耐高温漆包线漆的分子结构设计及其合成与生能研究

   近几年我国高速铁路电力机车(高铁)和动车组的发展速度有目共睹,高功率牵引电机是其关键的核心部件。聚酰亚胺漆可用作电机内导线的绝缘漆和电机绕组的浸渍漆,也可用作高压大型电机的槽部和端部防电晕漆。电机运转时线圈大量放热,还伴有瞬间电流和电压,容易造成绝缘漆膜的老化和破坏。聚酰亚胺漆膜耐高温漆包线具有耐高温、强度高、柔韧性好、耐老化和耐辐射的优良性能,在厚度比一般绝缘材料小得多时就可获得出色的介电性能,对电机设备的轻型化和小型化十分有利。 本课题工作主要分为四部分：一、聚酰亚胺单体的合成及表征。二、马来酰亚胺侧基聚酰亚胺树脂的制备及性能研究。三、耐高温漆包线漆的分子结构设计与合成研究。四、耐高温漆包线的研制及性能研究。 首先设计了一种双酚A型四胺单体——2,2-双[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷(BDAPPP),它是由双酚A、无水碳酸钾、2,4-二硝基氯苯经亲核取代反应制得2,2-双[4-(2,4-二硝基苯氧基)苯基]丙烷(BDNPPP);再利用Pd/C、水合肼进一步还原而成。利用BDAPPP四胺单体与马来酸酐(MA)反应,连同4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA),分别与均苯四甲酸二酐(PMDA)、联苯四甲酸二酐(BPDA)、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)聚合,得到马来酰亚胺侧基聚酰胺酸树脂,其高枝化结构的使粘度得到显著降低；进一步热亚胺化制得了相应的马来酰亚胺侧基聚酰亚胺薄膜,并对聚酰亚胺薄膜进行了红外表征和力学性能、介电性能、光学性能、表面能及吸水率的研究。 又以自制的苯胺盐酸盐做催化剂,通过对羟基苯甲醛和苯胺的缩合反应合成了一种含酚羟基侧链的二胺单体——4,4'-二氨基-4"-羟基三苯甲烷(DAHTM),通过与其它单体共聚得到一种综合性能优异的耐高温聚酰亚胺漆膜。同时研究了树脂分子结构对漆膜性能的影响。 经筛选优化,最终确定了利用4,4'-二氨基-4"-羟基三苯甲烷(DAHTM)二胺单体与2,2-双-[4(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)、4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)几种单体共缩聚制备一种耐高温聚酰亚胺漆包线漆。该漆粘度和表面张力适当,流平性好,容易涂线。此种漆液涂制而成的漆包线具有出色的耐热性,玻璃化转变温度可达293℃,软化击穿温度和击穿电压明显高于240级芳族聚酰亚胺耐高温漆包线国家标准。