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聚氨酯漆包线漆具有优良的直焊性、染色性、耐高频性,并且可以低温高速涂线。基于聚氨酯漆包线漆上述特点,广泛运用于彩电、仪表、家用电器等电气产品领域。但我国聚氨酯漆包线漆的主要产品是F级(155℃)、H级(180℃),耐热性能与国外产品有较大的差距。为满足行业发展需求,解决国内现有聚氨酯漆包线漆耐热等级低的问题。本文通过在聚酯多元醇中引入耐热性高的三-(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)和偏苯三酸酐(TMA),在MDI型异氰酸酯固化剂中引入MDI三聚体和含C-N键的TMP/MDI封闭物,开发出200级耐高温聚氨酯漆包线漆,并对其各项性能进行了研究。主要研究内容如下: 以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、偏苯三酸酐(TMA)、萘二甲酸(NA)、联苯四甲酸二酐(BPDA)、三-(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)和二乙二醇(DEG)等为原料,通过酯交换、酯化缩聚反应制得聚酯多元醇,讨论了酸醇摩尔配比、催化剂、反应时间、温度、真空度等对反应的影响。得到优化的反应条件为:以醋酸锌和钛酸四异丙酯为催化剂,催化剂用量占原料总质量的0.3%;酸醇摩尔比为1∶1.8,预酯化温度为220℃,反应时间为12h;减压缩聚温度为230℃,真空度为400mmHg,反应时间为2h,可制得酸值为1.29mgKOH/g、羟值160.15 mgKOH/g、相对分子质量约为1500的聚酯多元醇。通过调节原料配比和结构,获得了具有不同结构和性能的一系列聚酯多元醇,相对分子质量范围为1000~3000。 以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等为原料,采用溶液聚合法制备出了MDI三聚体,研究了催化剂、溶剂、温度、时间、粘度、封闭剂对MDI三聚体的影响。得到优化条件为:以DMP-30为催化剂,用量为0.1%(占MDI质量百分数),以二甲苯和DMF为混合溶剂,反应时间为3h,反应温度为60℃,封闭剂为甲酚,可制得NCO含量为8.5%左右的MDI三聚体封闭物。 以MDI、TMP、三乙醇胺等为原料,采用溶液聚合法制备出了TMP/MDI封闭预聚物,研究了溶剂、温度、时间、粘度、封闭剂对TMP/MDI封闭的影响。得到优化条件为:以二甲苯和DMF为混合溶剂,反应时间为3h,反应温度为120℃,封闭剂为甲酚,可制得含C-N键的TMP/MDI封闭预聚物。 以自制聚酯多元醇作为聚氨酯的羟基组分、MDI型异氰酸酯固化剂作为NCO组分制得聚氨酯漆包线漆。研究了NCO/OH摩尔比例、溶剂比例、催干剂、三元醇与二元醇摩尔比例等因素对聚氨酯漆包线漆性能的影响。结果表明:以NCO/OH摩尔比例为1.05∶1,甲酚、二甲苯和DMF溶剂质量比为8∶2∶1,异辛酸锌作为催干剂,用量为3%(占总质量),三元醇与二元醇摩尔比例为1∶2.64,制得的聚氨酯漆包线漆性能最佳。采用TG和介质损耗对聚氨酯漆包线漆的热性能进行表征分析,实验结果表明:聚氨酯漆包线漆的硬段分解温度在250~320℃,软段分解温度在350~390℃,介质损耗拐点温度为175℃,该漆包线漆具有良好的热稳定性。 涂制聚氨酯漆包线后对其进行了直焊性、软化击穿、盐水针孔、热冲击和击穿电压试验分析。试验结果表明,该漆包线漆的直焊温度为400℃,软化击穿温度为265℃,热冲击温度为230℃,击穿电压为9257.2V,耐热等级可以达到200级聚氨酯漆包线漆的应用要求。