苯并噁嗪无溶剂浸渍漆的研制

论文摘要

本文在现有苯并噁嗪树脂的基础上，选择一种或多种苯并噁嗪单体用于无溶剂绝缘浸渍漆的制备，并且研究了苯并噁嗪无溶剂浸渍漆的适用性和可靠性。根据无溶剂浸渍漆的基本要求：低粘度、长贮存期、良好的固化性能和机械、介电性能，选用二胺型苯并噁嗪（MDA-BOZ）或者MDA-BOZ与含醛基单环苯并噁嗪树脂（Ald-BOZ）的混合树脂体系作为主体，利用酯化环氧进行改性，并且以邻苯二甲酸二烯丙酯和苯乙烯作为活性稀释剂，制得了适用于普通沉浸工艺及真空压力浸渍（VPI）工艺的苯并噁嗪树脂无溶剂漆。该无溶剂漆的制备工艺简便，工艺时间短，极易实现工业化大批量生产。分别利用Brookfield旋转粘度计和涂-4粘度计对苯并噁嗪的粘度特性进行研究。该无溶剂漆的初始粘度在300cps（25C）左右，能够满足浸渍需要，从粘度——温度关系曲线可知，漆液粘度随温度升高而迅速降低，因此，在浸漆温度（40-50℃）下，苯并噁嗪无溶剂漆可以充分渗透进入绕组线圈，填充线圈中的空穴。根据漆液在80℃下恒温6h的粘度变化趋势，可以看到在无固化剂的情况下，漆液具有良好的贮存稳定性，但在添加固化剂后，漆液的贮存稳定性变差。其中，添加潜伏性固化剂后，漆液的粘度从23cps增长到45cps，明显较添加非潜伏性固化剂的贮存稳定性好。与没有添加固化剂的漆液的粘度变化趋势相近，表明潜伏性固化剂在一定程度上使漆液在常温下的贮存稳定性得以保持。在添加固化剂之前，漆液160℃的凝胶化时间长达40min以上，导致挂漆量低：添加固化剂后，凝胶化时间缩短至7min；固化速度明显加快，并且固化程度有所提高。但是，在添加有机盐或过渡金属盐类潜伏性固化剂后，由于凝胶化时间缩短，在固化过程中易导致固化物产生气泡，特别是有机盐类潜伏性固化剂。过渡金属络合物在作为催化剂的同时，还由于过渡金属与聚苯并噁嗪形成配位络合作用，使得固化物的耐热性提高。系列研究表明，通过选择合适的潜伏性固化剂，可以在降低固化温度和缩短固化时间的同时，保证苯并噁嗪无溶剂浸渍漆在常温下的贮存稳定性达到6个月以上，满足用户及生产工艺的要求。本文还研究了苯并噁嗪作为改性剂，制备改性不饱和聚酯无溶剂漆。在收缩性和表面干燥性方面有明显改善：经苯并噁嗪改性的不饱和聚酯固化物具有优异的电气性能，但是，贮存稳定性难以达到6个月的要求，固化温度也需要提高才能获得较好的机械性能。系列的研究拓宽了苯并噁嗪树脂的应用途径，使得无溶剂浸渍漆家族增加了新的种类。但是，与环氧类无溶剂漆和不饱和聚酯型无溶剂漆相比较，苯并噁嗪无溶剂漆在收缩性、表面干燥性以及耐热性等方面具有一定的优势，在固化性能、韧性等方面却还不理想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 苯并噁嗪无溶剂漆的研究背景及目的、意义
• 1. 引言
• 2. 无溶剂浸渍漆的研究进展
• 2.1 无溶剂漆的分类
• 2.1.1 按耐热等级分类
• 2.1.2 根据基体树脂分类
• 2.1.2.1 环氧类
• 2.1.2.2 不饱和聚酯类
• 2.1.2.3 聚酯酰亚胺类
• 2.1.2.4 二苯醚树脂类
• 2.1.2.5 聚酰亚胺类
• 2.1.2.6 有机硅树脂类
• 2.2 活性稀释剂
• 2.3 无溶剂漆的浸渍工艺
• 2.3.1 浸渍工艺对无溶剂漆的要求
• 2.3.2 浸漆工艺
• 2.4 无溶剂漆的发展趋势
• 3. 苯并噁嗪树脂的应用研究进展
• 3.1 新型单体合成
• 3.1.1 合成方法
• 3.1.2 新型单体种类及应用情况
• 3.1.2.1 分子结构设计与交联密度
• 3.1.2.2 分子量
• 3.1.2.3 功能化的苯并噁嗪单体
• 3.2 苯并噁嗪树脂的改性
• 3.2.1 共聚
• 3.2.2 共混
• 3.2.3 复合材料
• 3.3 固化机理及催化剂研究
• 4. 本论文的研究目的和意义
• 5. 本论文的主要研究内容
• 6. 本论文的主要创新点
• 参考文献
• 第二章 苯并噁嗪无溶剂浸渍漆
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要原料
• 2.1.2 性能测试及结构表征
• 2.1.2.1 漆液基本性能
• 2.1.2.2 红外光谱分析
• 2.1.2.3 热失重分析（TGA）
• 2.1.2.4 差示扫描量热分析（DSC）
• 2.1.3 酯化环氧的制备
• 2.1.4 潜伏性固化剂LC-I的制备
• 2.1.5 苯并噁嗪无溶剂漆的制备
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 苯并噁嗪无溶剂漆的基本组成
• 2.2.1.1 主体树脂苯并噁嗪
• 2.2.1.2 活性稀释剂
• 2.2.1.3 改性树脂的选择
• 2.2.2 苯并噁嗪无溶剂漆的合成路线选择
• 2.2.2.1 工艺路线
• 2.2.2.2 工艺性能对比
• 2.2.2.3 预聚程度与反应时间的关系
• 2.2.2.4 预聚树脂的红外表征
• 2.2.2.5 固化性能对比
• 2.2.2.6 贮存性能对比
• 2.2.3 MDA-BOZ型苯并噁嗪无溶剂漆的性能
• 2.2.3.1 无溶剂漆的性能
• 2.2.3.2 无溶剂漆的流变性能
• 2.2.3.3 贮存稳定性
• 2.2.3.4 凝胶化时间
• 2.2.3.5 固化性能
• 2.2.3.6 成膜性能
• 2.2.3.7 耐热性能
• 2.2.3.8 浇铸体性能测试
• 2.2.4 MDA-BOZ/Ald BOZ混合型无溶剂漆
• 2.2.4.1 粘度特性
• 2.2.4.2 固化条件
• 2.2.4.3 热稳定性
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 第三章 苯并噁嗪改性不饱和聚酯无溶剂漆
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要原料
• 3.1.2 性能测试及结构表征
• 3.1.2.1 漆液基本性能
• 3.1.2.2 红外光谱分析
• 3.1.2.3 热失重分析（TGA）
• 3.1.2.4 差示扫描量热分析（DSC）
• 3.1.3 改性不饱和聚酯无溶剂漆的制备
• 3.1.4 不饱和聚酯漆的制备
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 改性不饱和聚酯漆的综合性能
• 3.2.2 粘度与温度关系
• 3.2.3 固化性能
• 3.2.4 浇铸体的机械性能
• 3.2.5 介电性能
• 3.3 本章小结
• 第四章 潜伏性固化剂的应用初步研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要原料
• 4.1.2 潜伏性固化剂的合成
• 4.1.2.1 金属络合物
• 4.1.2.2 有机盐
• 4.1.3 测试方法及条件
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 合成及表征
• 4.2.2 对苯并噁嗪树脂的固化影响
• 4.2.2.1 凝胶化时间
• 4.2.2.2 厚层固化能力
• 4.2.2.3 热稳定性
• 4.2.3 对苯并噁嗪无溶剂漆的影响
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论及展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 在读期间发表的论文
• 致谢