当漆包铝线在绕线、运输或设备运行过程中受到机械损伤,导致漆膜表面产生微裂纹40时,如图2(b),随着裂纹的扩展,其路径上的微胶囊30会因应力集中而破裂。微胶囊的胶囊壁31破损,内部封装的修复催化剂32被释放出来,并迅速渗透到微裂纹40的界面区域。如图2(b)所示,破裂的微胶囊30中,胶囊壁31为聚脲甲醛层(厚度80nm),核心区域32为三氟化硼乙醚催化剂;裂纹40两侧的动态共价交联点20为苯并呋喃-马来酰亚胺D-A加合物,在催化剂作用下先解离为双烯体与亲双烯体单体,再重新加成形成新交联点。
相应地,可对受损的漆包铝线进行修复处理。该修复条件非常温和,例如将其置于50-80℃的环境中(在本实施例中为60℃)热处理30分钟。需要说明的是,动态共价键140-160℃的逆反应温度窗口是无催化剂条件下的热力学解离阈值;而修复催化剂(如三氟化硼乙醚络合物)可通过与D-A加合物中的氧原子形成配位键,削弱C-C交联键的键能,将逆反应活化能由无催化剂时的85kJ/mol降至42kJ/mol,从而使逆反应在50-80℃的温和温度下即可高效发生,同时确保绝缘油漆在180℃以上高温工作时,因无催化剂存在,动态键不会发生意外逆反应,兼顾稳定性与修复性。在此温度下,释放到裂纹界面的修复催化剂32会显著降低狄尔斯-阿尔德反应的活化能,催化裂纹两侧断面上的动态共价交联点20发生逆反应而断裂。化学键的断裂使得聚合物链段的活动能力增强,分子链能够在裂纹界面间重新迁移、扩散和浸润。随着时间的推移,在催化剂的作用下,断裂的键会重新发生正向的狄尔斯-阿尔德反应,在裂纹界面处形成新的化学连接,从而使微裂纹40愈合,恢复漆膜的结构完整性和力学性能。
为了便于理解,此处再次说明本绝缘油漆在180℃以上高温工作时能保持稳定的原理。其核心原理在于区分了动态共价键逆反应的热力学可能性与动力学现实性。140-160℃是无催化剂条件下逆反应开始变得热力学可行的温度窗口,但该反应的动力学速率极慢,其根本原因在于无催化剂时逆反应的活化能高达85 kJ/mol。根据阿伦尼乌斯公式,这一高能垒使得在180℃以上的工作温度下,动态键的逆反应半衰期远超1000小时,因此在电气设备的长期使用寿命内,其交联网络在动力学上是高度稳定的。只有在漆膜损伤、微胶囊破裂并释放出路易斯酸催化剂后,情况发生根本性改变。该催化剂通过与D-A加合物中的羰基氧原子发生配位,极大削弱了即将断裂的C-C键,成功构筑了一条全新的、低能垒的反应路径,将逆反应的活化能显著降低至约42 kJ/mol,反应速率被急剧提升数个数量级,这才使得逆反应得以在50-80℃的温和条件下高效进行,实现快速自修复。
综上所述,本发明通过精妙的分子设计与微胶囊技术,构建了一个智能的化学开关:在高温工作状态下,凭借无催化剂时的高活化能(85 kJ/mol)确保动力学稳定;在修复状态下,凭借催化剂触发的低活化能路径(42 kJ/mol)实现低温高效修复。这两种状态的成功分离与切换,从而可以解决耐高温材料自修复这一技术问题。
采用本实施例方法制备的漆包铝线,其漆膜能够通过220℃、1000小时的严苛热老化试验,表现出优异的高温稳定性。而在漆膜产生人为划伤引入微裂纹后,经过60℃、30分钟的温和热处理,通过显微镜观察可见裂纹基本愈合。对其进行电气性能测试,其击穿电压能够恢复至原始完好样品值的85%以上,展现出显著的自修复效果。其中,具体测试数据如下:1)未受损漆膜:击穿电压22kV/mm,拉伸强度68MPa,介损值(1kHz,200℃)0.008;2)划伤后(裂纹宽度8-10μm):击穿电压8.5kV/mm,拉伸强度32MPa;3)60℃×30分钟修复后:击穿电压18.7kV/mm(恢复率85%),拉伸强度59MPa(恢复率87%);4)220℃×1000小时热老化后:击穿电压19.5kV/mm(保留率89%),拉伸强度56MPa(保留率82%),远优于传统无修复功能聚酯酰亚胺漆(热老化后击穿电压保留率70%,拉伸强度保留率65%);5)耐水性测试:将未受损漆膜浸泡于去离子水中168h(23℃),取出后擦干测试:击穿电压20.5kV/mm(保留率93%),重量变化率1.2%(≤5%,符合行业标准),无起泡、脱落现象;而传统聚酯酰亚胺漆浸泡后击穿电压15.4kV/mm(保留率70%),重量变化率3.8%;6)耐化学性测试:经变压器油(100℃,72h)浸泡后,漆膜拉伸强度59MPa(保留率87%),介损值0.010(无明显变化),适配电机、变压器的油污工作环境;7)附着力测试:采用划格法测试(ASTM D3359),漆膜与铜线基材的附着力等级为1级(划格区域无脱落),拉力测试结合强度6.8MPa(≥5MPa,满足浸漆工艺要求)。
从中可以看出,本实施例制备的绝缘油漆在高温稳定性、自修复有效性及综合性能持久性上均展现出显著优势:
高温长期工作稳定性突出:通过稠环芳烃双烯体+马来酰亚胺设计的动态共价键(140-160℃逆反应窗口),在高温工作环境下(≥180℃)能保持交联网络稳定,不会因温度波动发生意外解离,完全满足H级(180℃)甚至C级(220℃以上)电气设备的长期使用要求,解决了传统耐高温漆稳定但不可修复的核心痛点。经长时间高温热老化后,漆膜击穿电压保留率达89%(19.5kV/mm)、拉伸强度保留率达82%(56MPa),远高于传统无修复功能聚酯酰亚胺漆(击穿电压保留率70%、拉伸强度保留率65%)。
温和条件下自修复效果高效且全面:在仅60℃×30分钟的温和热处理下,划伤(裂纹宽度8-10μm)后的漆膜不仅实现外观上的裂纹愈合,更在关键性能上实现高效恢复。击穿电压从8.5kV/mm提升至18.7kV/mm(恢复率85%),拉伸强度从32MPa提升至59MPa(恢复率87%)。表明微胶囊破裂释放的路易斯酸催化剂能精准激活裂纹界面的动态键重组,且修复过程无需高温烘烤(避免损伤漆包铝线基材),解决了传统外援型自修复漆修复剂流动受限、性能恢复不完全的问题,实现损伤后可恢复至接近原始状态。
绝缘性能与力学性能协同持久:未受损漆膜介损值仅0.008(1kHz,200℃),且热老化、修复后仍能保持低介损特性,说明漆膜绝缘结构未因动态键设计或修复过程出现缺陷;同时,修复后的拉伸强度恢复率(87%)高于击穿电压恢复率(85%),表明动态键重组不仅能修复绝缘层的电学通路缺陷,还能重建漆膜的力学支撑结构。这种绝缘+力学性能的协同恢复,确保漆包铝线在经历损伤修复后,仍能长期承受设备运行中的机械应力与电气负荷,显著降低因漆膜损伤导致的设备短路、烧毁等安全隐患,延长电机、变压器等核心电气设备的使用寿命。
实施例2
本实施例提供了一种与实施例1类似的绝缘油漆制备方法,其核心技术构思、制备流程(如图3所示)以及自修复机理(如图2所示)均与实施例1基本相同。本实施例与实施例1的主要区别在于步骤S100合成聚合物树脂时,选用了不同化学结构的反应单体,旨在验证本申请技术方案的普适性,并表明其保护范围不局限于某几种特定的化合物。
在步骤S100合成含动态共价键的聚合物树脂时,原料配方作出如下调整:1)将实施例1中15重量份的5-羟基苯并呋喃-2-羧酸(作为含稠环芳烃结构的双烯体组分来源)替换为等摩尔量的6-羟基萘并[2,1-b]呋喃-2-羧酸。萘并呋喃结构相比苯并呋喃结构含有更大的稠环芳烃体系,其刚性和共轭效应更强。2)将实施例1中12重量份的N-(4-三氟甲基苯基)马来酰亚胺(作为亲双烯体组分来源)替换为等摩尔量的1,3-亚苯基-双马来酰亚胺。
其他原料,如对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、乙二醇、甘油以及催化剂醋酸锌的用量保持不变。
合成工艺同样采用一锅法异步加料聚合工艺(如图4所示)。可以理解的是,由于新选用的单体反应活性可能与实施例1中的有所不同,具体的工艺参数,如酯交换温度、缩聚温度与时间、异步加料时的温度(仍控制在100-120℃范围内)以及最终缩聚的真空度和时间等,可根据反应监控(如酸值和粘度变化)进行适应性的微调,以确保最终得到的聚合物树脂具有相似的聚合度和交联网络结构。
步骤S200(制备自修复微胶囊)和步骤S300(混合配制)的过程,与实施例1中所述完全相同。也就是说,同样采用微流控技术制备封装有三氟化硼乙醚络合物的聚脲甲醛微胶囊,并将其与新合成的树脂及其他助剂混合。
本实施例制得的绝缘油漆,其工作过程和修复机理与实施例1完全一致。当漆膜受损时,微胶囊破裂释放催化剂,在温和加热条件下(例如50-80℃)催化基于萘并呋喃-亚苯基双马来酰亚胺体系的狄尔斯-阿尔德动态共价键发生断裂与重组,从而实现裂纹的自我修复。
本实施例与实施例1具有相当的技术效果。由于萘环比苯环具有更大的共轭体系,其形成的狄尔斯-阿尔德加合物的热稳定性更高,导致逆反应温度窗口整体向更高温区平移,达到150-170℃。尽管数值有所变化,但该窗口仍然满足高于修复温度、低于工作温度的核心设计准则,因此同样能够实现高温稳定性与自修复功能的兼顾。修复后,漆膜的电气性也能恢复至较高水平,这证明了本申请方案中对双烯体和亲双烯体组分进行结构选择的广泛有效性。
实施例3
本实施例用以说明,本申请所提出的技术方案,其核心在于包含特定动态键的聚合物树脂与封装有催化剂的微胶囊的组合,而并非严格限定于某一种特定的微胶囊制备技术。本实施例采用了一种更传统、设备要求更低的原位聚合法结合机械乳化,来替代实施例1中优选的微流控技术。
在本实施例中,步骤S100(合成含动态共价键的聚酯酰亚胺树脂)以及步骤S300(混合配制)的过程,均与实施例1完全相同。本实施例的变动之处仅在于步骤S200制备自修复微胶囊的方法。
步骤S200采用机械乳化法制备微胶囊的具体过程如下:
1)原料准备:所用原料与实施例1的步骤S200完全相同,即内水相为由修复催化剂与助溶剂(乙二醇单甲醚)按质量比1:3配制而成,油相为尿素-甲醛预聚体的有机溶液,外水相为含聚乙烯醇和氯化铵的水溶液。
2)乳化:首先,将内水相缓慢加入到油相中,使用高速剪切均质机在10000转/分钟的高速下剪切乳化5分钟,通过强烈的机械剪切力将内水相分散成细小的液滴,均匀地分布在油相中,形成油包水型的初级乳液。随后,将该初级乳液在常规机械搅拌(例如500转/分钟)下,缓慢地滴加到外水相中进行二次乳化,通过控制搅拌速率和滴加速度,使含有内水相液滴的油相液滴稳定地分散在外水相中,形成水包油包水型的复乳。
3)界面聚合固化与后处理:复乳形成后,后续的界面聚合固化及后处理步骤与实施例1完全相同。即对复乳体系进行程序升温,引发油水界面的尿素-甲醛缩聚反应形成胶囊壁,然后通过离心、洗涤、冷冻干燥得到微胶囊粉末。
与实施例1采用微流控技术制备的微胶囊相比,本实施例通过机械乳化法制备的微胶囊,其粒径分布通常较宽,平均粒径在1-10微米范围内波动,单分散性不及微流控法。此外,由于乳化过程中可能存在液滴聚并或破乳现象,其封装效率略低于微流控法,约在80%~90%的范围内。
尽管微胶囊的均一性和封装效率略有逊色,但将这种微胶囊与实施例1的树脂混合后制得的绝缘油漆,仍然具备有效的自修复功能。其工作过程与实施例1完全相同,当漆膜开裂时,这些微胶囊同样能够破裂并释放催化剂,在温和加热下激活修复机制。需要说明的是,由于微胶囊尺寸不一,可能导致漆膜的表面平整度和修复效果的重复性略逊于实施例1的产品。本实施例证明了,即使采用常规的微胶囊制备技术,只要能够实现将修复催化剂有效封装并能在裂纹处释放,就能与本申请设计的动态树脂协同作用,实现本申请的发明目的。
实施例4
本实施例旨在进一步说明本申请技术方案的适用范围,即所提出的动态共价键修复体系不仅适用于聚酯酰亚胺树脂,亦可成功应用于其他类型的耐高温聚合物基体中,例如热等级更高的聚酰胺酰亚胺树脂。选择这两种树脂的核心原因在于:1)主链含酰亚胺环(-CO-N-CO-),热分解温度≥400℃,可满足H级(180℃)及C级(220℃以上)长期工作要求;2)分子链中的酯基/酰胺基可与动态D-A交联点形成氢键相互作用,使漆膜拉伸强度提升至65-75MPa,优于环氧树脂(50-60MPa);3)可溶于甲酚、N-甲基吡咯烷酮等溶剂,兼容微胶囊分散工艺,避免出现沉降分层。其中,聚酰胺酰亚胺树脂相较于聚酯酰亚胺,主链引入酰胺键(-CONH-),氢键密度更高,玻璃化转变温度提升至250-280℃,适合220-250℃的超高温场景,且其与D-A动态键的相容性良好,修复后击穿电压恢复率仍可达82%以上。
本实施例的核心变动在于步骤S100,即合成一种含有D-A动态共价键的聚酰胺酰亚胺树脂。步骤S200(制备微胶囊)和步骤S300(混合配制)的过程,则与实施例1保持一致。
步骤S100合成含动态共价键的聚酰胺酰亚胺树脂的具体过程如下:
1)原料准备:本实施例选用适用于合成聚酰胺酰亚胺的单体,并对其进行官能化以引入狄尔斯-阿尔德反应基团。
主要原料包括:偏苯三甲酸酐100重量份,作为形成酰亚胺环和提供羧基的关键单体;4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(也常称二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯,简称MDI)120重量份,作为主要的二异氰酸酯单体;一种含羧基的官能化双烯体单体,将实施例1中的5-羟基苯并呋喃-2-羧酸替换为5-氨基苯并呋喃-2-羧酸18重量份,其氨基可与异氰酸酯基反应;以及一种含异氰酸酯基的官能化亲双烯体单体,N-(4-异氰酸酯基苯基)马来酰亚胺15重量份,其异氰酸酯基可与羧基反应,同时马来酰亚胺基团作为亲双烯体。溶剂选用强极性的非质子溶剂,N-甲基吡咯烷酮400重量份。
2)聚合反应:聚合过程在氮气保护下的反应釜中进行。首先,在N-甲基吡咯烷酮溶剂中,将偏苯三甲酸酐(100重量份)与化学计量过量的4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(110重量份),将体系温度升至70°C,反应3小时,生成含有异氰酸酯端基的聚酰胺酰亚胺。然后,加入5-氨基苯并呋喃-2-羧酸,在80°C下继续反应2小时,使其氨基与预聚物链上部分的异氰酸酯基团反应,从而将作为双烯体的苯并呋喃官能团共价连接到聚合物主链上。反应后,将体系温度调整至110°C,加入剩余的4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(10重量份)与N-(4-异氰酸酯基苯基)马来酰亚胺(15重量份),在此温度下保温反应4小时。在此阶段,发生两种关键的反应:其一,该单体的异氰酸酯基团与聚合物链上的羧基(源自偏苯三甲酸酐)反应,进一步延长链长并引入亲双烯体基团;其二,其马来酰亚胺基团与聚合物链上已接入的苯并呋喃基团发生狄尔斯-阿尔德环加成反应,形成动态共价交联网络。反应终点通过FT-IR监测,当异氰酸酯基团在2270 cm-1处的特征吸收峰完全消失时,停止反应。最后,通过施加真空并缓慢升温至180°C,脱除部分溶剂并促进亚胺化完全,得到固含量约为35%的聚酰胺酰亚胺树脂溶液。
将上述制得的含动态键的聚酰胺酰亚胺树脂,与实施例1中制备的催化剂微胶囊以及其他必要的助剂进行混合、熟化和过滤,即可得到基于聚酰胺酰亚胺的自修复绝缘油漆。
其工作过程和修复机理与实施例1完全相同,同样依赖于微胶囊的破裂释放催化剂,以及在温和加热条件下催化狄尔斯-阿尔德动态键的可逆断裂与重组。
由于聚酰胺酰亚胺主链本身具有比聚酯酰亚胺更高的玻璃化转变温度和热分解温度,本实施例制得的绝缘油漆,其整体的耐热等级和高温下的机械性能优于实施例1的体系。同时,由于引入了相同的动态键修复体系,该绝缘油漆同样具备了优异的低温自修复能力。本实施例证明了本申请提出的高逆反应温度的狄尔斯-阿尔德动态键树脂+催化剂微胶囊这一技术方案具有广泛的适用性,能够被移植到多种不同的高性能聚合物体系中,以赋予其自修复功能。
其中,聚酯亚胺树脂是H级(180℃)耐高温绝缘漆基体材料,其分子主链由聚酯链段(-O-CO-)与酰亚胺环(-CO-N-CO-)交替连接构成。通过二元酸酯单体、多元酸、多元醇与5-羟基苯并呋喃-2-羧酸、N-(4-三氟甲基苯基)马来酰亚胺聚合制得,未固化时能溶于甲酚、二甲苯等混合溶剂(如实施例1中甲酚与二甲苯的混合溶剂),固化后形成高度交联的致密漆膜,兼具聚酯的韧性与酰亚胺的高热稳定性。
聚酰胺酰亚胺树脂是适配C级(220℃以上)超高温场景的高端绝缘基体材料,分子主链在酰亚胺环基础上,额外引入酰胺链段(-CONH-),形成酰胺-酰亚胺复合结构。由偏苯三甲酸酐与二异氰酸酯类单体(如4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯)聚合而成,热稳定性优于聚酯亚胺,可溶于N-甲基吡咯烷酮、甲酚等强极性溶剂,固化后漆膜不仅耐高温,还具备更优的耐溶剂性与机械韧性。
微胶囊为核壳结构,其壳壁由聚脲甲醛或聚氨酯构成,内部封装有修复催化剂。
在本申请实施例中,微胶囊采用微流控技术生成水包油包水型乳液液滴,再经界面聚合固化,形成内部核心(内部封装有修复催化剂)+外部壳壁(聚脲甲醛或聚氨酯)的双层结构。
在本申请实施例中,聚合物树脂(如聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺)含D-A动态共价键,其逆反应需路易斯酸催化剂触发。树脂溶解、漆液配制采用甲酚-二甲苯混合溶剂,聚脲甲醛、聚氨酯均不溶于该溶剂体系,涂覆过程中壳壁不会被溶剂腐蚀,避免催化剂提前释放,核壳结构能将催化剂与树脂基体完全隔离,避免储存、涂覆或高温工作(180℃以上)时,催化剂提前接触树脂导致D-A键意外逆反应(破坏高温稳定性)。仅当漆膜因机械应力、热冲击产生微裂纹时,裂纹尖端的应力集中会使壳壁破裂,催化剂才会释放至裂纹界面,精准触发修复反应。即壳壁材料的耐高温性+核壳结构的隔离作用,确保180℃以上工作时,催化剂不释放、D-A键不逆反应,漆膜稳定;壳壁的机械强度适配性+催化剂的温和激活作用,确保裂纹时催化剂精准释放,50~80℃即可修复,不影响漆膜性能,最终实现高温下稳定工作、损伤后温和修复的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种绝缘油漆组合物,其特征在于,所述绝缘油漆组合物包括:
聚合物树脂100重量份、微胶囊5~10重量份、助剂15~35重量份和溶剂;
所述聚合物树脂为末端接枝狄尔斯-阿尔德加合物的聚酯或聚酰胺酰亚胺;所述微胶囊的芯材为路易斯酸,壁材为聚脲甲醛或聚氨酯;
所述狄尔斯-阿尔德加合物由双烯体组分与亲双烯体组分通过加成反应得到,所述双烯体组分为芳族烃环与含共轭双烯的脂族烃环或杂环的稠环化合物,所述芳族烃环、脂族烃环或杂环的至少一个氢原子被取代,所述取代的基团为用于接枝到聚酯或聚酰胺酰亚胺末端的反应基团;所述亲双烯体组分为含至少1个N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物。
2.根据权利要求1所述的绝缘油漆组合物,其特征在于,所述芳族烃环的碳原子数为6~20个,所述脂族烃环的碳原子数为4~10个,所述杂环为含有1~2个选自N或O杂原子的5~6元杂环;
和/或,用于接枝到聚酯末端的反应基团为羟基和/或羧基;用于接枝到聚酰胺酰亚胺末端的反应基团为氨基和/或羟基。
3.根据权利要求2所述的绝缘油漆组合物,其特征在于,所述芳族烃环的至少一个氢原子被氨基或羟基取代,所述脂族烃环或杂环的至少一个氢原子被羧基取代。
4.根据权利要求3所述的绝缘油漆组合物,其特征在于,所述双烯体组分为5-氨基苯并呋喃-2-羧酸、5-羟基苯并呋喃-2-羧酸或6-羟基萘并[2,1-b]呋喃-2-羧酸。
5.根据权利要求1所述的绝缘油漆组合物,其特征在于,所述亲双烯体组分具有如式(1)或式(2)所示结构:
其中,R1为氢、三氟甲基、硝基或氰基;R2为三氟甲基、异氰酸酯基、氨基、羟基、羧基或环氧基;n为1~3的整数。
6.根据权利要求1所述的绝缘油漆组合物,其特征在于,所述路易斯酸为三氟化硼乙醚络合物、氯化锌中的至少一种;所述路易斯酸的添加量为聚合物树脂质量的1.5~3.0%。
7.根据权利要求1所述的绝缘油漆组合物,其特征在于,所述助剂包括增硬剂、钛酸酯偶联剂和流平剂中的至少一种;以聚合物树脂100重量份计,所述增硬剂的用量为15~25重量份,所述钛酸酯偶联剂的用量为1~5重量份,所述流平剂的用量为0.2~1重量份;
和/或,所述溶剂为甲酚/二甲苯混合溶剂。
8.根据权利要求7所述的绝缘油漆组合物,其特征在于,所述增硬剂为甲酚-甲醛树脂,所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基型钛酸酯偶联剂,所述流平剂为有机硅。
9.一种权利要求1~8之一所述绝缘油漆组合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
合成聚合物树脂:使含有异氰酸酯端基的聚酰胺酰亚胺的反应单体与含有氨基和/或羟基反应基团的双烯体组分在50~80℃进行第一聚合反应;或者,使含有端羟基和/或端羧基的聚酯的反应单体与含有羧基和/或羟基反应基团的双烯体组分在240~250℃进行第一聚合反应;以及,将第一聚合反应以后的反应体系温度调整至100~120℃,然后加入亲双烯体组分进行第二聚合反应,得到聚合物树脂;
制备微胶囊;配制内水相为含路易斯酸的水溶液,油相为含尿素-甲醛预聚体的有机溶液,以及外水相为含聚乙烯醇和铵盐的水溶液的三相溶液;使三相溶液在微流控通道内一步生成双乳液;加热所述双乳液使界面聚合固化,形成微胶囊;以及,
混合各组分:将聚合物树脂、微胶囊、助剂于溶剂中混合搅拌均匀,得到所述的绝缘油漆组合物。
10.一种漆包线,包括导线和包覆在导线表面的绝缘油漆膜,其特征在于,所述绝缘油漆膜由权利要求1~8之一所述绝缘油漆组合物制备得到。
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