本发明涉及绝缘漆技术领域，具体涉及一种高耐热聚氨酯绝缘漆及其制备方法。
背景技术：
目前市场上高耐热等级(180级)绝缘漆是以聚酯亚胺绝缘漆为主，产品应用广，市场份额巨大，但聚酯亚胺绝缘漆不具备直焊性能，需使用脱漆剂才能进行焊接，使用上较为不便。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高耐热聚氨酯绝缘漆，该高耐热聚氨酯绝缘漆耐热性高，高耐热等级达到180级，且直焊性佳，具有较高的电器性能、机械强度、优越的耐热冲击及耐软化性能，可广泛应用于耐高温、耐氟里昂的电机电器。
本发明的另一目的在于提供一种高耐热聚氨酯绝缘漆的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生成成本低，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高耐热聚氨酯绝缘漆，所述高耐热聚氨酯绝缘漆由聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂、催化剂和混合溶剂反应制得；其中，聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂的质量比为1:1-1.8:0-0.5:0.4-1.5，催化剂的用量为反应物总质量的0.1％～5％。
优选的，所述聚酯多元醇的制备方法为：将酰亚胺羧酸二元醇、二元酸、三元醇和催化剂混合，混合均匀后升温至160-170℃进行酯化反应，当出水率达80％后，缓慢升温至210-240℃，反应4-6h达到反应终点，然后降温至150℃加入一定量的混合溶剂，搅拌均匀，调制成固含量为40％-50％的聚酯多元醇；其中，酰亚胺羧酸、二元醇、二元酸和三元醇的质量比为1：0.2-3：0.5-3：0.5-3，催化剂为金属触媒，催化剂的用量为反应物总质量的0.5％-1.5％。
优选的，所述酰亚胺羧酸的制备方法为：将偏苯三酸酐、二元胺和甲酚混合，在160-170℃温度下反应4-6h，降温至100-120℃出料，制得酰亚胺羧酸；其中，偏苯三酸酐酸酐与二元胺的质量比为2-4：1，甲酚的用量为反应物总质量的5％-15％。
优选的，所述封闭型异氰酸酯的制备方法为：将二异氰酸酯、二元醇、三元醇和催化剂搅拌均匀，缓慢升温至60-80℃，反应6-10h，当nco％达到理论设计量时，加入封闭剂，并升温至120-140℃，反应4-10h，使封闭剂与游离异氰酸根完全反应，最终nco％小于0.4％以下达到设计值，降温加入适当的混合溶剂，调整固含量在40％-60％；其中，二异氰酸酯、二元醇、三元醇和封闭剂的质量比为1：0-0.3：0-0.5：0.5-2，催化剂的用量为反应物总质量的0.01％-0.5％。
优选的，所述二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇和1,4-环己烷二甲醇中的至少一种；所述三元醇为丙三醇、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯和1,1,1-三羟甲基丙烷中的至少一种。
优选的，所述二元酸为丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸、苯酐、对苯二甲酸、间苯甲酸和顺丁烯二酸中的至少一种。
优选的，所述混合溶剂是由酚类与苯类以质量比5-7:3-5组成的混合物。
优选的，所述封闭剂为苯酚、甲酚和二甲酚中的至少一种。
优选的，所述催化剂为钛酸四正丁酯、四异丙醇钛、丁基锡酸、三乙胺、环烷酸锌、异辛酸锌、钴锰催化剂、咪唑催化剂和n-甲基码林中的至少一种。
一种高耐热聚氨酯绝缘漆的制备方法，将聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂以质量比1:1-1.8:0-0.5:0.4-1.5混合均匀，加热至30-50℃，然后加入适量催化剂，充分搅拌，经过滤后制得聚氨酯绝缘漆；其中，催化剂的用量为反应物总质量的0.1％-5％。
本发明的有益效果在于：本发明的高耐热聚氨酯绝缘漆耐热性高，高耐热等级达到180级，且直焊性佳，具有较高的电器性能、机械强度、优越的耐热冲击及耐软化性能，可广泛应用于耐高温、耐氟里昂的电机电器。
本发明的高耐热聚氨酯绝缘漆，其独特的直焊性能可解决目前180级聚酯亚胺绝缘漆无法直焊性的问题，不仅具有实用价值，还有广阔的市场潜力。
本发明的高耐热聚氨酯绝缘漆通过采用赛克(theic)及聚酰亚胺结构来提高聚氨酯树脂的耐热性，引入适当的高分子交联结构提高漆模的机械强度，及漆模弹性，制备出表面流平性好，涂线工艺幅度宽，击穿电压高、热冲性能优良。
本发明的高耐热聚氨酯绝缘漆具有如下有点：
(1)耐热性高，可应用在更高耐热要求的电器产品上，应用领域更广。
(2)直焊性佳，可取代现有聚酯亚胺绝缘漆产品。
(3)做特厚级漆包线来取代三层绝缘线。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高耐热聚氨酯绝缘漆，所述高耐热聚氨酯绝缘漆由聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂、催化剂和混合溶剂反应制得；其中，聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂的质量比为1:1:0:0.4，催化剂的用量为反应物总质量的0.1％。
所述聚酯多元醇的制备方法为：将酰亚胺羧酸二元醇、二元酸、三元醇和催化剂混合，混合均匀后升温至160℃进行酯化反应，当出水率达80％后，缓慢升温至210℃，反应4h达到反应终点，然后降温至150℃加入一定量的混合溶剂，搅拌均匀，调制成固含量为40％的聚酯多元醇；其中，酰亚胺羧酸、二元醇、二元酸和三元醇的质量比为1：0.2：0.5：0.5，催化剂为金属触媒，催化剂的用量为反应物总质量的0.5％。
所述酰亚胺羧酸的制备方法为：将偏苯三酸酐、二元胺和甲酚混合，在160℃温度下反应4h，降温至100℃出料，制得酰亚胺羧酸；其中，偏苯三酸酐酸酐与二元胺的质量比为2：1，甲酚的用量为反应物总质量的5％。
所述封闭型异氰酸酯的制备方法为：将二异氰酸酯、二元醇、三元醇和催化剂搅拌均匀，缓慢升温至60℃，反应6h，当nco％达到理论设计量时，加入封闭剂，并升温至120℃，反应4h，使封闭剂与游离异氰酸根完全反应，最终nco％小于0.4％以下达到设计值，降温加入适当的混合溶剂，调整固含量在40％；其中，二异氰酸酯、二元醇、三元醇和封闭剂的质量比为1：0：0：0.5，催化剂的用量为反应物总质量的0.01％。
所述二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇或1,2-丙二醇；所述三元醇为丙三醇。
所述二元酸为丁二酸或己二酸。
所述混合溶剂是由酚类与苯类以质量比5:5组成的混合物。
所述封闭剂为苯酚。
所述催化剂为钛酸四正丁酯或四异丙醇钛。
一种高耐热聚氨酯绝缘漆的制备方法，将聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂以质量比1:1:0:0.4混合均匀，加热至30℃，然后加入适量催化剂，充分搅拌，经过滤后制得聚氨酯绝缘漆；其中，催化剂的用量为反应物总质量的0.1％。
实施例2
一种高耐热聚氨酯绝缘漆，所述高耐热聚氨酯绝缘漆由聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂、催化剂和混合溶剂反应制得；其中，聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂的质量比为1:1.2:0.1:0.7，催化剂的用量为反应物总质量的1％。
所述聚酯多元醇的制备方法为：将酰亚胺羧酸二元醇、二元酸、三元醇和催化剂混合，混合均匀后升温至162℃进行酯化反应，当出水率达80％后，缓慢升温至215℃，反应4.5h达到反应终点，然后降温至150℃加入一定量的混合溶剂，搅拌均匀，调制成固含量为42％的聚酯多元醇；其中，酰亚胺羧酸、二元醇、二元酸和三元醇的质量比为1：1：1：1，催化剂为金属触媒，催化剂的用量为反应物总质量的0.8％。
所述酰亚胺羧酸的制备方法为：将偏苯三酸酐、二元胺和甲酚混合，在162℃温度下反应4.5h，降温至105℃出料，制得酰亚胺羧酸；其中，偏苯三酸酐酸酐与二元胺的质量比为2.5：1，甲酚的用量为反应物总质量的8％。
所述封闭型异氰酸酯的制备方法为：将二异氰酸酯、二元醇、三元醇和催化剂搅拌均匀，缓慢升温至65℃，反应7h，当nco％达到理论设计量时，加入封闭剂，并升温至125℃，反应6h，使封闭剂与游离异氰酸根完全反应，最终nco％小于0.4％以下达到设计值，降温加入适当的混合溶剂，调整固含量在45％；其中，二异氰酸酯、二元醇、三元醇和封闭剂的质量比为1：0.1：0.1：0.8，催化剂的用量为反应物总质量的0.1％。
所述二元醇为1,4-丁二醇或二甘醇；所述三元醇为三(2-羟乙基)异氰脲酸酯。
所述二元酸为壬二酸或葵二酸。
所述混合溶剂是由酚类与苯类以质量比5.5:4.5组成的混合物。
所述封闭剂为甲酚。
所述催化剂为丁基锡酸或三乙胺。
一种高耐热聚氨酯绝缘漆的制备方法，将聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂以质量比1:1.2:0.1:0.7混合均匀，加热至35℃，然后加入适量催化剂，充分搅拌，经过滤后制得聚氨酯绝缘漆；其中，催化剂的用量为反应物总质量的1％。
实施例3
一种高耐热聚氨酯绝缘漆，所述高耐热聚氨酯绝缘漆由聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂、催化剂和混合溶剂反应制得；其中，聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂的质量比为1:1.4:0.25:0.8，催化剂的用量为反应物总质量的2.5％。
所述聚酯多元醇的制备方法为：将酰亚胺羧酸二元醇、二元酸、三元醇和催化剂混合，混合均匀后升温至165℃进行酯化反应，当出水率达80％后，缓慢升温至225℃，反应5h达到反应终点，然后降温至150℃加入一定量的混合溶剂，搅拌均匀，调制成固含量为45％的聚酯多元醇；其中，酰亚胺羧酸、二元醇、二元酸和三元醇的质量比为1：1.5：1.5：1.5，催化剂为金属触媒，催化剂的用量为反应物总质量的1％。
所述酰亚胺羧酸的制备方法为：将偏苯三酸酐、二元胺和甲酚混合，在165℃温度下反应5h，降温至110℃出料，制得酰亚胺羧酸；其中，偏苯三酸酐酸酐与二元胺的质量比为3：1，甲酚的用量为反应物总质量的10％。
所述封闭型异氰酸酯的制备方法为：将二异氰酸酯、二元醇、三元醇和催化剂搅拌均匀，缓慢升温至70℃，反应8h，当nco％达到理论设计量时，加入封闭剂，并升温至130℃，反应7h，使封闭剂与游离异氰酸根完全反应，最终nco％小于0.4％以下达到设计值，降温加入适当的混合溶剂，调整固含量在50％；其中，二异氰酸酯、二元醇、三元醇和封闭剂的质量比为1：0.15：0.25：1.2，催化剂的用量为反应物总质量的0.25％。
所述二元醇为新戊二醇；所述三元醇为1,1,1-三羟甲基丙烷。
所述二元酸为苯酐。
所述混合溶剂是由酚类与苯类以质量比6:4组成的混合物。
所述封闭剂为二甲酚。
所述催化剂为环烷酸锌或异辛酸锌。
一种高耐热聚氨酯绝缘漆的制备方法，将聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂以质量比1:1.4:0.25:0.8混合均匀，加热至40℃，然后加入适量催化剂，充分搅拌，经过滤后制得聚氨酯绝缘漆；其中，催化剂的用量为反应物总质量的2.5％。
实施例4
一种高耐热聚氨酯绝缘漆，所述高耐热聚氨酯绝缘漆由聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂、催化剂和混合溶剂反应制得；其中，聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂的质量比为1:1.6:0.4:1.2，催化剂的用量为反应物总质量的4％。
所述聚酯多元醇的制备方法为：将酰亚胺羧酸二元醇、二元酸、三元醇和催化剂混合，混合均匀后升温至168℃进行酯化反应，当出水率达80％后，缓慢升温至230℃，反应5.5h达到反应终点，然后降温至150℃加入一定量的混合溶剂，搅拌均匀，调制成固含量为48％的聚酯多元醇；其中，酰亚胺羧酸、二元醇、二元酸和三元醇的质量比为1：2：2：2，催化剂为金属触媒，催化剂的用量为反应物总质量的1.2％。
所述酰亚胺羧酸的制备方法为：将偏苯三酸酐、二元胺和甲酚混合，在168℃温度下反应5.5h，降温至115℃出料，制得酰亚胺羧酸；其中，偏苯三酸酐酸酐与二元胺的质量比为3.5：1，甲酚的用量为反应物总质量的12％。
所述封闭型异氰酸酯的制备方法为：将二异氰酸酯、二元醇、三元醇和催化剂搅拌均匀，缓慢升温至75℃，反应9h，当nco％达到理论设计量时，加入封闭剂，并升温至135℃，反应8h，使封闭剂与游离异氰酸根完全反应，最终nco％小于0.4％以下达到设计值，降温加入适当的混合溶剂，调整固含量在55％；其中，二异氰酸酯、二元醇、三元醇和封闭剂的质量比为1：0.2：0.4：1.6，催化剂的用量为反应物总质量的0.4％。
所述二元醇为2-甲基-1,3-丙二醇或己二醇；所述三元醇为丙三醇。
所述二元酸为对苯二甲酸或间苯甲酸。
所述混合溶剂是由酚类与苯类以质量比6.5:3.5组成的混合物。
所述封闭剂为苯酚。
所述催化剂为钴锰催化剂或咪唑催化剂。
一种高耐热聚氨酯绝缘漆的制备方法，将聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂以质量比1:1.6:0.4:1.2混合均匀，加热至45℃，然后加入适量催化剂，充分搅拌，经过滤后制得聚氨酯绝缘漆；其中，催化剂的用量为反应物总质量的4％。
实施例5
一种高耐热聚氨酯绝缘漆，所述高耐热聚氨酯绝缘漆由聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂、催化剂和混合溶剂反应制得；其中，聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂的质量比为1:1.8:0.5:1.5，催化剂的用量为反应物总质量的5％。
所述聚酯多元醇的制备方法为：将酰亚胺羧酸二元醇、二元酸、三元醇和催化剂混合，混合均匀后升温至170℃进行酯化反应，当出水率达80％后，缓慢升温至240℃，反应6h达到反应终点，然后降温至150℃加入一定量的混合溶剂，搅拌均匀，调制成固含量为50％的聚酯多元醇；其中，酰亚胺羧酸、二元醇、二元酸和三元醇的质量比为1：3：3：3，催化剂为金属触媒，催化剂的用量为反应物总质量的1.5％。
所述酰亚胺羧酸的制备方法为：将偏苯三酸酐、二元胺和甲酚混合，在170℃温度下反应6h，降温至120℃出料，制得酰亚胺羧酸；其中，偏苯三酸酐酸酐与二元胺的质量比为4：1，甲酚的用量为反应物总质量的15％。
所述封闭型异氰酸酯的制备方法为：将二异氰酸酯、二元醇、三元醇和催化剂搅拌均匀，缓慢升温至80℃，反应10h，当nco％达到理论设计量时，加入封闭剂，并升温至140℃，反应10h，使封闭剂与游离异氰酸根完全反应，最终nco％小于0.4％以下达到设计值，降温加入适当的混合溶剂，调整固含量在60％；其中，二异氰酸酯、二元醇、三元醇和封闭剂的质量比为1：0.3：0.5：2，催化剂的用量为反应物总质量的0.5％。
所述二元醇为3-甲基1,5-戊二醇或1,4-环己烷二甲醇；所述三元醇为三(2-羟乙基)异氰脲酸酯。
所述二元酸为顺丁烯二酸。
所述混合溶剂是由酚类与苯类以质量比7:3组成的混合物。
所述封闭剂为甲酚。
所述催化剂为n-甲基码林。
一种高耐热聚氨酯绝缘漆的制备方法，将聚酯多元醇、封闭型异氰酸酯、改性pu树脂和混合溶剂以质量比1:1.8:0.5:1.5混合均匀，加热至50℃，然后加入适量催化剂，充分搅拌，经过滤后制得聚氨酯绝缘漆；其中，催化剂的用量为反应物总质量的5％。
本发明制得的高耐热聚氨酯绝缘漆进行漆包线试验：横型热风循环炉(炉长3.8m)；炉温(蒸发带380℃、中央400℃、硬化带420℃)芯线(φ0.5mm)；涂布方法：模具8回；模具排列：0.53㎜，0.54㎜，0.55×2㎜，0.56×2㎜，0.57㎜，0.58㎜。检测数据如下：
从上表可以看出，本发明制得的高耐热聚氨酯绝缘漆耐热性高，高耐热等级达到180级，且直焊性佳，具有较高的电器性能、机械强度、优越的耐热冲击及耐软化性能，可广泛应用于耐高温、耐氟里昂的电机电器。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。