本發(fā)明屬于漆包線用聚酰亞胺合成，具體涉及一種高固體含量納米復(fù)合聚酰亞胺絕緣涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代工業(yè)和科技發(fā)展中，漆包線作為一種基礎(chǔ)性的導(dǎo)電線材，被廣泛應(yīng)用于電機(jī)、變壓器、電感器、電磁鐵等電氣設(shè)備中。漆包線的質(zhì)量直接影響到這些電氣設(shè)備的性能和使用壽命。其中，絕緣涂料作為漆包線的重要組成部分，起著至關(guān)重要的作用。它不僅需要具備優(yōu)異的電絕緣性能，以確保導(dǎo)電線芯與外部環(huán)境之間的電絕緣，還要具備良好的機(jī)械性能和耐熱性能，以在復(fù)雜的工作環(huán)境中保持穩(wěn)定的表現(xiàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的變化，人們對漆包線絕緣涂料的要求也越來越高。在眾多高性能絕緣涂料中，聚酰亞胺憑借其卓越的熱穩(wěn)定性和電絕緣性能，成為漆包線絕緣涂料的理想選擇。
2、聚酰亞胺是一種高性能的聚合物材料，其主鏈中含有酰亞胺環(huán)，且酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)使聚酰亞胺具有一系列優(yōu)良性能，它的優(yōu)秀性能主要體現(xiàn)在電氣方面、耐輻射性、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、機(jī)械性能等方面，并且在較為寬廣的溫度范圍以及頻率范圍內(nèi)仍能保持其優(yōu)良性能不受較大影響，因此已被廣泛應(yīng)用在薄膜、電纜、涂料、變壓器、工程塑料以及電機(jī)絕緣層等方面，而且作為變頻牽引電機(jī)最重要的絕緣材料，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電機(jī)槽絕緣、變頻電機(jī)匝間絕緣及地絕緣等方面。但是繞組間的不均勻放電會(huì)使絕緣材料材料發(fā)生電暈老化，使傳統(tǒng)聚酰亞胺材料過早老化失效，還容易引起火災(zāi)。近年來，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，人們開始嘗試將納米材料引入樹脂基體中，以改善其性能。因此，通過在聚酰亞胺基體中引入納米填料，如納米二氧化硅、納米碳管等，可以顯著提高涂層的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和電絕緣性能。此外，通過合理設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料，還可以實(shí)現(xiàn)高固體含量的涂料配方，提高儲(chǔ)存性、減少溶劑的使用，降低環(huán)境污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是目前漆包線用聚酰亞胺的粘度大、附著力、絕緣性能、耐電暈性能不佳等缺點(diǎn)，通過復(fù)合改性，提高膜的附著力、絕緣性和耐電暈性，得到性能優(yōu)良的絕緣涂料，減少非質(zhì)子溶劑使用，降低成本，減少污染。
2、為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種漆包線用高固體含量納米復(fù)合聚酰亞胺絕緣涂料的制備方法，包括如下步驟：
3、步驟（1）：室溫條件下，按重量份計(jì)，將3～4份的納米粒子和去離子水加入三口燒瓶中，使用超聲分散使得納米粒子在溶液中均勻分散，然后采用鹽酸來調(diào)節(jié)分散液ph值至4～6，接著在60℃水浴攪拌下，緩慢加入偶聯(lián)劑到納米粒子溶液中，反應(yīng)3h，得到表面修飾后的功能化納米粒子溶液；
4、步驟（2）：將步驟（1）中制備的功能化納米粒子溶液轉(zhuǎn)移至離心管中，放入離心機(jī)，5000r/min，離心5min后，去除上層清液，加入去離子水，再次離心，重復(fù)2～3次后，將離心管中納米粒子取出置于燒杯中，將其放入100℃真空烘箱中處理2h，得到表面修飾后的功能化納米粒子，密封保存?zhèn)溆茫?/p>
5、步驟（3）：室溫條件下，按重量份計(jì)，分別稱取8～12份的單體二胺和12～18份的單體二酐，將單體二胺和單體二酐同時(shí)分別置于80℃和150℃鼓風(fēng)干燥箱中處理6h，分別得到預(yù)制后的單體二胺和單體二酐，并密封置于干燥器中保存?zhèn)溆茫粚?～2份的硅氧烷和80份的非質(zhì)子溶劑經(jīng)4?級(jí)分子篩處理后，密封保存?zhèn)溆茫?/p>
6、步驟（4）：將步驟（2）、步驟（3）中預(yù)制好的0.5～1.0份的功能化納米粒子、7.5～11份的單體二胺、0.1～0.2份的硅氧烷、40～45份的非質(zhì)子溶劑加入三口燒瓶中，攪拌0.5h，待固體完全溶解后，冰水浴降溫至0～10℃，加入0.6～1.2份的封端劑，攪拌0.5～1h，加入4.0～5.5份的單體二酐和6.0～10份的非質(zhì)子溶劑，間隔時(shí)間0.5～1h，再次加入4.0～5.5份的單體二酐和6.0～10份的非質(zhì)子溶劑，重復(fù)上述操作一共加入三次加入4.0～5.5份的單體二酐和6.0～10份的非質(zhì)子溶劑，期間保持冰水浴溫度在0～10℃。之后在攪拌下持續(xù)反應(yīng)6～12h，所得均相粘稠液體即為納米粒子/聚酰胺酸混合溶液；
7、步驟（5）：將步驟（4）中得到的納米粒子/聚酰胺酸混合溶液，以及4.8～7.6份的固化催化劑加入到三口燒瓶中，水浴0～10℃下機(jī)械攪拌2～4h，得到均一的高固體含量聚酰亞胺絕緣涂料。
8、本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：
9、提供一種偶聯(lián)劑與納米粒子的質(zhì)量比為1:6～1:10，所述納米粒子與單體的質(zhì)量比為1:10～1:25，所述含硅氧烷鏈節(jié)的單體二胺與單體二胺的質(zhì)量比為1:25～1:50，所述固化催化劑與聚酰胺酸的質(zhì)量比為1:8～1:15。
10、進(jìn)一步地，非質(zhì)子溶劑為n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的一種，所述聚酰胺酸的固體質(zhì)量含量為25～30%。
11、進(jìn)一步地，單體二胺為3,3'-二氨基聯(lián)苯、4,4'-二氨基二苯硫醚、4,4'-二氨基三苯基甲烷、雙(3-氨基苯基)砜、4,4'-二氨基二苯砜、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯基甲烷中的一種或多種，單體二酐為3,3',4,4'-聯(lián)苯四甲酸二酐、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、3,3',4,4'-二苯砜四甲酸二酐、2,2'-雙(3,4-二羧基苯基)六氟異丙基二酐、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐中的一種或多種，所述含硅氧烷鏈節(jié)的單體二胺為1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、4,4'-二氨基二苯基硅氧烷、雙(3-氨基丙基)二甲基硅氧烷中的一種。
12、進(jìn)一步地，單體二胺和單體二酐的物質(zhì)的量之比為1:1.02。
13、進(jìn)一步地，納米粒子為納米二硫化鉬，加六方氮化硼（h-bn）及其納米片和納米二硫化三鎳中的一種或幾種，其中納米二硫化鉬在納米粒子中的百分含量不低于70%，所述納米粒子的質(zhì)量份為0.5～1％。
14、進(jìn)一步地，封端劑為4-苯基乙炔基鄰苯二甲酸酐、2,2'-聯(lián)苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐的一種。
15、進(jìn)一步地，固化催化劑為2-羥基吡啶、喹啉、異喹啉、吡嗪中的一種。
16、進(jìn)一步地，偶聯(lián)劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷中的一種。
17、本發(fā)明的有益效果是：
18、聚酰亞胺是含酰亞胺環(huán)的聚合物，其連續(xù)的雜元環(huán)分子結(jié)構(gòu)中賦予了它極佳的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性，與傳統(tǒng)絕緣涂料相比，具有極高的絕緣性、耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、低吸濕性和機(jī)械性能等，能夠在化學(xué)環(huán)境復(fù)雜的條件下也能長時(shí)間保持良好的絕緣性能，而不易出現(xiàn)損壞、老化現(xiàn)象。納米粒子具有具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，這些效應(yīng)也將影響并改變納米電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能特性，必將對納米電介質(zhì)的陷阱特性和載流子運(yùn)輸行為產(chǎn)生巨大的影響，因此，納米粒子通過調(diào)制復(fù)合材料陷阱特性達(dá)到提高電老化閾值或減緩空間電荷積累的作用，可以滿足絕緣材料在不同使用條件下的耐電暈需求同時(shí)，搭配利用含硅氧烷鏈節(jié)的單體二胺，固化催化劑和封端劑，對聚酰亞胺進(jìn)行改性，可望改善聚酰亞胺涂料的耐電暈性能、儲(chǔ)存性、附著力，也降低涂料粘度，解決涂敷加工方面的問題，減少非質(zhì)子溶劑的使用，降低成本，減少污染，提高聚酰亞胺型絕緣涂料的綜合性能。
19、本發(fā)明制備的高固體含量納米復(fù)合聚酰亞胺絕緣涂料各個(gè)組分相容性好，使其能夠形成穩(wěn)定溶液體系；本發(fā)明提供的高固體含量納米復(fù)合聚酰亞胺絕緣涂料在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生游離的低表面能物質(zhì)，將此納米復(fù)合聚酰亞胺絕緣涂料涂敷在涂裝工件表面形成的涂層光滑整潔。本發(fā)明高固體含量納米復(fù)合聚酰亞胺絕緣涂料耐電暈和以及漆膜綜合性能皆較優(yōu)，各項(xiàng)性能優(yōu)異，且所用非質(zhì)子溶劑少，成本較低。