杂萘联苯型聚芳醚耐高温绝缘漆和涂料的研究

论文摘要

本论文工作系国家“863”（项目编号2003AA33G030）资助项目和军工配套项目的部分内容。在前期工作的基础上,用聚醚砜酮（PPESK）、聚醚腈酮（PPENK）等不同结构的聚芳醚树脂制备了耐高温绝缘漆和涂料,对影响其性能的诸多因素进行了系统的研究,重点考察了结构和性能的关系,为其生产应用提供一定的理论指导。 本论文工作内容如下: 优化了PPESK绝缘漆的配方和工艺。在测定了聚合物溶解度参数的基础上,依据溶剂化原则、极性相似原则和溶解度参数相近的原则,综合考虑了成本、毒性、沸点等因素,确定了混合溶剂的组成和配比。选择KH-560、KH-550、KH-590三种有机硅烷偶联剂,考察其加入对漆膜性能的影响,结果表明KH-560的引入不但有利于提高漆膜的附着力,还可以降低漆膜的吸水率;聚合物分子量的提高会使分子间的作用力以及聚合物和金属之间的吸引力增强,探讨了聚合物特性粘度对漆膜的机械性能的影响,当特性粘度达到0.50dL/g时,漆膜的附着力、柔韧性和冲击强度分别达到1级、1mm和50cm,漆膜性能优异;研究了聚合物特性粘度和溶液浓度与涂-4粘度的关系,结果表明随着聚合物特性粘度和溶液浓度的提高,漆的涂-4粘度值增加。 研究了结构对绝缘漆膜性能的影响,当PPESK的砜酮比高于8/2（摩尔比）时,漆膜具有优异的机械性能。以二氯苯腈替代二氯砜合成PPENK,以其为主要成膜物制备的绝缘漆具有优异的性能,腈基的引入有利于提高漆膜的附着力。同时研究结果还表明聚合物链中极性砜基、羰基、腈基和醚键的含量的变化对漆膜的性能有很大的影响。 优化了漆包线的制备工艺。适当提高烘炉温度,降低收线速度有利于提高漆包线的厚度、击穿电压以及漆膜的连续性和均匀性。在对绝缘漆研究的基础上,进一步深入考察了聚合物链结构对漆包线性能的影响,结果表明漆包线的柔韧性和附着性与聚合物链段中醚键、羰基以及腈基的含量密切相关。测试结果表明由于扭曲非共平面二氮杂萘酮结构的引入,杂萘联苯型聚芳醚漆包线的机械性能、电性能和热性能远优于220级聚酰亚胺漆包线国家标准,其中PPENK漆包线的热冲击温度高达470℃,是目前耐热等级最高的有机类漆包线品种,能够满足军工产品的要求。 对PPESK防腐涂料的配方和制备工艺进行了系统的研究。考察了分散工艺对涂料储存时间的影响,发现主要成分为不饱和羧酸与聚硅氧烷共聚物的BYK-P104S型润湿分散剂的引入有利于颜料的分散;当研磨时间为3h,研磨转数为2000r/min时,所研磨的颜料粒径适中,涂料的储存稳定性最好;用适量的KH-560偶联剂对颜料进行预处理,

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 绝缘漆的研究概况
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 国外耐温绝缘漆及漆包线的发展
• 1.1.2.1 概述
• 1.1.2.2 聚酯及改性聚酯绝缘漆及漆包线
• 1.1.2.3 聚氨酯绝缘漆及漆包线
• 1.1.2.4 聚酰胺酰亚胺绝缘漆及漆包线
• 1.1.2.5 聚酰亚胺绝缘漆及漆包线
• 1.1.2.6 复合涂层漆包线的发展
• 1.1.2.7 聚醚砜（酮）类绝缘漆及漆包线
• 1.1.2.8 其它结构耐温绝缘漆及漆包线
• 1.1.3 国内耐温绝缘漆及漆包线的发展
• 1.1.4 其它用途耐温绝缘漆的发展
• 1.2 耐高温涂料的发展
• 1.2.1 耐高温防腐蚀涂料的发展
• 1.2.2 不粘涂料的发展
• 1.2.3 涂料助剂的研究发展
• 1.3 含杂萘联苯结构聚芳醚的研究进展
• 1.4 主要研究内容
• 2 杂萘联苯型聚芳醚耐高温绝缘漆
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.2.1 树脂溶解度参数的测定
• 2.2.2.2 调整PPESK溶剂配方和固化工艺
• 2.2.2.3 绝缘漆的配制
• 2.2.2.4 漆膜的制备
• 2.2.3 性能测试
• 2.2.3.1 聚合物热性能测试
• 2.2.3.2 粘度测定
• 2.2.3.3 绝缘漆漆膜机械性能测定
• 2.2.3.4 绝缘漆吸水率测定
• 2.2.3.5 绝缘漆漆膜耐腐蚀性测定
• 2.2.3.6 绝缘漆漆膜电性能测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 PPESK溶解度参数的测定
• 2.3.2 溶剂配方的确定
• 2.3.3 固化工艺的确定
• 2.3.4 偶联剂对漆膜性能的影响
• 2.3.5 粘度对性能的影响
• 2.3.5.1 特性粘度对漆膜性能的影响
• 2.3.5.2 特性粘度对流动粘度的影响
• 2.3.5.3 溶液浓度对流动粘度的影响
• 2.3.6 结构对漆膜性能的影响
• 2.3.6.1 PPESK绝缘漆
• 2.3.6.2 PPENK绝缘漆
• 2.3.6.3 PPENKK绝缘漆
• 2.3.6.4 含有双酚A基团的PPEN绝缘漆
• 2.3.6.5 PPENS绝缘漆
• 2.3.6.6 PPENSK绝缘漆
• 2.4 小结
• 3 杂萘联苯型聚芳醚耐高温漆包线
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 试验方法
• 3.2.2.1 漆包线漆的配制
• 3.2.2.2 漆包线的涂线工艺
• 3.2.3 性能测试
• 3.2.3.1 粘度测试
• 3.2.3.2 漆包线性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 漆包线漆对漆包线性能的影响
• 3.3.1.1 助剂对漆包线表面性能的影响
• 3.3.1.2 聚合物特性粘度对漆包线圆棒卷绕性能的影响
• 3.3.1.3 聚合物特性粘度对流动粘度的影响
• 3.3.1.4 浓度对流动粘度的影响
• 3.3.1.5 温度对流动粘度的影响
• 3.3.1.6 温度及浓度对漆包线性能的影响
• 3.3.2 漆包机工艺参数对漆包线性能的影响
• 3.3.2.1 自制立式漆包机
• 3.3.2.2 长城电缆厂立式漆包机
• 3.3.2.3 长城电缆厂卧式漆包机
• 3.3.3 溶剂对漆包线性能的影响
• 3.3.4 结构对漆包线性能的影响
• 3.3.4.1 腈、酮比对PPENK漆包线性能的影响
• 3.3.4.2 PPESK、PPENK与PPENKK漆包线的性能对比
• 3.3.5 PPESK和PPENK漆包线的综合性能
• 3.4 小结
• 4 聚醚砜酮耐高温防腐涂料
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料及设备
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.2.1 PPESK防腐涂料及漆膜的制备
• 4.2.3 性能测试
• 4.2.3.1 涂料耐热性测试
• 4.2.3.2 涂料机械性能测定
• 4.2.3.3 漆膜吸水率测定
• 4.2.3.4 漆膜耐腐蚀性测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 助剂对涂料性能的影响
• 4.3.1.1 润湿分散剂对涂料性能的影响
• 4.3.1.2 偶联剂预处理对涂料性能的影响
• 4.3.2 分散条件对涂料性能的影响
• 4.3.3 颜料对涂料性能的影响
• 4.3.3.1 颜料添加量对分散性能的影响
• 4.3.3.2 颜料添加量对涂料吸水率和耐蚀性的影响
• 4.3.3.3 微粉白炭黑的加入对涂料性能的影响
• 4.3.4 防腐涂料配方的确定及性能测试结果
• 4.4 小结
• 5 聚醚砜酮耐高温不粘涂料
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要原料
• 5.2.2 试验方法
• 5.2.2.1 含BPS和DHPZ结构聚醚砜酮的合成及精制
• 5.2.2.2 涂料的制备方法
• 5.2.2.3 不粘涂层的制备
• 5.2.3 性能测试
• 5.2.3.1 聚合物性能测试
• 5.2.3.2 涂料性能测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 PTFE粒径对涂料性能的影响
• 5.3.2 颜料对涂料性能的影响
• 5.3.3 分散工艺对涂料性能的影响
• 5.3.4 不粘涂料配方的确定及性能测试
• 5.3.5 新型聚醚砜酮四元共聚物的合成
• 5.3.5.1 投料方式对聚合物特性粘度的影响
• 5.3.5.2 反应时间对聚合物特性粘度的影响
• 5.3.5.3 BPS含量对聚合物特性粘度的影响
• 5.3.6 新型聚醚砜酮四元共聚物的表征
• 5.3.6.1 FTIR表征共聚物的结构
• 5.3.6.2 聚合物热性能表征
• 5.3.7 新型聚醚砜酮不粘涂料的性能
• 5.3.7.1 砜酮含量对涂料表面性能的影响
• 5.3.7.2 BPS含量对涂料性能的影响
• 5.3.7.3 BPS含量对涂料吸水率的影响
• 5.3.7.4 BPS含量对涂料耐酸煮性能的影响
• 5.4 小结
• 6 杂萘联苯结构聚芳醚涂层固化行为的研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 主要原料
• 6.2.2 试验方法
• 6.2.3 性能测试
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 PPENK涂层固化行为的考察
• 6.3.1.1 红外表征结果
• 6.3.1.2 热失重表征结果
• 6.3.2 催化剂对PPENK涂层固化的影响
• 6.3.3 PPESK涂层固化行为的考察
• 6.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表学术论文情况
• 创新点摘要
• 致谢
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书