均苯四甲酸二酐改性聚酯多元醇的合成性能及应用研究[20200412225620]
摘要
使用不同含量的均苯四甲酸二酐（PMDA）代替对苯二甲酸（PTA）设计了4个缩聚体系，制备了一系列均苯四甲酸二酐改性的聚酯多元醇，然后用多种方法对缩聚工艺、制得的聚酯多元醇和聚氨酯漆包线漆进行性能测试。研究结果表明：缩聚时间随着均苯四甲酸二酐用量的增加而减少；270℃时，聚酯多元醇的自固化成膜时间随均苯四甲酸二酐用量的增大而缩短；制得的聚酯多元醇的颜色随均苯四甲酸二酐用量的增大而逐渐变浅；综合比较各体系与基本配方可得出，当均苯四甲酸二酐/PTA的质量比为40/60时，聚氨酯漆膜的直焊性和介质损耗性能最好。将综合性能较好的体系用异氰酸酯进行处理,得到改性聚氨酯。改性聚氨酯漆包线漆的焊锡性能比没改性过的聚氨酯漆包线漆明显改善，介质损耗性能也相应提高。
 *查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
关键字:均苯四甲酸二酐聚酯多元醇漆包线漆直焊性
目录
1 绪论 1
1.1 聚酯漆包线漆 1
1.1.1 聚酯漆包线漆的特点 1
1.1.2 聚酯漆包线漆的合成与改性 1
1.2 均苯四甲酸二酐 4
1.2.1 均苯四甲酸二酐的基本性质 4
1.2.2 均苯四甲酸二酐的制备 4
1.2.3 均苯四甲酸二酐在工业中的应用 6
1.2.4 均苯四甲酸二酐的反应 7
1.3 异氰酸酯 7
1.4 论文的研究内容以及新颖点 8
1.4.1 研究内容 8
1.4.2 新颖点 8
2 实验部分 9
2.1 实验原料、仪器及装置 9
2.1.1 主要原料和仪器 9
2.1.2 实验原理、反应装置及其注意点 9
2.2 实验方法与步骤 10
2.2.1 酸酐反应的工艺研究 10
2.2.2 缩聚工艺 10
2.2.3 聚酯多元醇溶液的配制 10
2.2.4聚酯漆包线漆的配制 10
2.2.5聚酯漆包线样品的制备 10
2.3 性能测试 11
2.3.1酸酐反应的工艺研究 11
2.3.2聚酯多元醇270℃自固化成膜 11
2.3.3 聚酯多元醇的溶解性能 12
2.3.4直焊性 12
2.3.5 介质损耗 12
2.3.6漆膜的耐溶剂性 12
2.3.7 热冲性 12
2.3.8盐水弯曲针孔测试 12
3 结果与讨论 13
3.1 酸酐酯化反应的工艺研究 13
3.2 缩聚工艺研究 15
3.3 聚酯多元醇的结构及其性能 16
3.3.1 聚酯多元醇的物理化学性质 16
3.3.2 聚酯多元醇的溶解性能 16
3.3.3 聚酯多元醇的结构表征 17
3.3.4 热重分析 18
3.4 改性聚酯漆包线漆膜的研究 19
3.4.1 漆膜的介质损耗 19
3.4.2 漆膜的直焊性 21
3.4.3漆膜的耐溶剂性 21
3.4.4 漆膜的弯曲拉伸盐水针孔 22
3.4.5 漆膜的热冲性能 23
4. 结论 24
参考文献 25
致 谢 27
1 绪论
1.1 聚酯漆包线漆
漆包线漆是电机、家用电器等产品的主要部件原料，特别是近一段时间家用电器和电力工业的迅猛发展，使得漆包线漆的应用领域变得越来越广泛[1]。特别是聚氨酯漆包线漆，聚氨酯漆包线漆在科学与工业上已经有六十多年的历史了，它主要用在微型电子设备和电子技术中，而且在低温下快速可焊性是至关重要的。到目前为止，聚酯以及其改性的聚酯仍然是155、180级的漆包线的主要产品。大量的漆包线被用于制造汽车、变压器、电视扼线圈和许多其他产品。电器设备和机器的设计，逐渐向小型汽车、线圈和变压器在较高的温度下进行高速率的操作，这以及自动化产品的增加对直焊性漆包线的耐高温性能优了更高的要求[2]。
1.1.1 聚酯漆包线漆的特点
有一定的的表面张力，使聚酯漆包线漆具有良好的流平性以及拥有拉圆和防垂作用，并且容易涂光、涂厚；在聚酯特性条件的允许下，应当有比较低的粘度和比较高的固含量，以保证漆膜容易涂厚；聚酯漆包线漆中溶剂的蒸发和固化应当可以在高温下快速发生[3]。但是，聚酯漆包线漆的热冲性能较差，在密闭的邮箱体系中容易老化分解，所以，这一缺点限制了聚酯漆包线漆在充油防水电机以及在油浸式变压器中的应用。
1.1.2 聚酯漆包线漆的合成与改性
酯交换法、直接酯化法、碳酸乙烯酯和DMT酯交换耦合法均是聚酯漆包线漆的合成方法，其中前面两种是工业上大规模采用的。
为了提高聚酯漆包线漆的各种性能，国内外研究机构对聚酯漆包线漆进行了大量的改性研究。目前采用较广的是用三(α-羟乙基)异氰脲酸酯代替丙三醇和乙二醇等对聚酯漆进行改性，如美国耐温等级高达200℃的Isonel200系列，其不仅拥有良好的软化击穿性能还拥有热冲击性能[4]；德国拜耳公司在用把亚胺加入聚酯的方法很好的改善了聚酯漆的耐热性能。国内研究人员也在聚酯改性方面做了大量工作，从多方面对聚酯的性能改善进行了研究，比如多元醇改性、多元酸改性和亚胺改性等。
1.1.2.1 从漆基树脂原料上改性聚酯漆包线漆
漆基树脂、溶剂和其他助剂共同调制成漆包线漆，但是对漆包线漆的性质起决定性作用的是漆基树脂。目前，国内外研究人员主要研究纯线型聚酯树脂并对其进行了改性研究，比如聚酯树脂的柔韧性、耐冲击性、机械性能和耐热性等。
1. 多元醇改性聚酯漆包线漆
二元醇是聚酯漆包线漆的生产中使用的主要原料，实际工业生产中一般使用乙二醇和丁二醇[5]。从改善聚酯漆的耐污性、热稳定性和耐过度烘烤等方面综合考虑，聚酯树脂的主体醇也可以选用新戊二醇，因为新戊二醇侧链上的甲基基团的溶解度非常好，有利于提高优化聚酯树脂在烃类溶剂的溶解性。为保证最终产品好的机械加工性能，改善漆膜的柔韧性以及耐刮性，可以二元醇链比较长的聚酯基，二元醇的链越长，漆基树脂所含的二元醇的亚甲基就越多，聚酯也就越柔韧。丙三醇具有三官能度，因此，在生产聚酯漆包线漆的缩聚阶段加入丙三醇会使生成的聚酯拥有三维体型结构以及带有支链的线性结构。而支化分子的出现，很好的削弱了分子之间的内聚力，使聚酯不容易形成结晶。树脂分子游离羟基的极性也随之增强，对树脂的溶解性能起到了很好的优化作用，同时也增强了聚酯漆包线漆对金属材料的附着力。丙三醇的加入虽然可以优化聚酯漆包线漆的很多性能，但是也会降低漆包线漆的可挠性和耐热老化性，所以，丙三醇的加入量要控制在一定的范围内。拥有三个伯羟基的三羟甲基丙烷不仅反应活性大，而且由于可形成网状结构，在形成漆膜时可以提高漆包线漆的官能度以及漆膜的交联密度，使漆膜拥有比较高的硬度，同时缩短漆膜的烘干时间，优化漆膜的耐甲乙酮擦洗、耐烘烤性能。但是如果三羟甲基丙烷的加入量过大，则会影响漆膜的耐弯曲开裂性以及耐冲击性能，三羟甲基丙烷的质量分数大概占配方物质总量的1.5%～1.6%。
2. 多元酸改性聚酯漆包线漆
PTA(TPA)等芳香酸作为漆包线用饱和聚酯树脂体系中的主要二元酸，不仅可以提高聚酯的贮存稳定性，而且还可以提高聚酯树脂的混溶性[1]，含有刚性苯环基团的芳香酸可以提高产品漆膜的硬度，此外，芳香酸合成树脂时速度快、热稳定性好而且反应生成的树脂具有比较好的色泽保持能力，因此，芳香酸经常被用作漆包线漆的主链。由于间苯二甲酸的间位羧基的位阻效应阻碍了链段的运动，使链变得更长，优化了漆膜的硬度，提高了漆膜的耐候性和耐化学性。具有线性结构的脂肪族二元酸赋予链段好的自由运动，比如加入可调节分子柔韧性的己二酸（AA）可以增强产品的机械加工性。除此之外，作为精细化工产品的主要原料，偏苯三酸酐(TMA)因为分子中含有羧酸和酸酐的结构，所以共同拥有苯甲酸和羧酸的化学性质，在聚酯漆包线漆生产中得到了广泛的应用。
1.1.2.2 亚胺改性聚酯漆包线漆
含亚胺基团的多元芳香族羧酸、PTA等羧酸以及多元醇合成生成聚酯亚胺树脂。聚酯亚胺漆膜的结构如图1所示：

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/gfzcl/6457.html