PL189058B1 - Method of making polyesterimide lacquers - Google Patents

Abstract

Polyesterimide varnishes are made by polycondensing and imidating a mixture of trimellitic anhydride, 4,4'-diamino-diphenyl methane, glycol, dimethyl terephthalate and trihydric alcohol (eg tris(hydroxyethyl) isocyanurate or glycerol) and optionally p,p'-dihydroxy-diphenyl-dimethyl methane, wherein the glycol or part of the glycol is 2-methyl-1,3-propanediol and/or 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol. A transesterification catalyst may be added to the mixture and the resulting polyesterimide resin may subsequently be dissolved in an organic solvent with a crosslinking catalyst added.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania lakieru poliestroimidowego przez polikondensację i imidyzację mieszaniny monomerów dwufunkcyjnych i trój funkcyjnych i następnie rozpuszczenie uzyskanej żywicy poliestroimidowej w rozpuszczalniku organicznym. Lakier poliestroimidowy według wynalazku stosuje się do emaliowania przewodów nawojowych używanych w maszynach i aparatach elektrycznych.The subject of the invention is a method of producing a polyesterimide varnish by polycondensation and imidization of a mixture of difunctional and trifunctional monomers and then dissolving the obtained polyesterimide resin in an organic solvent. The polyesterimide varnish according to the invention is used for enamelling winding wires used in electrical machines and apparatus.

Znane lakiery poliestroimidowe wytwarza się przez rozpuszczenie żywic poliestroimidowych w rozpuszczalnikach organicznych takich jak trójkrezol z dodatkiem węglowodorów aromatycznych, N-metylopirolidon lub mieszaniny rozpuszczalników zawierające cykloheksanom Żywice poliestroimidowe wytwarza się znanymi sposobami przez polikondensację i imidyzację mieszaniny bezwodnika trójmelitowego, 4,4'-diaminodifenylometanu, glikolu, alkoholu trój wodorotlenowego i tereftalanu dimetylowego oraz ewentualnie dianu (opisy patentowe USA nr 2421024 i nr 3435002, opisy patentowe polskie nr 125456 i nr 164804). Jako glikol stosuje się zwłaszcza glikol etylenowy. Jako alkohol trój wodorotlenowy stosuje się na przykład glicerynę lub izocyjanuran tris(2-hydroksyetylowy).Known polyesterimide varnishes are prepared by dissolving polyesterimide resins in organic solvents such as tricresol with the addition of aromatic hydrocarbons, N-methylpyrrolidone or solvent mixtures containing cyclohexanes. , trihydric alcohol and dimethyl terephthalate, and possibly a dian (US Patent Nos. 2,421,024 and 3,435,002, Polish Patent Nos. 125,456 and 164,804). The glycol used is in particular ethylene glycol. The trihydric alcohol used is, for example, glycerin or tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate.

Lakiery poliestroimidowe wytwarzane znanymi sposobami mają zawartość suchej substancji najwyżej 35%. Przy większej zawartości suchej substancji lepkość lakieru jest zbyt duża, aby można nim było powlekać przewód nawojowy, zwłaszcza o dużej średnicy, uzyskując wymaganą gładkość powierzchni powłoki.The polyesterimide lacquers produced by known methods have a dry matter content of at most 35%. With a higher dry substance content, the varnish viscosity is too high to be able to coat the coil wire, especially with a large diameter, to obtain the required smoothness of the coating surface.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania lakieru poliestroimidowego, który miałyby zwiększoną zawartość suchej substancji przy niezbyt dużej lepkości, umożliwiającej nanoszenie lakieru na przewody nawojowe i uzyskiwanie gładkiej powierzchni.The aim of the invention is to develop a method for the production of a polyesterimide varnish, which would have an increased dry substance content with a not too high viscosity, enabling the application of the varnish on the winding wires and obtaining a smooth surface.

Okazało się, że pożądany efekt uzyskuje się poddając polikondensacji i imidyzacji bezwodnik trójmelitowy, 4,4'-diaminodifenylometan, tereftalan dimetylowy, glikol, alkohol trójwodorotlenowy i ewentualnie dian, z dodatkiem katalizatora transestryfikacji, i następnie rozpuszczając uzyskaną żywicę poliestroimidową w rozpuszczalniku organicznym, z dodatkiem katalizatora sieciowania, jeżeli jako glikol lub jeden z glikoli stosuje się 2-metylo-1,3-propanodiol i/lub 2-butylo-2-etyło-1,3-propanodiol.It turned out that the desired effect is obtained by subjecting the polycondensation and imidization of trimellitic anhydride, 4,4'-diaminodiphenylmethane, dimethyl terephthalate, glycol, trihydric alcohol and possibly dian, with the addition of a transesterification catalyst, and then dissolving the obtained polyesterimide resin in an organic solvent. of a cross-linking catalyst if 2-methyl-1,3-propanediol and / or 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol are used as the glycol or one of the glycols.

W sposobie według wynalazku można także stosować dodatkowo glikol etylenowy i/lub neopentylowy, przy czym na 1 mol glikolu etylenowego i/lub neopentylowego stosuje się od 0,05 do 0,50 moli 2-metylo-1,3-propanodiolu i/lub 2-butylo-2-etylo-1,3-propanodiolu.Additionally, ethylene and / or neopentyl glycol can be used in the process according to the invention, with 0.05 to 0.50 moles of 2-methyl-1,3-propanediol and / or 2 per mole of ethylene and / or neopentyl glycol being used. -butyl-2-ethyl-1,3-propanediol.

Jako alkohol trójwodorotlenowy stosuje się izocyjanuran tris(2-hydroksyetylowy) lub glicerynę. Jako katalizator transestryfikacji stosuje się zwłaszcza octan cynku, acetyloacetonian cynku lub tlenek dibutylocyny. Jako katalizator sieciowania stosuje się związek wybrany z grupy estrów i poliestrów kwasu ortotytanowego, jak tetrabutoksytytan.Tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate or glycerin is used as the trihydric alcohol. Especially zinc acetate, zinc acetylacetonate or dibutyltin oxide are used as the catalyst for the transesterification. A compound selected from the group of esters and polyesters of orthotitanoic acid, such as tetrabutoxy titanium, is used as the crosslinking catalyst.

189 058189 058

Jako rozpuszczalnik żywicy poliestroimidowej stosuje się zwłaszcza trójkrezol z dodatkiem węglowodorów aromatycznych, N-metylopirolidon lub mieszaniny rozpuszczalników zawierające cykloheksanomSuitable solvents for the polyesterimide resin are, in particular, tricresol with the addition of aromatic hydrocarbons, N-methylpyrrolidone or solvent mixtures containing cyclohexanes.

Sposób według wynalazku umożliwia zwiększenie zawartości suchej masy lakieru, przy zachowaniu dużej gładkości powłok na przewodach miedzianych o dużej średnicy. Efekt ten można przypisać asymetrycznej budowie glikoli zastosowanych w sposobie według wynalazku, to znaczy 2-metylo-1,3-propanodiolu i 2-butylo-2-etylo-1,3-propanodiolu.The method according to the invention makes it possible to increase the dry matter content of the varnish, while maintaining high smoothness of the coatings on large diameter copper conductors. This effect can be attributed to the asymmetric structure of the glycols used in the process according to the invention, i.e. 2-methyl-1,3-propanediol and 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol.

Przykład I. Do reaktora o pojemności 1 dm³ wprowadza się 225 g bezwodnika trójmelitowego, 115 g 4,4',-diaminodifenylometanu, 10 g 2-metylo-1,3-propanodiolu, 190 g izocyjanuranu tris(2-hydroksyetylowego), 140 g tereftalanu dimetylowego, 200 g dianu i 1,5 g acetyloacetonianu cynku. Temperaturę mieszaniny reakcyjnej podnosi się stopniowo do 210°C, oddestylowując wodę i metanol. Uzyskane żywicę poliestroimidową w ilości 560 g rozpuszcza się w mieszaninie 50 g cykloheksanolu, 300 g cykloheksanonu, 200 g węglanu propylenu, 200 g alkoholu benzylowego i 14 g politytanianu butylu.Example I A reactor with a capacity of 1 dm ³ are introduced 225 g of trimellitic acid anhydride, 115 g of 4,4 '- diaminodiphenylmethane, 10 g of 2-methyl-1,3-propanediol, 190 g isocyanurate, tris (2-hydroxyethyl) 140 g of dimethyl terephthalate, 200 g of dian and 1.5 g of zinc acetylacetonate. The temperature of the reaction mixture was gradually increased to 210 ° C while water and methanol were distilled off. The obtained polyesterimide resin in the amount of 560 g is dissolved in a mixture of 50 g of cyclohexanol, 300 g of cyclohexanone, 200 g of propylene carbonate, 200 g of benzyl alcohol and 14 g of butyl polythanoate.

Uzyskanym roztworem o zawartości 42% suchej masy powleka się przewód miedziany o średnicy 1,8 mm. Po wypaleniu uzyskuje się emaliowany przewód miedziany klasy 180 o dużej gładkości powierzchni.A copper wire 1.8 mm in diameter is coated with the resulting solution with a dry matter content of 42%. After firing, an enameled copper conductor of grade 180 with a high surface smoothness is obtained.

Przykład II. Do reaktora o pojemności 1 dm wprowadza się 160 g bezwodnika trójmelitowego, 82,5 g 4,4'-diammodifenylometanu. 160 g tereftalanu dimetylowego, 40 g 2-butylo-2-etylo-l,3-propanodiolu, 22 g glikolu etylenowego, 130 g izocyjanuranu tris(2-hydroksyetylowego) i 0,8 g octanu cynku. Temperaturę podnosi się stopniowo do 225°C, oddestylowując wodę i metanol. Uzyskaną żywicę poliestroimidową w ilości 450 g rozpuszcza się w mieszaninie 200 g trójkrezolu, 150 g cykloheksanonu. 70 g solwentnafty, 30 g glikolu propylenowego, 200 g węglanu propylenu i 10 g ortotytanianu krezylu.Example II. 160 g of trimellitic anhydride and 82.5 g of 4,4'-diammodiphenylmethane are introduced into the 1 dm reactor. 160 g of dimethyl terephthalate, 40 g of 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 22 g of ethylene glycol, 130 g of tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate and 0.8 g of zinc acetate. The temperature was increased gradually to 225 ° C while water and methanol were distilled off. 450 g of the obtained polyesterimide resin was dissolved in a mixture of 200 g of tricresol and 150 g of cyclohexanone. 70 g of solvent naphtha, 30 g of propylene glycol, 200 g of propylene carbonate and 10 g of cresyl orthotitanate.

Uzyskanym roztworem o stężeniu 41% suchej masy powleka się przewód miedziany o średnicy 1,2 mm. Po wypaleniu uzyskuje się emaliowany przewód miedziany klasy 180 o dużej gładkości powierzchni.A copper wire 1.2 mm in diameter is coated with the obtained solution with a concentration of 41% by dry weight. After firing, an enameled copper conductor of grade 180 with a high surface smoothness is obtained.

Przykład III. Do reaktora o pojemności 1 dm3 wprowadza się 200 g bezwodnika trójmelitowego, 100 g 4,4'-diaminodifenylometanu, 40 g glikolu etylenowego, 25 g 2-metylo1,3-propanodiolu, 150 g izocyjanuranu tris(2-hydroksyetylowego), 30 g gliceryny, 100 g tereftalanu dimetylowego, 50 g dianu i 1 g octanu cynku. Temperaturę podnosi się stopniowo do 235°C, oddestylowując wodę i metanol. Uzyskaną żywicę poliestroimidową w ilości 550 g rozpuszcza się w mieszaninie 600 g trójkrezolu i 200 g solwentnafty z dodatkiem 30 g tetra(izopropoksy)tytanu oraz 20 g żywicy fenolowej.Example III. 200 g of trimellitic anhydride, 100 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane, 40 g of ethylene glycol, 25 g of 2-methyl-1,3-propanediol, 150 g of tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 30 g of glycerin are introduced into the reactor with a capacity of 1 dm3. , 100 g of dimethyl terephthalate, 50 g of dian and 1 g of zinc acetate. The temperature was raised gradually to 235 ° C while water and methanol were distilled off. The obtained polyesterimide resin in an amount of 550 g is dissolved in a mixture of 600 g of tricresol and 200 g of solvent naphtha with the addition of 30 g of tetra (isopropoxy) titanium and 20 g of phenolic resin.

Uzyskanym roztworem o stężeniu 40% suchej masy powleka się przewód miedziany o średnicy 1,5 mm. Po wypaleniu uzyskuje się emaliowany przewód miedziany klasy 155 o dużej gładkości powierzchni.A copper wire 1.5 mm in diameter is coated with the resulting solution with a concentration of 40% dry weight. After firing, an enameled copper wire of class 155 with a high surface smoothness is obtained.

Przykład IV. Do reaktora o pojemności 1 dm3 wprowadza się 200 g bezwodnika trójmelitowego, 100 g 4,4'-diamin()difenylometanu, 100 g glikolu neopentylowego, 80 g 2-butylo-2-etylo-1,3-propanodiolu, 130 kg izocyjanuranu tris(2-hydroksyetylowego), 100 g tereftalanu dimetylowego i 0,6 g tlenku dibutylocyny. Temperaturę podnosi się stopniowo do 220°C, oddestylowując wodę i metanol. Uzyskaną żywicę w ilości 600 g rozpuszcza się w mieszaninie 680 g trójkrezolu, 290 g solwentnafty i 25 kg tetrabutoksytytanu.Example IV. 200 g of trimellitic anhydride, 100 g of 4,4'-diamines () diphenylmethane, 100 g of neopentyl glycol, 80 g of 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 130 kg of tris isocyanurate are introduced into the reactor with a capacity of 1 dm3. (2-hydroxyethyl), 100 g of dimethyl terephthalate and 0.6 g of dibutyltin oxide. The temperature was raised gradually to 220 ° C while water and methanol were distilled off. The resulting resin in an amount of 600 g is dissolved in a mixture of 680 g of tricresol, 290 g of solvent naphtha and 25 kg of tetrabutoxytitanium.

Uzyskanym roztworem o stężeniu 42% powleka się przewód miedziany średnicy 1,8 mm. Po wypaleniu uzyskuje się emaliowany przewód miedziany klasy 200 o dużej gładkości powierzchni.A copper wire of 1.8 mm in diameter is coated with the resulting solution of 42% concentration. After firing, an enameled copper wire of class 200 with a high surface smoothness is obtained.

Przykład V. Do reaktora o pojemności 1 dm3 wprowadza się 150 g bezwodnika trójmelitowego, 78 g 4,4 '-diaminodifenylometanu, 60 g glikolu etylenowego, 50 g glikolu neopentylowego, 20 kg 2-metyIo-1,3-propanodiolu, 80 g 2-butylo-2-etvlo-1,3-propanodiolu, 80 g tereftalanu dimetylowego, 120 g izocyjanuranu tris(2-hydroksyetylowego), 100 g dianu i 1 g octanu cynku. Temperaturę podnosi się stopniowo do 230°C, oddestylowując wodę i metanol. Uzyskaną żywicę poliestroimidową, w ilości 700 g rozpuszcza się w mieszaninie 800 g trójkrezolu i 200 g solvesso-100 i 30 g tetra(izopropoksy)tytanu oraz 40 g żywicy fenolowej.Example 5 150 g of trimellitic anhydride, 78 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane, 60 g of ethylene glycol, 50 g of neopentyl glycol, 20 kg of 2-methyl-1,3-propanediol, 80 g of 2 are introduced into a reactor with a capacity of 1 dm3. -butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 80 g of dimethyl terephthalate, 120 g of tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 100 g of dian and 1 g of zinc acetate. The temperature was increased gradually to 230 ° C while water and methanol were distilled off. The obtained polyesterimide resin, in the amount of 700 g, is dissolved in a mixture of 800 g of tricresol and 200 g of solvesso-100 and 30 g of tetra (isopropoxy) titanium and 40 g of phenolic resin.

189 058189 058

Uzyskanym roztworem o stężeniu 40% suchej masy powleka się przewód miedziany o średnicy 1,8 mm. Po wypaleniu uzyskuje się emaliowany przewód miedziany klasy 180 o dużej gładkości powierzchni.A copper wire 1.8 mm in diameter is coated with the resulting solution with a concentration of 40% dry weight. After firing, an enameled copper conductor of grade 180 with a high surface smoothness is obtained.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Sposób wytwarzania lakieru poliestroimidowego przez polikondensację i imidyzację bezwodnika trójmelitowego, 4,4'-diaminodifenylometanu, glikolu, tereftalanu dimetylowego oraz gliceryny lub izocyjanuranu tris(2-hydroksyetylowego i ewentualnie dianu, z dodatkiem katalizatora transestryfikacji, i następnie rozpuszczenie uzyskanej żywicy poliestroimidowej w rozpuszczalniku organicznym z dodatkiem katalizatora sieciowania, znamienny tym, że jako glikol lub jeden z glikoli stosuje się 2-metylo-1,3-propanodiol i/lub 2-biitylo-2-etylo-1,3-propanodiol.1. Method for the production of polyesterimide varnish by polycondensation and imidization of trimellitic anhydride, 4,4'-diaminodiphenylmethane, glycol, dimethyl terephthalate and glycerin or tris (2-hydroxyethyl isocyanurate and possibly a dian) with the addition of a transesterimide catalyst in the resin and then dissolving the resulting resin organic with the addition of a crosslinking catalyst, characterized in that 2-methyl-1,3-propanediol and / or 2-biityl-2-ethyl-1,3-propanediol are used as the glycol or one of the glycols. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się od 0,05 do 0,50 moli 2-metylo-1,3-propanodiolu i/lub 2-butylo-2-etylo-1,3-propanodiolu na 1 mol glikolu etylenowego i/lub neopentylowego.2. The method according to p. 2. The process of claim 1, characterized in that from 0.05 to 0.50 moles of 2-methyl-1,3-propanediol and / or 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol are used per mole of ethylene glycol and / or neopentyl.